海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性及其影响因素分析

根据1998—2019年海南省海洋渔业统计数据,基于暴露性、敏感性、适应性三个维度,运用熵权法构建海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性评价指标体系,探讨海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性时间变化趋势及其影响因素.结果表明:(1)研究期内海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性经历了先升后降的变化历程,2008年以后系统脆弱性波动下降,处于中度脆弱阶段,但2016年以后系统脆弱性有上升趋势;(2)人类渔业活动对海洋渔业生态系统造成的压力持续增加导致研究期内系统暴露性持续上升,经济社会对海洋渔业依赖性减弱有效改善了系统敏感性,抗干扰能力和恢复能力的增强使系统适应性持续提升;(3)海洋渔业捕捞和养殖活动、经济和社会对海洋渔业依赖程度与科技支撑能力是影响系统脆弱性的重要指标,其中,海洋渔业经济社会依赖程度和科技水平的提升是海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性的关键影响因子.

我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调度研究

判断我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调发展态势对促进我国海洋经济高质量发展具有重要的战略决策参考价值。文章运用耦合协调度模型测度2006—2019年我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调度水平,并采用障碍度模型分析其主要障碍因子。研究发现:我国海洋经济子系统和社会子系统综合发展指数均呈显著上升趋势,生态子系统综合发展指数最高但未表现出显著增长态势;2006—2019年我国沿海地区整体耦合协调度水平呈上升趋势,耦合协调等级由勉强协调上升为中度协调,三大海洋经济圈耦合协调度水平由高到低依次为东部海洋经济圈、北部海洋经济圈和南部海洋经济圈;海洋劳动生产率、居民人均消费支出、海洋专业专科及以上在校学生数和治理废水项目完成投资额等是制约我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调发展的主要障碍因子。

台湾海峡西侧海湾-岛屿系统影响下的流场年季变化——以南日水道为例

台湾海峡地理位置独特,西侧海域海湾-岛屿系统普遍发育,显著影响了海域流场分布。同时,海峡西岸经济区的快速发展对区域海洋动力环境背景场及其变化的精细认识提出了更高的要求。福建莆田南日岛西侧南日水道是连通兴化湾与平海湾的主要水道,是区域海洋动力环境的“咽喉”所在,在区域海洋环境保护与科学开发利用中居于至关重要的位置。为了全面认识台湾海峡西侧海湾-岛屿系统影响下区域海洋动力环境背景场的年季变化,本研究利用布放在南日水道的座底观测系统获得的周年海流资料,结合同期气象风场资料,通过数据统计分析、调和分析、滤波处理和小波变化等手段,研究了南日水道内海流的季节变化规律和驱动余流的动力要素,初步探讨了热带气旋等对海洋动力演化过程的影响。研究结果表明,研究海域潮流为不正规半日浅海潮流,并具有明显的半月周期,涨潮流大于落潮流,涨潮流主方向为WNW向,落潮流主方向为SE—ESE向。旋转谱结果表明,研究海域以半日潮为主,逆时针能量强于顺时针,惯性周期无明显的谱峰。潮流强度的季节变化特征为冬季最强,秋季、春季次之,夏季最弱。夏、秋季的余流流速较其他季节明显偏大,表层余流有明显的季节特征,底层余流全年为北向流。观测点余流主要由风引起,二者有很好的相关性,但频率统计结果显示二者方向不一致,表明余流在地形的作用下发生了转向,其中潮致余流对表层余流贡献较小。小波能量图表明,双台风(热带气旋)期间风和余流均存在1 d及6 d左右的周期信号,二者密切相关。本研究成果对于区域海洋环保以及海域科学开发与应用具有重要的现实意义。

基于“环境-任务”的气象海洋环境构设框架设计

战场气象海洋环境构设的目的是建立一个逼真的仿真环境,使得其中的作战实体在完成作战任务的过程中感受并受到气象海洋环境的各类影响,每类作战实体均有自身的气象海洋环境特性,气象海洋环境与作战实体任务之间存在一种客观的影响关系。该文试图建立一种气象海洋环境-作战任务的影响关系形式化描述方法,基于该方法,提出一种基于“环境-任务”的仿真环境构建框架,降低气象海洋环境构设的复杂度,为高效、有目标的战场气象海洋环境构设提供支撑。

地球-大气-海洋系统熵收支的估算

地球-大气-海洋系统的能量收支遵循热力学第一定律(能量守恒定律),是守恒的;而系统的熵收支却遵循热力学第二定律(熵增加原理),是不守恒的.文中给出并讨论了地球-大气-海洋系统的熵平衡方程并根据新近的全球多年平均的能量收支和海-气界面通量气候资料,重新对地球、大气和海洋系统界面上的年平均熵收支作出估计,以期为进一步研究系统内部不可逆过程导致的熵产生及其局域熵的时-空变化提供一个定量依据.

地球系统科学时代的海洋地质-地球物理调查展望

本文基于研究文献搜集和资料统计,总结出海洋地质-地球物理调查具有平台多样化、装备高精化、技术方法系列化、目标综合化的现状特点,并通过分析海洋地质-地球物理调查研究与地球系统科学之间的密切关联性,指出地球系统科学理念对海洋地质-地球物理调查研究范式、方向和内容、技术架构具有宏观全面的指导意义。未来的海洋地质-地球物理调查研究将在调查理念、装备技术、方法手段、合作研究、数据融合交换与共享5个方面有显著的改变和新一轮的转型升级。

渤海冰-海洋耦合模式 I.模式和参数研究

在国内外冰-海洋耦合模式研究基础上,根据渤海水文、气象和冰情特点,以国家海洋环境预报中心的渤海海冰预报模式和POM海洋模式为基础,开发了一个冰-海洋耦合模式.在该耦合模式中,冰和海洋之间的动量和热量交换是双向的,冰厚和冰密集度的变化不仅由冰表面和冰底的热收支决定,还由开阔水的表面热收支决定.侧重阐述了耦合模式的动力和热力学过程的耦合,并对模式中一些热力参数进行了讨论.

渤海冰-海洋耦合模式 Ⅱ.个例试验

以渤海1998～1999和2000～2001年度冬季的海冰发展过程为例，采用实时气象数值预报场作为大气强迫，利用渤海冰一海洋耦合模式模拟渤海整个冬季的海冰生消和演变以及渤海冰季冰-气、冰-水和气-水界面的热收支．模拟结果显示大气和海洋的热力效应对渤海的海冰发展非常重要，特别在海冰的冻结和融化阶段，海洋热通量在热力耦合中起着重要作用．模拟还显示了冰覆盖内部区域和冰外缘线附近不同的热力特征，分析讨论了冰区内和冰边缘两个特征点冰厚分布、界面热量收支和海表水温等．

中国典型季风海洋性冰川区“冰川-径流”系统的全球变化敏感性研究

分析多种数据和资料,再现海螺沟冰川过去100年来的冰川进退过程,分析发现,冰川末端变化阶段在滞后期的基础上,与北半球和中国气温变化的阶段相对应。运用水量-物质平衡法恢复海螺沟冰川45年来的物质平衡变化情况,通过相关性检验发现,物质平衡变化与北半球和中国同期（1960～2004年）气温变化表现出显著负相关。20世纪80年代全球加速变暖,海螺沟冰川冰舌段消融速率为7.86 m/a,冰川河径流量年际和季节变化表明流量主要贡献者是冰雪融水。分析表明,全球变暖是冰川后退、持续亏损及径流量增加的主要原因。

典型多尺度海面结构体辐射散射方向-光谱特性计算与分析

针对3级以上海况的高精度海洋场景红外仿真问题,提出一种“先拆后建”的研究思路:将含泡沫和破碎波的多尺度海面抽象为粗糙海面、泡沫、破碎波的组合,进而拆解出“粗糙海面”、“含泡沫粗糙海面”、“含破碎波粗糙海面”3类典型多尺度海面结构体,最后通过海面栅格化、结构体匹配、方向-光谱特性重构渲染等方法,由3类典型多尺度结构体方向-光谱特性组合重构大范围海面辐射散射特性,完成多尺度海面“气-面-体”耦合辐射/散射特性的计算。对拆解出的3类典型多尺度海面结构体分别开展多尺度耦合辐射、散射特性建模研究,构建3类多尺度海面结构体辐射散射方向-光谱特性计算模型,并对结构体辐射散射方向-光谱特性的影响因素进行分析,结果表明:随着海面风速的增大,海面典型结构体中的泡沫厚度及气泡浓度逐渐增大,使得结构体的散射能力增强,从而增大结构体的双向反射分布函数;随着探测波长的增大,海水的吸收性显著增强,导致不同风速条件下结构体双向反射分布函数之间的差异显著增大;对于不同的入射角,结构体双向反射分布函数最大值对应的天顶角随入射天顶角的变化逐渐发生变化。

6061铝合金在模拟工业-海洋大气环境下的腐蚀研究

通过紫外辐射老化试验和周期浸润试验,利用腐蚀表面和截面形貌分析、力学性能测试及拉伸断口扫描分析等,研究了6061铝合金在模拟工业-海洋大气环境下的腐蚀行为及机理。腐蚀形貌观察发现,6061铝合金在该环境下的腐蚀由点蚀引起并扩展,同时,试样发生沿晶腐蚀,8个周期后沿晶腐蚀裂纹扩展深度达80μm。模拟工业-海洋大气环境中的硫化物不仅对试样表面的点蚀产生很大影响,而且硫酸根离子会随着腐蚀介质深入晶界,加速沿晶腐蚀。力学性能分析表明,在该环境下腐蚀8个周期后,试样的延伸率大幅下降,下降率达26%,断裂机理发生改变,点蚀和沿晶腐蚀导致6061铝合金从韧性断裂转变为解理脆性断裂。

中国陆地-大气系统水分循环研究

建立了中国大陆尺度和区域尺度陆地－大气系统水分循环概念模型；讨论了中国大陆尺度水文循环的特点；比较了东北、华北、西北、西南、华南、长江流域、西藏高原和台湾岛水分循环的差异。对水分循环参数的计算作了改进。

酸沉降地区大气汞对土壤-植物系统汞累积影响的调查研究

按酸沉降危害程度的差异及不同功能区，进行了大气、植物、土壤汞的同步调查采样分析。结果表明，大气汞对土壤－植物系统汞累积的影响非常明显，土壤、植物含汞量均随大气汞浓度的升高而升高，土壤－植物系统汞累积与大气汞浓度有显著的相关（相关系数分别为ｒ植＝０．８８２＊＊，ｎ＝５３；ｒ土＝０．７４１＊＊，ｎ＝５２）。调查还发现，当大气汞浓度大于３０ｎｇ／ｍ３时，土壤－植物系统汞累积较为明显。

区域大气-海浪-海洋耦合模式的建立

台风天气过程中海-气-浪相互作用是通过海-气界面的热力过程和动力过程等物理过程来实现的.通过全面考虑大气诱导的海洋变化对大气的效应和海洋诱导的大气扰动对海洋的效应,从海-气-浪相互作用过程中海-气界面的热力过程和动力过程2个方面,应用分布式多平台耦合器将大气模式MM5、海浪模式WAVEWATCH-Ⅲ和海洋模式POM进行耦合,建立了一个区域大气-海浪-海洋耦合模式.

土壤-植被-大气系统水和热传输机理及区域蒸散模型(英文)

在不同空间和时间尺度上建立了估算土壤 植被 大气系统水、热传输的模型 ,并且在华北平原中国科学院两个农业生态试验站设计了 3个试验 ,验证模型的精度和有效性 .第一个模型是基于瞬时通量观测基础上建立的植被冠层光合 导度 蒸散耦合模型 ,它模拟的结果与涡度相关系统测定结果比较一致 ;第二个模型为一维 3层的土壤水量平衡模型 ,此模型成功用于模拟 1 998— 2 0 0 3年度太行山山前平原不同灌溉条件下的土壤水分深层入渗和蒸散过程 ;第三个模型为区域能量通量和日蒸散模型 ,它基于卫星遥感数据和地面同步观测而建立 ,本模型可以监测区域地表的干旱状况 ,用于估算区域能量通量和日蒸散 .

热带海洋-大气耦合的主模态

依据1948年1月～2005年12月NCEP的海表温度(SST)和大气再分析的月平均资料,利用MCA方法,首次确定了代表全球热带海洋-大气相互作用的最主要信号的热带海洋-大气耦合主模态,该主模态随时间的变化与热带太平洋埃尔尼诺-南方涛动(ENSO)模态非常一致,揭示了该主模态包含以下海洋-大气相互作用物理过程:秋季印度尼西亚海洋-大陆区上空850 hPa出现异常的纬向风辐散和经向风辐合导致赤道东、中太平洋海温正异常,热带印度洋海温则出现东冷-西暖的—"偶极子"型异常;冬季热带太平洋出现典型的ENSO盛期对应的海洋-大气耦合型,在南海和热带远西太平洋出现低空反气旋环流异常,热带印度洋出现海盆一致增暖,而热带大西洋海温异常不明显;冬季热带太平洋和热带印度洋的SST异常可以导致春季赤道中太平洋西风异常,南海冬季风减弱,热带西北太平洋出现更明显的低空反气旋环流异常和赤道东风异常,热带西北大西洋出现西南风异常;该模态对夏季大气环流的影响主要表现为热带印度洋海盆一致模态对东亚季风的影响。

基于大气-土壤-植被系统干旱发生发展过程的综合干旱指标构建与应用

适宜的干旱指标和高分辨率数据是准确监测干旱的基础。本研究从气象干旱和土壤干旱以及植被对干旱的响应出发,整合中国国家气象观测站、中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)土壤湿度(0.0625°×0.0625°)和MODIS叶面积指数(500 m×500 m)等多源数据信息,构建了基于气象干旱指数(标准化降水蒸散指数)、土壤干旱指数(土壤湿度百分位)和植被干旱指数(叶面积指数百分位)的综合干旱指数,并在中国东北地区开展了典型站点和区域10 km×10 km空间分辨率干旱监测试验。结果表明,综合干旱指数克服了单一气象干旱指数不能准确反映农业旱情及单一植被长势指数会将其他灾害引起的植被长势变差误判为干旱的不足,能够反映灌溉对干旱的影响,实现对大气-土壤-植被系统干旱发生、发展及其影响的监测。

湿热工业-海洋大气中铝对桥梁钢耐蚀性的影响

通过周期浸润加速腐蚀试验、腐蚀失重试验、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学测试等方法,研究了湿热工业-海洋大气环境中,铝对桥梁钢耐蚀性的影响。结果表明:试验钢的腐蚀过程遵循幂函数分布规律,锈层以向内生长为主;铝具有强化铁素体组织、抑制腐蚀产物结晶和促进具有保护作用的细晶氧化物膜生成等优势,有利于提高试验钢的耐蚀性,但铝氧化物容易与含硫酸发生反应,使锈层中形成较多的锈巢和裂纹;随腐蚀时间的延长,裂纹增多,锈巢增大,锈层结构不断被破坏,到腐蚀后期,生成垂直裂纹,加速了腐蚀性粒子的入侵,最终导致腐蚀速率上升,钢基体腐蚀恶化。

浙江省海洋经济-资源-环境系统协调性的定量测评

海洋经济、资源、环境的协调性是衡量海洋经济可持续发展水平的重要依据。本文在对浙江海洋经济、资源、环境现状分析的基础上,构建海洋经济-资源-环境系统的评价指标体系,同时运用协调系数测度模型分析浙江海洋经济-资源-环境系统的协调发展水平。结果显示,浙江海洋经济-资源-环境系统协调系数呈现"V"型;海洋经济-资源系统的协调系数基本高于经济-环境系统的协调系数,且呈现波动性;浙江海洋经济可持续发展水平亟待提高。最后,提出有利于浙江海洋经济可持续发展的对策与建议。

土-作物-大气系统中动态根系生长及水动力学模拟

针对土-作物-大气连续系统的土壤水动力学模型对根系动态生长的模拟不理想,通过引入最新的根系生长模型理论、根长密度分布函数以及联合国粮农组织推荐的计算蒸发及蒸腾总量的模型理论,与现有的模拟水土运动的有限元程序相耦合,建立模拟土-作物-大气系统的水动力学模型.基于荷兰实验农场的小麦实验数据的模拟结果表明,在不同时期、不同深度处土壤中水的体积分数与实验值比较吻合;由于降雨和蒸发的上边界影响,上部土壤中水的体积分数随时间变化较快;除接近地表的个别根长密度模拟点偏差较大外,总体来说根长及根长密度模拟结果与实验值比较吻合;蒸腾量和蒸发量的模拟结果可靠.建立的新模型合理,可以有效地模拟土-作物-大气系统中的根系生长及水动力学.