推动中国海洋气象学发展的两位大师——第Ⅱ部分:王彬华的故事

青岛是中国现代气象学的发源地和中国气象学会的诞生地,对中国海洋气象学的历史演变过程有重要影响。本文主要介绍王彬华先生的生平概览、科学研究和教书育人,以及蒋丙然与王彬华师生两人的历史命运,从中折射出我国海洋气象学的发展脉络,期盼能为深入理解中国海洋气象学的发展历史提供多角度的认识。

推动中国海洋气象学发展的两位大师——第Ⅰ部分:蒋丙然的故事

青岛是中国现代气象学的发源地和中国气象学会的诞生地,对中国海洋气象学发展的历史演变过程有重要影响。本文主要介绍了海洋气象学定义,以及中国最早的气象学家、中国近代气象事业的开拓者之一、中国气象学会第一届至第五届理事长、青岛观象台台长蒋丙然先生的生平概览和科学研究,从中折射出我国海洋气象学的发展脉络,期盼能为深入理解中国海洋气象的发展历史提供多角度的认识。

海洋悬浮物浓度的长期演变特征及机制

受气候变化和人类活动的影响,21世纪以来全球海洋的悬浮物浓度发生了显著变化。悬浮物浓度的剧烈变化不可避免地对海洋生态环境、地貌演化和生物地球化学循环产生重大影响。随着气候变化对人类活动的环境影响研究的深入,以及卫星遥感数据的不断积累,悬浮物浓度的长期变化趋势及其机制已成为地球科学研究的热点。本文概括性地总结了海洋悬浮物浓度长期变化的国内外研究进展,指出了中国近海相关研究的不足之处,并对未来发展方向作出了展望。

韩国海洋水产部的建立对中国海洋管理体制改革的启示

现在世界许多国家把海洋管理看作是一个综合系统,认为要综合推进海洋相关政策,并积极寻求推进方案。根据这样的趋势为实现海洋的综合管理,特别要寻求海洋政策机构一元化道路。韩国海洋水产部成立前在韩国实行的是比较分散的管理模式,这样根据业务种类分级管理的体制由于管理权限模糊以及管理职责重复导致海洋管理效率比较低。1996年韩国成立海洋水产部成为世界上唯一实行海洋管理综合体制的国家,其推行的综合海洋管理体制成为许多国家的样板。中国现行的管理体制与韩国海洋水产部成立前的管理模式有许多相似之处。本文通过对韩国海洋管理体制的考察和对中韩两国海洋管理体制的分析,提出中国海洋管理体制改革的一些建设性意见。

中国东部陆架边缘海海洋物理环境演变及其环境效应

中国东部陆架边缘海是支撑中华民族伟大复兴的经济海域,其重要的战略地位及经济贡献对国家发展至关重要。对海洋环境和生物资源的了解有利于国家的根本利益,有利于加快创建和谐社会的宏伟目标,因而对该海域的深入研究是当前面临的迫切任务。国家重点基础研究发展计划(973)项目“中国东部陆架边缘海海洋物理环境演变及其环境效应”拟对中国东部陆架边缘海这样一个层化结构多变、多种运动形态耦合的复杂动力学系统中的物理环境的演变及其环境效应进行深入研究,进而揭示海洋环境演变规律,为国防安全、渔业生产等提供科学支持;同时对该项目研究的目的、科学意义、关键科学问题及预期目标等进行了简要介绍。

北极海冰快速减退前后的北冰洋上层海洋热含量变化

北极海冰自1997年进入快速减退阶段,对北冰洋造成显著影响。本文利用数值模式结果,分析北冰洋1990—2014年期间的上层海洋(0~150 m)热含量长期变化趋势。研究发现,陆架区只有楚科奇海西部和巴伦支海的热含量有显著增加趋势,其他海域的变化较小。加拿大海盆上层热含量总体呈现上升状态,对北冰洋海盆区上层热含量增加趋势做出主要贡献,且主要取决于夏季太平洋水的热含量变化。随着海冰的减少,夏季太平洋水持续升温,但是其热含量并不是一直处于增加的状态。与北极海冰的快速减退相对应,夏季太平洋水热含量在1997年前后具有两段不同的长期变化特征:1990—1997年为减少趋势,主要归因于其体积减小,与这段时期北极涛动指数减小导致的波弗特流涡向下泵压上层太平洋入流水能力减弱有关;1998—2014年为快速增长趋势,其变化速率是前一段时期的2倍多,该时期的北极涛动指数虽然没有明显变化趋势,但是海冰的加速减少造成大气对海洋的直接强迫增加,波弗特流涡向下泵压的能力变强,使夏季太平洋水体积增大,在海水升温的共同作用下,促成了夏季太平洋水热含量的快速增加。

耦合模式FGOALS-g3对全球海洋潮汐的模拟评估

潮汐在海洋能量的传递和混合过程中起着重要的作用,为维持全球热盐环流提供了主要的能量,影响着全球的海洋环流。此前已有工作在低分辨率的、单独的海洋模式中研究潮汐作用对海洋环流状态的敏感性,为进一步研究潮汐作用对环流和气候状态的敏感性,有必要将潮强迫引入到气候耦合模式中。本文成功地将8个主要平衡分潮显式地加入到耦合模式FGOALS-g3中,并评估了其对全球海洋潮汐的模拟能力,对于进一步研究潮汐对大尺度环流及气候状态的影响有重要意义。本文通过对模拟的海表面高度数据进行潮汐调和分析,得到各个分潮的调和常数,并将其与全球潮汐模型TPXO9和FES2014,以及开放海洋潮汐数据集st102进行对比。结果表明,FGOALS-g3耦合模式可以合理地模拟全球海洋中的正压潮,模拟结果与潮汐模型和实测数据集相比均比较接近。与这两套全球潮汐模型相比,均方误差均相对较小,且误差大多分布在振幅较大的区域。与st102数据集相比,FGOALS-g3模拟的8个主要分潮的平均振幅相对误差均在10%以内,且总均方误差均小于10 cm。

中国沿海地区经济与海洋环境污染情景分析——基于联立方程技术的分析方法

联立方程是分析经济与环境关系的一种行之有效的方法。本文以三要素生产函数和对数线性三次环境库兹涅茨曲线为主体,构建了海洋环境污染与沿海地区经济的联立方程,估算了联立方程系数。在此基础上运用情景分析技术,以环保投入和产业结构为冲击变量,分别对模型进行了动态冲击分析。通过分析得到,渤黄海地区的海洋环境污染比较严重,南海地区的海洋环境污染状况正在恶化,且环保投入变动和产业结构变动对海洋经济-环境系统影响趋势一致。

基于科学发展观的中国海洋科技发展战略分析

科学发展观的提出,对我国科技事业发展具有深刻的指导意义,极大推动了科技工作和科技事业的发展。本文围绕海洋科技,介绍了中国海洋科技的发展历程,并对海洋科技发展中面临的问题进行了分析,包括关键技术自给率低、环境观测能力有待提高、优秀拔尖人才缺乏、科技资源共享机制不完善、海洋科技国际合作有待加强等。在此基础上,提出以科学发展观统领海洋科技事业的发展,坚持科学发展是硬道理,注重自主创新能力提高,坚持统筹发展,坚持以人为本,推进科技兴海战略,强化海洋管理与海洋文化建设等,在科学发展观的指导下促进海洋科技事业的科学发展。

基于同化再分析产品研究东中国海海洋锋季节变化特征

海洋锋是特性明显不同的两种或几种水体之间的水平分布高梯度带。海洋锋对海战场环境存在重要影响。文中基于高性能计算机平台,采用海洋动力模式和先进的数据同化技术制作的海洋数值再分析产品(China Ocean Reanalysis,CORA),研究了东中国海温度锋和盐度锋分别在表层和50 m层深度上的季节变化特征。通过分析发现温度锋在冬季主要分布在东海及台湾海峡,在夏季主要分布在渤海及黄海;春秋两季的变化介于冬夏两季之间;东海黑潮区四季皆存在温度锋。盐度锋主要存在于黄河和长江等径流入海区附近。温度锋和盐度锋的季节变化主要受气象条件、河流入海和近岸升降流季节变化的共同影响。

东中国海1976—1996年上层海洋盐度变化趋势及机制初步探讨

本文采用客观分析资料Ishii,分析东中国海1976—1996年上层海洋不同深度盐度变化的空间分布结构;并结合OAflux客观分析蒸发资料和GPCP实测降水资料以及大通站长江径流量资料,分析蒸发、降水、淡水通量(蒸发与降水之差)、长江冲淡水等表面强迫对东中国海盐度变化的影响。研究表明:东中国海盐度变化趋势有明显的区域差异性:渤海和北黄海区域表层盐度呈上升趋势,主要受黄河径流量持续减少的影响;长江口附近区域的表层盐度主要受长江径流量变化的影响,夏季盐度升高趋势明显且影响范围至对马海峡附近,冬季趋势不明显;东海黑潮区域(长江口附近区域除外)表层盐度与淡水通量(蒸发与降水之差)变化一致呈上升趋势。另外,除渤海和北黄海以外的沿岸浅水区表层盐度呈降低趋势,主要受陆地降水增加的影响。表层以下盐度的变化与表层不同,上升趋势大致与主要暖流路径一致,可能是水平平流作用占主导地位。

中国战略性海洋新兴产业的发展对策探讨

海洋经济已跨入以高新技术引领的新时代,以海洋高新技术为首要特征的战略性海洋新兴产业成为各国争相抢占的科技制高点。本文在界定战略性海洋新兴产业内涵的基础上,分析我国战略性海洋新兴产业发展的现状,找出其在公众认识、政策体系、自主创新能力、资金投入以及人才储备等方面存在的主要问题,进而提出通过提高公众对战略性海洋新兴产业发展重要性的认识,营造促进其发展的良好氛围;建立和完善战略性海洋新兴产业发展的政策体系和协调机制,形成支持战略性海洋新兴产业发展的长效机制;提高海洋科技的自主创新能力,加速科技成果的转化,打造一批具有国际竞争力的战略性海洋新兴产业开发区;加大对战略性海洋新兴产业的资金投入,建立多渠道的有效的投融资体制以及着力培养和引进具备较强适应能力、创新能力和竞争力的高层次人才,使其成为发展战略性海洋新兴产业的生力军等措施促进我国战略性海洋新兴产业的发展,借以推动我国海洋经济实现跨越式发展。

历次核试验进入海洋的^(137)Cs对中国近海影响的模拟研究

1945年以来,世界各主要核国家进行了数千次核试验,这些核试验产生的绝大部分放射性物质通过多种途径进入海洋,对海洋环境造成放射性污染。本文建立了一个准全球海洋的放射性物质输运和扩散数值模式,通过数值模拟手段评估了历史核试验释放的放射性物质137 Cs对中国近海海洋环境的影响。本文借助前人工作评估了核试验释放137Cs进入海洋的途径和总量;通过比较模拟结果与观测资料,表明本文建立的放射性物质模式能够较好地模拟出137Cs在中国近海及其邻近海域的分布情况和随时间演变特征;模拟结果表明中国近海里的137Cs浓度在20世纪50年代中期达到最大,其中吕宋海峡海域137Cs浓度最高,达80.99Bq/m3;进一步分析了2011年3月份日本福岛核事故前中国近海137Cs浓度分布状况,2011年整个中国近海137Cs浓度介于1.0~1.6Bq/m3间,且其浓度垂向分布较均匀,相对封闭的南海浓度略高于其他海域。

我国海洋工程海洋环境影响后评价方法初探——以温州灵霓北堤工程海洋环境影响后评价为例

海洋工程竣工投产后,其造成的海洋环境负面影响往往超过工程施工前开展的海洋环境影响评价中的预测值,开展海洋工程海洋环境影响后评价工作是近几年来国外海洋发达国家海洋工程管理方面应用较为成熟的一种管理手段。温州灵霓北堤工程是我国首个实施海洋环境影响后评价的工程,在其竣工通车2 a后,为了检验灵霓北堤对瓯江口南北两侧海域的实际海洋环境影响以及前期环境评价单位,温州市发改委委托中国海洋大学展开环境影响后评价工作。中国海洋大学根据海域现状和历史调查资料,采用有无对比、前后对比和数学模型预测的方法,针对工程前期评价单位的预测与结论,评价了灵霓北堤两侧海域海洋环境质量现状,并对前期环评结论的合理性和正确性开展了分析。后评价结果表明,前期评价单位的预测结果基本都已得到体现,但其部分预测值较保守,例如部分区域的冲淤量和灵霓北堤对两侧生物的影响等。

深海海洋动力环境原位实时监测系统研究

针对海底观测网中海洋动力环境参数的长期实时监测问题,研究和设计了深海海洋动力环境原位实时监测系统。该系统采用温盐深仪(电导率、温度、深度(CTD)测量系统)、声学多普勒流速剖面仪(ADCP)、声学多普勒流速仪(ADV)、浊度传感器和溶解氧传感器等海洋仪器作为数据采集设备,搭建了以嵌入式ARM内核微处理器为核心的硬件平台,基于Linux操作系统设计了长期实时监测软件。该深海海洋动力环境原位实时监测系统于2011年4月至10月,在美国蒙特利海湾在接入海底观测试验网——蒙特利加速研究系统(MARS)下连续运行187天,试验结果表明该系统可以长期稳定地实时获取海洋动力环境原位数据。

浅谈渤海海洋环境污染治理与保护对策

环渤海地区是我国北方经济发展的重心之一,社会经济快速发展带来的陆源污染物大量入海、海洋污染事故频繁发生、生态系统遭到破坏等,均给渤海环境造成了巨大压力。文章从渤海海洋环境污染的主要问题入手,分析污染治理措施及其效果,提出渤海海洋环境保护的一些思路。

2011-2014年中国北极物理海洋学的研究进展

过去十几年北极的快速变化以海冰变化为主要特征。然而,在冰-海-气变化系统中海洋起着关键性的作用。海洋是北极变化的关键因素,不仅影响着海冰的融化与冻结等过程,而且是大气变化的主要能量来源。在北极海冰快速变化的背景下,北冰洋的海洋特征也发生了一系列的变化。第四次国际极地年之后我国在北极科学研究中取得了一系列的进展,本文从北冰洋水团、锋面、海流等主要水文现象,以及上层海洋结构等方面,总结了2011-2014年我国在北极物理海洋学方面取得的一系列成果。

中韩海洋环境管理的要素特征及比对分析

通过对中国和韩国的海洋环境行政管理的特征、海洋环境管理法律的特征以及海洋环境政策的特征的分析和比对,认为较之韩国的海洋综合管理而言中国的海洋环境管理过于分散,而与中国的海洋环境管理政策的协调性相比韩国的海洋环境政策过于独立。尽管中韩海洋环境管理都存在着一定的缺陷,但两国都意识到世界发展趋势和新的秩序变革,并为建立先进的海洋环境管理体制积极地进行相关调整和改革。

伴随同化方法在中国近海海洋数值模拟中的应用

简述了几种常用的资料同化方法,并较为详细地阐述了伴随同化方法的基本原理。基于其在潮汐模式中、在海水温度场中和在海洋生态模型中的应用等三方面综述了伴随方法在中国近海海洋数值模拟中的应用研究现状和进展。并对伴随方法的应用前景进行了初步的评述,指出该方法可对海洋观测方案的优化发挥重要作用,其在生态学流动力学模式中的应用亦应得到充分重视。

浅谈我国滨海电厂温排水对海洋环境的影响状况

我国经济的发展对能源电力需求越来越大,滨海火/核电厂的大量建设在一定程度上缓解了紧张局面,但电厂温排水的排放对海洋环境和水产养殖等造成了影响。文章总结了我国电厂温排水(冷却水)及其对海洋环境等的影响状况,并对温排水管理和技术研究工作提出了几点看法。