拖曳式海洋三分量磁力梯度仪的数据处理方法与应用

拖曳式海洋三分量磁力梯度仪能够同时获得地磁三分量和磁力梯度数据,与传统的拖曳式总场磁力仪相比具有降低船磁干扰和抵抗地磁日变影响等优点,也存在灵敏度误差、零点偏移误差、正交性误差和位置误差等校准处理的难点。在实际航次中用拖曳式海洋三分量磁力梯度仪实测得到一条剖面数据,经校准后与G880磁力仪重复线测量的地磁总场数据进行外符合精度评价,表明其具有较高的稳定性和可靠性。根据三分量磁力梯度数据计算得到其张量不变量以及磁边界走向图,并结合欧拉反褶积计算,对测线上的磁源体进行了有效识别和解释。结果显示拖曳式海洋三分量磁力梯度仪能够有效获得地磁总场、分量及梯度等多参量信息,可为海洋地磁场测量提供更有效的技术手段。

浙江苍南近岸海域实测波浪特征分析

利用浙江苍南近岸海域一年实测波浪资料,统计分析了波参数特征,采用最小二乘法拟合分析了波参数之间的相关关系,研究波浪平均持续时间和波高的关系,对波浪能进行估算,并分析了台风“利奇马”期间典型台风浪特征。结果表明:研究海域以谱峰周期5~9 s的轻浪为主,年平均有效波高为1.25 m,年最大波高为10.80 m,常浪向为E,强浪向为ENE。特征波高之间具有显著的线性关系,符合典型的瑞利分布。有效波高2.7 m以下的非台风、非寒潮期和4.1 m以上的台风期,波浪平均持续时间随波高的增大呈指数衰减,且有效波高在4.1 m以上的台风期的波浪衰减速率高于有效波高在2.7 m以下的非台风、非寒潮期。台风“利奇马”影响期间,最大波高、谱峰周期、谱峰密度呈现基本同步的先增大后减小的过程,最大谱峰密度为55.10 m^(2)Hz;台风影响前、后的波浪谱型均呈双峰谱,台风影响最显著期间的波浪谱型呈单峰谱。

南海中西部叶绿素时空变化特征分析

本文使用2003年1月—2019年12月MODIS遥感数据,结合海表温度、风速分析南海中西部叶绿素质量浓度分布特征和影响因素。结果显示南海中西部叶绿素质量浓度分布存在时空变化。EOF分解表明,EOF1可能反映台风等极端天气对叶绿素的影响;而EOF2和EOF3均反映了夏季沿岸上升流对叶绿素分布的影响。相关分析表明南海中西部叶绿素质量浓度与海面风场呈正相关(r=0.87,p<0.01),与海表温度呈负相关(r=-0.59,p<0.05)。夏季在西南季风影响下越南东南沿海形成上升流,导致该区浮游植物旺发、叶绿素质量浓度升高;冬季受强东北季风影响,研究区海洋上层混合作用强烈,营养盐供应增加,促进了浮游植物生长,叶绿素质量浓度高于其他季节。

夏季长江口缺氧区、低氧区和正常溶解氧海区浮游动物群落特征比较研究

夏季,长江口底层极易发生大面积低氧甚至缺氧。比较2016和2017年夏季长江口缺氧区(DO<2 mg/L)、低氧区(2 mg/L<DO<3 mg/L)和正常海区(DO>3 mg/L)浮游动物群落(>160μm)特征发现:2016年群落丰度和生物量均表现为缺氧区明显高于低氧区和正常海区;中小型桡足类、胶质浮游动物丰度表现为缺氧区和低氧区均高于正常海区;胶质浮游动物的组成,在低氧程度较严重的2016年夏季,以滤食性的海樽纲和有尾纲为主,在2017年夏季,以肉食性毛颚动物为主。

雅浦-马里亚纳海沟附近海域的精细地貌特征研究

利用西太平洋地区的雅浦-马里亚纳海沟附近海域的多波束水深数据,获得了9.8°N—13.2°N、132.2°E—145°E矩形区域内的高精度水深地形图。通过对精细地貌进行研究发现,马里亚纳海沟南部的洋坡上发育有大范围的地垒、地堑型地貌,雅浦海沟北部存在明显的分段性特征,菲律宾海盆和帕里西维拉海盆内存在不同展布方向的大规模脊-槽地貌。研究结果表明此处复杂的地形地貌特征主要受板块运动的控制。最后结合已有研究成果,对该区域的地形地貌进行了分类。

安达曼海内孤立波的潜标观测分析研究

安达曼海是内孤立波生成最多的海域之一,目前对其研究大多基于卫星遥感,缺乏基于现场观测资料的相关研究。本文通过2016年至2017年布放在安达曼海中部的锚系潜标对该海域内孤立波的方向和强度进行研究,结果表明在研究区域内孤立波主要向东北方向传播,最大振幅可达100 m。应用彻体力理论预测了研究海域内孤立波波源的分布,与遥感统计结果基本一致,并且波源位置更精确,可直观地给出不同波源激发内孤立波的能力。本文分别用浅水方程、深水方程和有限深方程对安达曼海中部内孤立波相速度进行模拟,结合卫星遥感分析发现该海域内孤立波的产生符合Lee波机制,在三种方程中有限深方程的模拟效果与潜标观测最相符。

海南岛海水池塘养殖遥感监测与时空变化分析

以Landsat TM/OLI卫星影像为数据源,采用面向对象的分类方法对1990、2000、2010和2015年4个时相的海南岛海水池塘养殖信息进行提取,利用景观格局指数和质心迁移模型研究海水池塘养殖的时空变化特征及其对近岸生态环境的影响。结果表明,1990—2015年海南岛海水池塘养殖面积持续增长且区域差异明显;空间上表现为从西南向东北的迁移;养殖区景观格局趋于破碎化;池塘养殖的扩张侵占了红树林等自然湿地,严重破坏了沿岸生态环境。研究表明海南岛的海水养殖业需要合理的规划布局和科学的改造升级。

鲍及牡蛎内脏可溶物培养球等鞭金藻的效果

在培养基中添加鲍及牡蛎内脏团可溶物来培养球等鞭金藻Isochrysis galbana,测定了藻细胞密度、藻细胞叶绿素a和类胡萝卜素含量。结果表明,适宜添加量的鲍及牡蛎内脏可溶物对金藻生长具有促进作用,发酵过的内脏团比不发酵的促进效果更好。1∶1 000比例添加的发酵牡蛎内脏可溶物促进金藻生长的效果最好,其次是1∶100比例的发酵鲍鱼内脏可溶物;这2组的藻细胞叶绿素a和类胡萝卜素含量显著低于其它组。按1∶100比例添加的牡蛎内脏可溶物对金藻生长有抑制作用。

基于强度分析方法的秀山岛土地利用/覆盖变化研究

本文收集了1970、1992、2003和2014年4期卫星遥感影像,利用遥感解译和GIS技术提取秀山岛土地利用/覆盖信息,运用强度分析方法,从时间、类型和转换3个层次统计分析秀山岛土地利用/覆盖变化。结果显示:秀山岛主要的土地利用类型分别为林草地、耕地、建设用地和滩涂;1970—2014年期间,土地转换速率呈先加速后减速的特征;各土地利用类型在不同时间段表现特点各异;耕地转换为建设用地是最主要的土地利用类型转换方式。规划政策、经济和人口从业结构等社会人文因子是秀山岛土地利用/覆盖变化的主要影响因子。

基于FY-3A的湛江湾及其邻近海域叶绿素a遥感监测研究

叶绿素a质量浓度是水体水环境一个重要指标。本文结合实测的叶绿素a质量浓度、水体的光谱数据和FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据,研究利用FY-3A遥感监测湛江湾及其邻近海域叶绿素a质量浓度的可行性。研究结果表明,湛江湾海域大部水体接近一类水体,二类水体主要集中在湛江港附近的狭小封闭海域;OC4算法可以用于湛江湾海域的叶绿素a质量浓度的遥感监测,实测叶绿素a质量浓度与反演的叶绿素a质量浓度具有较好的相关性,相关系数R达到0.7以上;FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据可以较好地反映湛江湾海域叶绿素a质量浓度的空间分布。

Kelvin尾迹SAR多视向的成像仿真

利用船只Kelvin航迹模型、海面波模型和二尺度微波散射模型,提出了船尾迹多视向的成像仿真技术,并首次在二维空间中从不同视向仿真船尾迹的SAR图像。结果表明,当雷达视向与船只航向平行时,横波成像明显;当雷达视向与船只航向垂直时,扩散波成像明显;当雷达视向与船只航向有个夹角时,会出现一臂亮一臂暗的现象,这一现象取决于两臂尖波的传播方向与雷达视向的夹角,传播方向与雷达视向越接近平行的波越容易被雷达观测到,从而形成亮臂。仿真结果还得出另外一个结论:船只航向与雷达视向越接近垂直,两臂张角越小。仿真结果和实际的多幅ERS-SAR图像所观测到的结果是一致的。该模型可以有效地模拟Kelvin尾迹SAR多视向成像。

湄洲湾海雾的发生规律和成因分析

利用湄洲湾及近海3个气象站1974～2003年和1个气象站1985～2003年的地面观测资料，统计分析了湄洲湾海雾的天气气候特征。湄洲湾海雾具有明显的年际变化，而且季节差异显著，其中2～5月是海雾的盛季。初步分析了湄洲湾海雾的成因，归纳得出2～5月该海湾海雾生成前的3种环流天气形势：锋面型、入海高压后部型、高压底部型。在对海雾生成的水文气象要素分析的基础上，得出了2～5月海雾发生的一般规律，为海洋预报和服务提供一定的参考依据。

大规模采砂对椒江河口段河床的影响及对策

根据椒江河口段大规模采砂前后的实测水下地形资料,对石仙妇至椒江大桥段的河床演变进行分析后发现,大规模采砂使该段河床明显下降,该段河床总体上是被刷深的,2002年该段河道容积比1993年累计增大了492.2万m3。1993年至2002年该段河床高程平均下降了0.68 m。为确保河滩和堤防的稳定,提出了相应的采砂管理措施,划定了禁止采砂区,提倡减少采砂量、弃碴就地处置和实行采砂年检制度。只要加强对采砂的科学管理,椒江河口段的采砂不但不会影响通航,反而对加大航道水深是有益的,即采砂能起到疏浚航道的作用。

超声回弹综合法检测单一构件混凝土强度推定值的保证率分析

在实际工程检测数据的基础上，利用Monte Carlo试验对单一构件混凝土强度推定值的保证率问题进行了分析。30片梁板实测数据分析结果表明：将构件各测区混凝土强度换算值的最小值作为该构件的混凝土强度推定值的保证率范围为79．0％-94．2％，小于《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS 02：88）规定的95％保证率要求。因此。对结构性能鉴定而言该混凝土强度推定值是偏于不安全的，应引起试验检测人员的充分重视。

荧光法测定微型生物细胞内的ATP的技术

ATP是生物体内的重要化合物,可用于估算微型生物的生物量,因此它在生态系统食物链和能量流动研究中具有重要意义。根据ATP与荧光素反应产生荧光的原理,可对微型生物细胞内的ATP进行测定。荧光法测定微型生物细胞内ATP灵敏度高、操作简便快捷。本文从样品处理、ATP提取、ATP测定、干扰因素及应用等几个方面介绍了荧光法测定微生物细胞内ATP的技术,评述了这些技术的优缺点和适用范围,总结了ATP提取和测定时可能存在的干扰因素及其采取的相应对策。

基于数据-知识驱动的高精度海底地形绘制:以南海为例

海底地形具有非常重要的商业、工程、军事和科学研究价值。目前,常用重力场数据反演海底地形,如自由空气重力异常和垂直重力梯度。然而,由于现有方法反演海底地形具有较强的多解性,仍然无法准确获取高精度的海底地形。该文提出了重力-密度法与随机森林结合的数据-知识驱动新方法,以重建准确的海底地形。该方法在中国南海海域进行了测试,并与重力-密度法、随机森林以及现有的SIO模型进行了对比分析。反演结果显示,数据-知识驱动提供了更好的反演性能,随机森林和重力-密度法次之,SIO模型最差。相比于重力-密度法,数据-知识驱动的平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差分别降低了21%、25%和7%;而相比于随机森林,它们分别也降低了20%、20%和20%。此外,数据-知识驱动模型与船载测深数据具有较高的一致性,其差值大约有72%分布在±10 m范围内,占比高于其他三种模型。该结果证明了数据-知识驱动方法在海底地形反演中的可行性和有效性,有助于加快高精度海底地形的绘制。

论坛·点评

同行评议过程中审稿专家产生了很多创造性的、有学术价值的观点,相当于同行评议人与作者就其研究论点进行的学术探讨,但传统同行评议的过程不公开,导致读者无法对此过程进行学习,造成学术资源浪费。为促进学术交流,本刊特增设“论坛·点评”专栏,拟对已刊发的综述文章开放评议。第一期专栏刊登《长江口-浙江近海-邻近东海多学科长期观测计划(LORCE)专辑》中的3篇综述文章在审稿过程中产生的部分同行评议内容。

基于空气介质的光学溶解氧传感器便捷校准方法研究

基于荧光猝灭原理的光学溶解氧传感器可获得海水溶解氧时空数据,被广泛应用于海洋环境长期监测,但因其在贮存期间和布放期间会发生“贮存漂移”和“测量漂移”,需要进行校准。现有的实验室校准方法周期长、操作复杂。本文研究了光学溶解氧传感器在空气和水体两种不同介质中的响应特性,提出一种利用空气介质的光学溶解氧传感器现场校准方法,并在此基础上建立了仪器的两点校准模型。经实验验证,该校准方法能够有效修正溶解氧传感器的数据漂移,校正后的传感器测定值与Winkler滴定的标准值偏差在±6μmol·L^(-1)以内。该方法可以实现光学溶解氧传感器的便捷快速校正,免去实验室维护的繁琐步骤,提高监测数据质量,保持监测数据的连续性,具有重要的应用价值。

基于GF5-AHSI遥感数据的横沙浅海水深反演

高光谱遥感水深反演是一种对传统水深测量方法的补充,具有方便、快捷、经济等突出优势。本文研究区位于上海横沙,属于典型滩涂浅水区,研究数据包括GF5-AHSI高光谱遥感数据和同时期的水深数据。通过数据变换和相关分析等方法提取建模参数,利用单波段比值模型、多元线性回归模型、最优标度回归模型和BP神经网络模型实现该区域水深反演,并对4种模型反演结果的准确性进行了验证和比较。研究发现:最优标度回归模型优于其他3种模型,R^(2)达到了0.972,RMSE为0.47 m,适用于横沙浅海水深反演。

长江口海域潮汐和潮流的观测研究

长江口邻近海域具有显著的强潮特征,除近岸海域外,离岸海域缺乏长期实测的潮汐潮流资料。本文分析了长时间序列的水位观测资料,结果显示长江口海域的潮汐类型属于正规半日潮,近岸海域浅水分潮显著;M_(2)分潮是最显著的半日分潮,振幅具有从东面开阔海域向西面杭州湾口浅水海域或岛群增加的趋势。剖面海流观测资料表明本海域的潮流类型为正规半日潮流,M_(2)分潮流是最显著的半日分潮流,以旋转潮流为主;长江口门南侧两站为逆时针旋转,口门以东站位均为顺时针旋转。潮流的垂直结构具有显著的空间差异,M_(2)分潮流的椭圆率多为负值,潮流的椭圆率、最大流速方向和最大流速到达时间都随深度变化显著。