胶州湾高分辨率三维风暴潮漫滩数值模拟

基于海表气压项改进的FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model)海洋模式,研发胶州湾高分辨率三维风暴潮漫滩数值模式(JS-FVCOM)。利用JS-FVCOM模式通过对天文潮、台风强度和径流3要素的不同组合,共设计了5个试验,分别进行风暴潮漫滩模拟实验。分析各试验结果得到如下结论:(1)随着台风最大风速的增加,风暴潮增水迅速增加,当综合水位超过防潮堤高程后增水速度明显减慢。海水淹没范围和淹没深度受综合水位超防潮堤高程时间影响明显。(2)在入海河流的河口区,当洪水位与高潮位相遇时,由于高潮位的顶托作用,洪水下泄不畅,造成综合水位上升明显,极易发生海水漫溢现象。JS-FVCOM的模拟结果清楚地再现了海水漫堤的淹没过程,可为紧急情况下的人员疏散提供科学的基础数据。

渤海、黄海沿岸主要港湾大振幅假潮成因的天气学分析

对渤海、黄海主要港湾发生的振幅大于 50cm(龙口港湾取振幅大于 80cm)的6 5次假潮过程与地面天气图进行对比分析 ,着重分析了伴随大振幅假潮过程的天气形势 .分析结果表明 :( 1 )龙口港湾 2 2次大振幅假潮中有 1 9次与雷暴天气 (其中有 3次伴随有飑线 ,1次还伴有龙卷 )有关 ,2次与大风天气有关 ,1次由外海雷暴引起 ;因此得出雷暴、飑线是引起大振幅假潮的主要原因 ;雷暴强弱和持续时间长短变化 ,导致假潮振幅大小及持续时间长短变化 ;雷暴的季节变化引起大振幅假潮的季节变化 ;雷暴发生的局地性导致假潮出现的局地性 ;雷暴传播方向的不同引起大振幅假潮的周期不同 .( 2 )北方气旋型和江淮气旋及西南倒槽型这两种天气类型有利于产生雷暴 ,并导致大振幅假潮的发生 .这两类型分别占 6 2个例的 46 8%和 1 7 7% .

辽东湾鲅鱼圈赤潮与环境因子分析

赤潮的发生是一个复杂的生态变化过程,赤潮藻的快速增殖不仅需要丰富的营养物质基础,适宜的物理环境条件亦是不可或缺的,是诸如水文、气象、物理、化学和生物因子综合作用的结果.辽东湾为我国北方海域赤潮最频繁海域.本文就1998年～2003年5月间发生在辽东湾的赤潮过程,从天气形势、水文气象环境动力因子的角度对赤潮的暴发进行分析研究与统计,得出了赤潮暴发的相似天气形势及水文气象环境动力因子的变化规律,试图探索其预报的可能性.并就2001年北海分局在鲅鱼圈监测到的赤潮水文、气象、物理、化学等环境因子数据,运用正交分析、聚类分析多元统计分析方法,分析了赤潮发生过程中环境因子的变化规律,试图寻找影响赤潮的主导因子与重要因子.

基于WebGIS的海洋观测网管理信息系统设计与应用

海洋观测网管理信息系统主要包括海洋观测网的管理信息和相关业务服务功能。系统主要为海洋管理、海洋观测、海洋科研等服务。文章主要介绍了系统的架构、运行环境、安全机制和功能设计等内容。系统采用全开源的Map Server和Open Layers开发,将海洋观测网的管理信息集成到WebGIS平台下,实现对海洋观测网基础信息的分析处理及可视化快速检索、查询、统计、显示、输出及在线交流、协作等功能。系统已业务化运行多年,且运行稳定,为我国海洋防灾减灾提供了可靠的技术支持。

黄海底层年平均海温与旬、月平均海温相关性探讨

本文根据１９５８～１９８７年间所能搜集到的国内外黄海底层海温观测资料，分别计算了该海域７５个分析站点年平均海温与旬、月平均海温的相关系数，并对相关性的年变化和大面积分布进行了分析探讨。还基于年平均海温与旬、月平均海温相关性较好的结论进行了底层海温缺测的插补计算，其结果令人满意。

基于数据集市的渤海海冰数值预报系统的设计与实现

以Visual Studio 2008和Visual Fortran 8.0作为平台开发基于数据集市的渤海海冰数值预报系统。系统将海冰数值预报所需的初始场、数值预报模式、数值预报结果展示等集成到同一平台下,以庞大的北海区海洋观测预报综合数据集市为基础,形成了"初始场输入-预报参数输入-数值模拟计算-成果展示"的完整链条。

我国绿潮发生发展机理研究进展

绿潮是大型有害藻华，在全世界各个沿海国家的海湾和河口等海域频频发生。我国黄海海域近6年连续出现大规模绿潮暴发，对2008年青岛奥运会帆船/板赛和2012年的海阳亚洲沙滩运动会等诸多海上赛事造成了困难，对水产养殖、滨海旅游、海上交通运输等相关产业的影响尤为严重。为了保证赛事、沿海经济和生态环境可持续发展，国家相关各部门对此给予了高度重视，启动相应的应急预案，应对绿潮灾害；同时启动了多项基金研究和应用项目，如2008年绿潮专项；2008年“浒苔大规模暴发应急处置关键技术研究与应用”；山东省和青岛市相应的科技项目；2012年启动了国家海洋局公益性项目“黄海绿潮业务化预测预警关键技术研究和应用”。本文将对绿潮发生发展相关内容如溯源、暴发和生长机理、分布特征、漂流聚集机理进行回顾，并结合绿潮应急监测预警工作现状对研究工作进行展望。

黄海绿潮应急溯源数值模拟初步研究

基于三维全动力POM海洋模式,根据2008年6月1日海监飞机监测绿潮所在位置,采用拉格朗日粒子追踪法反向积分,追溯绿潮来源。数值模拟结果显示,回溯至5月中旬,绿潮主要来源于黄海南部江苏连云港和盐城近海海域。黄海绿潮溯源数值模拟,为政府相关部门了解绿潮的源头,并采取相应的措施提供依据,进而为保护生态环境、防灾减灾做贡献。

岚山港海洋临时倾倒区表层沉积物重金属污染、潜在生态风险评价及变化趋势分析

根据2009年9月岚山港海洋临时倾倒区海域表层沉积物重金属监测数据,采用Hakanson生态风险指数法对其重金属污染特征,潜在生态风险性进行了评价,并对其变化趋势进行了分析,结果表明:该倾倒区海域重金属综合污染程度和潜在生态风险性均较低,倾倒区主要潜在生态风险因子为Cd和Hg。潜在生态风险指数(ERI)表明该倾倒区的生态风险程度顺序为:2006年>2009年>2004年>2008年>2000年,与2008年相比,2009年潜在生态风险指数(ERI)有所增加,其中重金属Cd和Hg的潜在生态风险系数(Eri)有较大增加。

基于NDVI与丰度关系的MODIS影像浒苔混合像元分解方法

MODIS影像是浒苔业务化卫星遥感监测的重要数据源,但其空间分辨率(250m)较低,混合像元效应导致传统的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)阈值法浒苔提取误差较大。为解决此问题,本文以准同步的较高分辨率的HJ-1CCD影像浒苔提取结果为基准,建立基于MODIS NDVI与浒苔像元丰度(浒苔覆盖面积占像元面积百分比)关系的浒苔信息提取模型,利用该模型可提取每个像元的丰度(即浒苔覆盖率),从而提高整景影像浒苔覆盖面积提取精度。该模型可为浒苔灾害等级的确定以及防灾减灾应急决策提供支持。

我国海冰灾害风险评估和区划研究

海冰灾害是我国渤海及黄海北部海域的主要海洋灾害之一。选取冰厚、密集度及冰期和各类承灾体密度、规模等作为评估指标,将我国主要结冰海区沿岸各地市级行政区所辖海域和综合划分的渤海7个海区作为基本评估单元,利用权重分析等方法,对我国的海冰灾害风险进行综合评估。在此基础上,结合海冰防灾减灾的实际需求对我国的海冰灾害风险进行空间区域的等级划分,并绘制风险等级分布图。所得结果较为真实地揭示了海冰灾害风险在我国主要结冰海区的分布状况,可为我国的海冰灾害风险管理、防灾减灾规划等提供依据。

大叶黄杨叶绿素的提取及稳定性研究

[目的]探讨不同提取液对大叶黄杨叶绿素提取效率的影响,以及大叶黄杨叶绿素的稳定性。[方法]以大叶黄杨叶片作为研究对象,比较95%乙醇、80%丙酮和95%的乙醇和丙酮混合液(体积比为1∶2)3种提取液的提取效率;探讨光照、pH值、温度、氧化剂、重金属以及紫外线对叶绿素稳定性的影响。[结果]以95%的乙醇和丙酮混合液作为提取液时,大叶黄杨叶绿素的提取效果最好;大叶黄杨叶绿素的光稳定性较差;在pH值中性条件下相对稳定;具有一定的耐热性和抗氧化能力;除Cu2+使大叶黄杨叶绿素的稳定性提高外,其他重金属离子均使叶绿素稳定性降低;紫外线可使大叶黄杨叶绿素稳定性降低。[结论]体积分数为95%的乙醇和丙酮(体积比为1∶2)混合液对大叶黄杨叶绿素提取效率最高,并且提取液应在避光、中性、远离重金属离子条件下保存。

巯基键合硅胶的制备及其对贵金属离子的吸附性能

以氯丙基氯硅烷和硫氢化钠代替昂贵的硅烷偶联剂对硅胶进行表面改性,得到以巯基为活性中心的硅胶材料。用BET、红外光谱、总有机碳及元素分析等手段对吸附材料及其前驱体进行表征;有机碳及元素分析结果表明,氯丙基硅胶键合量为2.5 mmol/g,吸附剂的巯基含量为1.56mmol/g;N2吸附脱附数据表明键合反应后样品的比表面积及孔结构分布均有一定变化。将所得巯基硅胶用于吸附溶液中的Pd2+、Au3+,结果表明该材料对Pd2+、Au3+饱和吸附量分别为87 mg/g和120 mg/g,吸附效率均大于99%。

日照港地区一次强飑线天气过程分析

1992年7月2日16时20分至17时15分日照地区出现了一次强飑线天气过程,飑线过境时气象要素变化显著(见图1)。气压涌升约4hPa,气温剧降8℃,相对湿度猛增26％,风向突变,风力迅速增至10级以上,最大风速达26m/s。

渤海溢油三维漂移数值模拟研究

国家海洋局北海预报中心于2011年开发了渤海三维溢油模型,该模型在分析国内外溢油模型现状的基础上,借鉴当今流行的数值模拟方法,使用油粒子模型与油膜扩展模型相结合的方式,用拉格朗日方法追踪每个带有一定油量的油粒子的轨迹,针对每一个油粒子则使用油膜扩展理论计算其油膜扩展过程。该模型可实现对溢油油污上升及水平输运过程、海表面油污浓度的预报,通过三组理想试验和2012年的海上溢油实验数据,对模型的各项功能、稳定性及模型精度进行了对比验证,结果较好,模型可实现对渤海海域海底或水下发生溢油的数值模拟。该模型解决了以往二维溢油模型在模拟钻井平台及海底输油管道泄漏等溢油事故方面的不足,可更好地为溢油灾害对海洋环境影响的估计提供有效参考信息。

渤海、黄海、东海冬季海流场温度场数值模拟和同化技术

利用NASA高分辨率的卫星遥感资料SST,采用Nudging同化来模拟渤海、黄海、东海的三维温度场,减小用热通量作上边界条件所带来的误差.结果表明,模拟的海流场能较好地反映渤海、黄海、东海的环流特征.数据同化后的温度场优于未经同化的温度场. 3个选择站点的同化值与实测值的均方根误差分别为1 307, 0 526, 0 744,用热通量资料模拟的水温与实测值的均方根误差分别为2 160, 0 979, 1 330.尽管只同化了海表温度,但数据同化对三维温度场结构都有影响.

渤海海峡冬季无机碳的立体分布特征及其源汇变化

根据2010年2月至2010年3月对渤海海峡3个断面39个站位表层、10m层和30m层水体中盐度、水温、叶绿素a以及无机碳等参数的测定数据,分析了该季节溶解无机碳的分布特征以及源汇变化状况,探讨了影响其分布的主要因素。结果显示,调查期间渤海海峡水体中各水层溶解无机碳(DIC)及其组分浓度分布较一致,其中DIC及HCO3-的浓度等值线分布均呈现出从西南向东北梯度降低的趋势,且受温度影响明显;二氧化碳分压[p(CO2)]则表现出与叶绿素a含量成明显负相关的分布特征;位于渤海海峡东部的H断面垂直方向上,由于受黄海、渤海水团在海峡中部交汇混合形成的水体紊流影响,DIC及其组分在断面中部等值线分布较两边曲折。冬季渤海海峡表现出明显的源、汇分区分布特征,整个调查区海-气二氧化碳通量为3.52mmol/(m2·d),表现为大气CO2的弱源。冬季流经渤海海峡的DIC通量约为(130±2)×103 mol/s。

2009～2010年冬季渤海及黄海北部冰情分析

从冷空气活动及气温变化的角度分析了2009～2010年冬季渤海及黄海北部气候背景状况,发现此冬季渤海及黄海北部沿岸平均气温较多年偏低。通过对海冰冰情的发展与变化状况和各海区严重冰期内冰情分析显示,该冬季渤海及黄海北部为偏重冰年。

岚山港海洋临时倾倒区水质评价及变化趋势分析

根据2009年9月岚山港海洋临时倾倒区海域水质监测数据,采用单因子质量指数法对该倾倒区的水质进行了评价;采用多项水质参数综合评价法、营养状态质量指数法及有机污染指数法对该倾倒区2000—2009年水质状况的变化趋势进行了分析。结果表明:2009年9月影响该海域表、底层水质的主要因素为无机氮、铜、铅和锌;海水水质综合评价指数Qi表明2000年至2009年该倾倒区海水水质优劣顺序为:2000年>2006年>2004年>2009年>2008年,2000年至2009年该倾倒区海水营养状态质量指数NQI、有机污染指数A呈上升趋势,但海水水质为贫营养水平,无富营养化现象,水体质量状况良好。

基于海温遥相关的渤黄海冬季气温与海冰预测方法

选取渤黄海历史冰情和气温资料、全球海温资料,分析了1971—2015年渤黄海冬季气温和冰情的变化特征。基于遥相关分析法,选取影响渤黄海冬季气温的前期海温关键区,建立了渤黄海冬季气温和冰级的预测模型。结果表明:渤黄海气温和冰情具有明显的年际和年代际变化,二者呈负相关关系;根据全球海温遥相关型,冰季前期的夏季海温对渤黄海冬季气温影响明显,海温关键区为赤道以北低纬度中东太平洋海域、北太平洋白令海西南海域、西南印度洋和澳大利亚东南沿岸海域。由此建立的预测模型与实际观测值具有较好的一致性。