实际海域的赤潮生消过程数值模拟

目前所了解的众多与发生赤潮有关的因素均非赤潮发生的充分必要条件 ,而且不存在稳定的赤潮诱发因子。赤潮的发生是富营养化、适合的光合作用条件和赤潮藻本身的死亡率三方面的综合结果。这 3个因素以及与这 3个因素有关的其他因素都可能成为赤潮发生的激发因子。根据此概念建立了赤潮生消过程的动力 -营养盐 -赤潮藻间的耦合数值模式 ,成功地数值模拟了 1 998年 3— 4月在香港沿海实际发生的赤潮生消的全过程。

封闭环境中赤潮发生过程的数学模纵

基于有连续注入营养基的培养室内微生物的连续培养模式，提出一种描述在封闭环境中赤潮发生过程的藻类生长的营养动力学模型。对4种不同形式的营养增长函数，讨论了营养物质增长速度对藻类生长的影响效果。利用微分方程定性分析方法，探讨了一次赤潮发生过程4个阶段的数学模拟问题，并给出具体划分4个阶段的数值计算方案。

胶州湾浮动弯角藻赤潮生消动态过程及其成因分析

分析了１９９９年６月８日－１５日胶州湾东北养殖水域浮动弯角藻赤潮生消动态过程中各环境因子的变化 及赤潮成因。结果表明，该海域无机营养盐含量较高，为赤潮的发生提供了必需的营养物质；赤潮发生前天气 闷热无雨，有利于浮动弯角藻的快速生长繁殖；赤潮形成至发展期该海域盛行南风，浮动弯角藻的物理性聚集 对赤潮迅速形成有重要影响；赤潮维持阶段天气稳定，赤潮持续时间较长；最终无机磷、活性硅酸盐的耗尽使赤 潮逐步走向消亡。

渤海西部2次赤潮过程的气象因子对比分析

利用加密自动站资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、海表温度(SST)资料和常规观测资料等气象资料,对2009年5月31日—6月13日和2012年5月18—28日发生在渤海西部海域的2场相似气象因子影响下的典型高影响赤潮过程进行了对比分析。初步结果表明:(1)2场高影响赤潮过程都发生在春末夏初的赤潮高发期,持续时间在10天以上;(2)赤潮爆发前期,伴随有暖湿气流影响形成适度降水,渤海西部的周平均海表温度(SST)升温明显,且SST≥16.2℃,赤潮发生海域为SST的暖脊控制,对赤潮过程的潜势预报有明显的指示意义;(3)850 h Pa以下层次的温度迅速上升,近地层西南暖湿气流的加强和地面6 m/s以下偏南、东南气流在渤海西部海域的汇合,利于渤海西部海洋浮游生物积聚和突发性繁殖,是赤潮形成的重要气象因子特征。

大鹏湾夜光藻赤潮发生风险率的随机过程分析

本文以春季大鹏湾夜光藻种群等间隔采样序列作为随机过程变量,运用随机过程理论,构造了夜光藻种群超阈值风险的成丛随机点过程复合模型,对夜光藻赤潮风险率的随机过程进行分析,得到夜光藻赤潮的风险估算,并进行拟优合度检验。认为研究结果对预测夜光藻赤潮发生具有一定的指导意义。

后赤潮过程中现场水样的三维荧光光谱特征分析

对发生在青岛近岸水域的后赤潮过程中赤潮藻密度、藻种进行鉴别的同时,对现场水样的三维荧光光谱进行了测量,获得了一套三维特征荧光数据。分析结果表明,1)当海水中生物密度达到或接近赤潮密度时,Ex最高峰值波长位于245nm,Em最高峰值波长在445nm,激发转折波长在260nm,荧光转折波长在245nm;2)在非赤潮区,Ex最高峰值波长要低于赤潮区的峰值波长,约在235nm,Em最高峰值波长要稍高于赤潮区的荧光峰值波长,激发转折波长和荧光转折波长也稍高于赤潮区的值;3)当激发波长小于或等于260nm时,荧光波长大于激发波长的数值占总量的84.78%;大于260nm,荧光波长大于激发波长的数值占总量的15.22%;4)当激发波长为410nm,荧光波长等于激发波长;5)中肋骨条藻密度随特征荧光强度(Ex/Em)比值高度变化满足指数关系。

基于深度学习的无人机影像夜光藻赤潮提取方法

针对目前卫星遥感中夜光藻赤潮识别精度低、实时性差的问题,提出一种基于深度学习的无人机(UAV)影像夜光藻赤潮提取方法。首先,以UAV采集的高分辨率夜光藻赤潮RGB视频影像作为监测数据,在原有UNet++网络基础上,通过修改主干模型为VGG-16,并引入空间dropout策略,分别增强了特征提取能力并防止过拟合;然后,使用ImageNet数据集预先训练的VGG-16网络进行迁移学习,以提高网络收敛速度;最后,为评估所提方法的性能,在自建的赤潮数据集Redtide-DB上进行实验。所提方法的夜光藻赤潮提取总体精度(OA)为94.63%,F1评分为0.9552,Kappa为0.9496,优于K近邻(KNN)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)这3种机器学习方法及3种典型语义分割网络(PSPNet、SegNet和U-Net)。在模型泛化能力测试中,所提方法对不同拍摄设备和拍摄环境的夜光藻赤潮影像表现出一定泛化能力,OA为97.41%,F1评分为0.9659,Kappa为0.9382。实验结果表明,所提方法可以实现夜光藻赤潮自动化、高精度的提取,可为夜光藻赤潮监测和研究工作提供参考。

海洋赤潮过程数值分析研究进展

赤潮发生机制及相关影响因素的作用原理是进行赤潮过程数值模拟的前提和基础.同时,静态的统计学方法逐渐发展为考虑海洋生态系统动力过程的耦合模型方法.通过对目前赤潮数值模拟研究成果的归纳总结及局限性分析可知,现阶段的主流趋势是考虑海洋生态背景环境的水动力—生态耦合赤潮模型研究.随着更先进观测技术的出现及赤潮生态生理机制的深入研究,赤潮过程数值模拟在模型分辨率及模型过程耦合上可以作进一步优化.

福建海坛海峡赤潮灾害潜在生态风险评估

基于赤潮灾害风险评估理论和海坛海峡的浮游生物与水文常规监测数据,采用层次分析法(AHP,Analytic Hierarchy Process)构建了海坛海峡赤潮灾害风险评估指标体系,运用熵值法与变异系数法组合赋予权重,建立了较为合理可信的评估模型,并初步给出了海坛海峡赤潮灾害生态风险等级区划图。结果表明:春季,中级-较高级风险区主要分布在海峡北部,海峡南部主要为低风险等级;夏季,较高级风险区存在于南部,绝大部分海区属低风险海域;秋季,以低中风险等级为主,中级风险区主要分布在海峡的西北部与东南部;冬季,较高级与高级风险海域位于海峡的西北部和东北部。研究海域的富营养化程度较高,且富营养化指数权重较大,减少氮磷入海可降低致灾、孕灾危险度,进而能够降低赤潮灾害发生的风险。通过多年的赤潮事件结合验证表明,赤潮发生的时空特征与致灾危险度分布具有较好的关联性。

羟基对赤潮单胞生物的致死生化过程

研究了羟基对赤潮单胞生物的杀灭机理,从生物化学和生态毒理学方面探讨羟基药剂致死赤潮生物的原因,阐述了羟基和细胞关键物质的反应过程,并初步测定了羟基药剂杀灭赤潮生物效果.羟基药剂的提出为赤潮的治理提供了一种切实可行的方法.

赤潮对环境营养的掠夺性证据

通过对发生在2006年8月11～15日胶州湾赤潮从鼎盛到结束过程中现场定点取样海水中所含有的六种生化成分、指标进行分析,结果表明赤潮从鼎盛到结束,海水中总脂含量平均降低了74.25%,是赤潮鼎盛时期的25.75%;而氨基多糖含量平均降低到赤潮鼎盛时期的54.3%;胡萝卜素含量平均降低到53.6%;氨基酸含量平均降低到46%;碳水化合物含量平均降低到72.3%;COD平均降低到46.4%;酚含量平均降低到55.2%,减少了近一半。相关数据为进一步了解、评价赤潮危害、赤潮过后海域"荒漠化"、环境营养的被掠夺性摄取以及生态系统破坏"度"的研究提供了一次现场实证。