基于多源遥感手段的北海区海洋灾害业务化应急监测系统研制与应用

“基于多源遥感手段的北海区海洋灾害业务化应急监测系统”（以下简称“海洋遥感监测系统”）是针对我国北海区（渤、黄海海域）海洋灾害的特点，为满足北海区海洋防灾减灾的需求而研制并业务化应用的。该系统利用多源遥感手段，实现了对北海区绿潮、溢油和海冰等海洋灾害的大范围、全天候、快速、准确的监测，并实现准自动业务化运行。系统的研制与应用，提升了北海区海洋灾害应急监测和服务保障能力，社会经济效益显著。本文介绍了海洋遥感监测系统的主要研究成果及应用情况。

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。

渤海灾害性海浪特征分析

渤海是我国的北方内海,海洋捕捞、海上航运、石油平台等海洋生产活动频繁,几乎每年都有由灾害性海浪引起的海难事件发生,造成较大的经济损失和人员伤亡。利用渤海周边10个波浪观测站40余年的海浪观测资料,进行了灾害性海浪特征分析和海浪致灾原因分析,给出了渤海灾害性海浪的时、空变化和分布特征,并对海浪灾害致灾原因进行天气学分析。结果表明:渤海灾害性海浪季节和区域特征明显,冬季多发于渤海海峡和莱州湾,一般强度较强;夏季多发于辽东湾和渤海湾,强度较弱。

基于海上试验对海上漂移物运移轨迹影响因素的分析

为了提高现有的海上搜救和绿潮漂移预测模型的预报精度,在2011年7月20日进行了一次落水人员、绿潮和无动力船漂移预测的海上试验。通过分析这三种海上漂移物运移轨迹的实验数据,确立了落水人员、绿潮、以及无动力船在海上漂移轨迹的主要影响因素。实验结果表明,落水人员和绿潮的漂移轨迹比较一致,基本都受限制于海流运动。其中,落水人员相较于绿潮来说受到潮流的作用比较大,风对绿潮的影响相比对落水人员的影响大。无动力船的漂移轨迹与落水人员和绿潮的漂移轨迹略有不同,受潮流往复作用较小。根据海上实验的结果,我们重新确立了搜救模型的中海流和风应力的参数,使得搜救模型的模拟结果更吻合于实验数据。

青岛近海大型水母漂移集合预测方法研究

考虑水母垂直运动等自主运动,基于集合预报和拉格朗日粒子追踪方法,建立青岛近海大型水母的集合漂移预测模型。并利用2012—2013年青岛近海水母实时监测数据和集合漂移预测模型,快速预测水母集合漂移轨迹、速度、趋势和可能影响范围等要素。通过分析水母监测数据和数值模拟结果,在水母如何自主运动及其机理尚不十分清楚的情况下,多轨迹漂移预测结果比单轨迹的更合理、科学、可信,能够传达更多的信息量,对水母灾害的应急处置更具有指导意义。

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。

基于浮标观测数据的渤海表层温盐特征分析

利用海洋观测浮标所获取的短期观测数据,对渤海表层海水温度和盐度水平分布及变化进行了综合分析。分析结果较为全面、真实地反映出了渤海表层温盐的基本特征。说明这些浮标观测数据比较真实、可靠。

基于遥感的黄海绿潮覆盖面积受表层温盐的影响分析

【目的】研究黄海绿潮生长发展环境影响因素。【方法】利用2014—2017年卫星遥感影像提取黄海绿潮覆盖面积,并与同期浮标温度数据对比分析。【结果】绿潮的生命周期有"发生-发展-暴发-衰落-消亡"5个阶段。绿潮的覆盖面积变化随所发生海域的表层水温的升高呈现先上升后下降的走势,在约22℃时绿潮覆盖面积达到最大,其后随着温度上升绿潮逐渐衰亡;与同期浮标盐度数据比较发现,前半期盐度基本稳定在31.5‰,绿潮该段时期内逐渐发展达到最大,之后随着盐度降低绿潮逐渐衰亡。【结论】研究结果与已有实验室研究获得结论基本吻合,可为绿潮灾害防灾预警提供一定参考。

环渤海集约用海工程对渤海潮汐系统的影响研究

文章基于挑选具有代表性的2000年、2008年、2010年和2012年的岸线,利用MIKE软件建立渤海及渤海湾水动力模型。通过以上4种工况的模拟结果,进行集约用海工程对渤海潮汐系统影响分析。分析结果表明:岸线的变化导致黄河海港附近海域的半日潮无潮点逐渐向东南方向偏移,致使渤海湾内半日潮振幅增大,迟角发生逆时针旋转;莱州湾内半日潮振幅减小,迟角发生顺时针旋转。秦皇岛附近的半日潮无潮点逐渐向西南方向偏移。渤海海峡处的全日潮无潮点位置变化不明显,但其在三大湾的振幅均有所增强。

渤海海上突发事故应急响应辅助决策系统研制与应用

伴随着海上开发利用加速，海上溢油、火灾、人员落水等海上突发事故时有发生，建立敏捷的应急响应辅助决策系统，提高相关部门海上突发事故的应急决策速度已成为海上应急部门的重要议题。渤海海上突发事故应急响应辅助决策系统研制与应用项目从自动化业务应急流程、与预报系统自动衔接和功能集成三个方面辅助事故决策，极大地提升了海上突发事故的应急响应速度。文章介绍了渤海海上突发事故应急响应辅助决策系统研制与应用的项目研究成果、创新性及成果应用情况。

中国近海动力参数长期预测及应用系统研发

我国已将建设海洋强国提升至国家发展战略高度，维护海洋权益、开发海洋资源、发展海洋经济需要更加全面深入地对海洋进行探索和认知。中国近海动力参数长期预测及应用系统的研发，通过对我国近海动力参数长时间序列数据的构建和时空特征分析，提高了我国对海洋环境和灾害的监测和预报预警能力；该系统能够对海洋工程环境要素进行精确预测，对海洋工程领域具有十分重要的意义；此外，合理的提供准确可靠的极值要素，可以保证工程设计既安全又经济，既可以避免设计标准过低，使工程遭到摧毁和破坏的危险，又可以避免设计标准过高，增大工程造价，影响经济效益的不合理情况。本文介绍了中国近海动力参数长期预测及应用系统研发项目的研究成果、创新性及成果应用情况。