热带海洋学报
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2011年 30卷 5期
刊出日期 2011-11-01
海洋水文学
海洋地质学
海洋气象学
海洋生物学
海洋水文学
1
严幼芳, 甘子钧
海洋的比熵和等熵分析
基于海水热力学局域平衡的假定及Feistel(2003, 2005)给出的海水Gibbs热力学势函数表达式, 利用全球海洋观测数据, 计算了全球海洋网格域的比熵、位温、位密等热力学参数, 分析了海水比熵的时-空分布格局及其与位温、位密以及中性面之间的关系。分析结果表明, 海洋中的比熵与位温之间具有确定的解析关系, 而海洋中的比熵与位密、中性面之间的分布则无明显的一致性; 这一结论为文章进一步导出海洋内部近似稳态大尺度地转环流在等熵面上的流函数, 证明等熵面与等密面的交线即物理海洋学上经典的“动力计算方法”中的Montgomery流函数, 进而为海洋内部的准地转运动的等熵-等密分析提供了新的热力-动力学依据。
2011 Vol. 30 (5): 1-7 [
摘要
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8
潘爱军, 万小芳, 刘秦玉
北太平洋副热带模态水形成区混合层热动力过程诊断分析
利用NCEP海洋数据和COADS海气通量资料, 通过诊断分析, 揭示了海表热力强迫、垂直夹卷、埃克曼平流和地转平流效应在北太平洋副热带模态水形成过程中的贡献。研究表明, 在北太平洋副热带3个模态水形成海域冬季混合层降温过程中, 海表热力强迫和垂直夹卷效应是主导因素, 二者的相对贡献分别约为67%和19%(西部模态水)、53%和21%(中部模态水)、65%和30%(东部模态水); 并且在东部模态水形成海域, 埃克曼平流和地转平流皆是暖平流效应, 而在西部和中部模态水形成海域, 仅有地转平流是暖平流效应。进一步的分析表明, 海洋平流(地转平流、埃克曼平流)对北太平洋副热带模态水形成海域秋、冬季混合层温度的年际、年代际异常有显著影响, 在西部模态水形成海域, 海表热力强迫(62%)和地转平流(32%)是导致混合层温度年际、年代际变化的主要因子; 在中部模态水形成海域, 混合层温度的年际、年代际变化是埃克曼平流(32%)、地转平流(30%)和海表热力强迫(25%)共同作用的结果; 相对而言, 东部模态水形成海域混合层温度的年际、年代际异常主要受海表热力强迫(67%)控制。
2011 Vol. 30 (5): 8-18 [
摘要
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19
李毅能, 彭世球, 舒业强, 赖志娟
四维变分资料同化在风暴潮模拟中的平流作用分析
利用基于三维斜压非线性的普林斯顿海洋模型(POM)及其切向线性伴随模式的四维变分数据同化(4DVAR)系统对一个近岸风暴潮个例进行理想同化试验和模拟, 着重分析了四维变分数据同化增水改善中的二维平流作用。试验结果表明, 同化后的水位结果明显优于同化前的结果, 而且同化对预报的影响主要在前5h, 尤其是积分到3—4h时同化和无同化的结果差异最大, 在5h后同化的影响变得非常小。从平流作用中分析得知, 无论是只同化水位还是同化水位和海表流速, 同化的结果都增大了沿岸和向岸的平流。与无同化结果相比, 同化试验的增水改善主要是来自向岸平流的增大, 但只同化水位时由于水位增大使向岸压力梯度减小从而阻碍了向岸流的进一步增大; 而同时同化水位和海表流速时, 由于流速也被改善, 故增水改善更明显和合理。
2011 Vol. 30 (5): 19-26 [
摘要
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27
江丽芳, 张志旭, 齐义泉, 陈荣裕
WAVEWATCH Ⅲ 和 SWAN 模式在南海北部海域海浪模拟结果的对比分析
基于1987年9月到1988年8月期间南海北部的一个浮标资料, 首先分析了美国环境预报中心(NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合推出的再分析风场在南海北部海域的适用性, 结果表明NCEP/NCAR再分析风场在一定程度上与浮标观测结果相一致。然后利用NCEP/NCAR再分析风场作为海浪模式输入场, 评估了WAVEWATCHⅢ(WW3)和SimulatingWavesNearshore（SWAN）这2个海浪模式在南海北部海域模拟海浪的能力, 结果表明在季风和季风转换期间, WW3模式和SWAN模式对有效波高的模拟能力几乎一致。在季风期间, WW3模式对平均波周期的模拟能力优于SWAN模式; 而在季风转换时期, SWAN模式模拟平均波周期的能力较好。此外, 还利用WW3模拟结果分析了南海北部海域海浪的空间分布特征, 分析结果表明有效波高受季风影响呈显著的季节变化, 平均波周期呈现相对显著的半年变化。
2011 Vol. 30 (5): 27-37 [
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38
闫桐, 王静
基于 HHT 的吕宋岛西北海域叶绿素浓度及相关环境物理要素的多时间尺度分析
*
利用基于集合经验模态分解(EEMD)方法而改进的Hilbert-Huang变换(HHT)方法, 分析了吕宋岛西北海域从1997年9月至2009年7月近12年的月平均遥感叶绿素浓度观测序列以及相关环境物理要素时间序列, 分离出各要素的特征振荡模态(IMFs); 在此基础上以叶绿素与相关要素间具有相同或相近频率的IMF对偶之间相位差余弦值的方差为指标, 探讨了该海域叶绿素浓度与环境场之间的联系。结果表明: 1)海区各研究变量都具有明显的季节和年际振荡特征, 叶绿素准年周期模态方差贡献达81%, 年际变化中准两年振荡是海区诸要素共同的波动类型, 此外叶绿素浓度还具有4年左右周期的振荡。2)除埃克曼抽吸速度在准年周期振荡上与叶绿素浓度显著正相关、Ni? o3区海表温度在准两年周期上有弱的正相关关系外, 其余要素均与叶绿素浓度在不同时间尺度上呈负相关关系。这些结果说明HHT是气候序列多时间尺度分析中的一种有力工具。
2011 Vol. 30 (5): 38-46 [
摘要
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48
张学峰, 韩桂军, 吴新荣, 李威, 王东晓
同化海温观测数据研究波浪破碎对海洋上层结构的影响
*
首先利用考虑波浪破碎效应的Mellor-Yamada2. 5阶湍流闭合方案, 探讨了海表温度(SST)对波能因子
a
和Charnock数
b
的敏感性问题。然后采用变分数据同化途径, 基于Papa海洋天气站(OWSPapaStation)的上层温度观测数据, 对该参数化方案中的波能因子
a
和Charnock数
b
两个参数进行了最优估计。最优估计的结果表明, 当
a
约为167、
b
约为4. 1×10
5
时, 价值函数达到最小值。利用上述参数的最优估计进行海温的数值模拟, 可以较好地反映出海表温度的日变化和月变化过程, 模拟的上混合层的温度和深度也与观测较为一致。最后利用以上参数的最优估计结果对湍动能方程进行诊断计算, 研究了波浪破碎对海洋上层湍能量收支的影响。
2011 Vol. 30 (5): 48-54 [
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55
任惠茹, 康建成, 李卫江, 安琰, 张建平, 王甜甜
东海黑潮表层盐度分布特征及其影响因素
*
利用美国国家海洋大气管理局2007年发布的全球海域温、盐数据库资料, 美国地球物理数据中心2006年发布的海底地形数据库资料以及日本海洋科学与技术机构2003年发布的1997—2002年东海地区月平均降水量资料, 研究东海黑潮表层盐度的月季分布特征, 并分析其影响因素。结果表明, 东海黑潮表层盐度存在明显的月季变化特征。总体而言, 12月至次年3月表层盐度高, 6—9月表层盐度低, 4、5月和10、11月为过渡阶段; 表层盐度高值分布在东海黑潮主段靠近东边界一侧; 6—9月入口段的表层盐度高于出口段的表层盐度, 其他月份入口段的表层盐度低于出口段的表层盐度。东海黑潮表层盐度主要受表层温度、降水、径流的影响。冬、春、秋季的表层盐度分布在黑潮主段靠近陆架一侧区域受表层温度影响大; 降水对东海黑潮表层盐度产生局部小范围的影响, 时间主要集中在1月和6—8月份, 区域分布在低纬25°N以南和30°N附近。长江冲淡水夏季对东海黑潮表层盐度的影响大于其他季节对东海黑潮表层盐度的影响, 7月长江径流量达到最大值时, 对应的黑潮扇形区的盐度最低。
2011 Vol. 30 (5): 55-61 [
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62
刘愉强, 杨阳, 廖世智, 冯砚青, 赖新云
越南巴达棱湾沿岸海域周年风和浪的观测分析
基于国内首次在越南巴达棱湾2007年5月—2008年4月的风、浪现场实测资料, 对该海区的风和浪的基本特征进行了初步统计分析, 得出如下结论: 1)海区季风现象明显, 冬季(夏季)盛行东北(西南)季风, 东北季风强度大于西南季风强度; 2)海区波向与风向基本一致, 即冬季(夏季)常浪向和强浪向均是E(SSW)向浪; 3)海区以风浪为主, 波谱表现为多峰结构, 主峰多为单峰和双峰结构, 东北季风(西南季风)期间, 峰值周期对应的波向为E（SSW)向, 台风对海域的波谱影响明显。文章结果对认识与我国同纬度的南沙群岛海域的风、浪特点具有一定参考价值。
2011 Vol. 30 (5): 62-66 [
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海洋地质学
67
张玉兰, 彭学超, 赵晶
南海低纬地区 15kaBP 以来高分辨率孢粉记录及植被、 气候演变
本文依据南海低纬地区SA09-090孔高分辨率的孢粉记录, 从下至上划分了4个孢粉组合带, 从孢粉成分的变化, 重建了15kaBP以来的植被和气候变化历史。研究结果发现: 15. 0—12. 5kaBP期间研究区花粉主要来自当地出露的陆架, 揭示出出露的陆架植被类型是以热带低山雨林和低地雨林为主。海滨地区生长着茂盛的红树林, 当时气温比现在低一些, 但无明显变干现象。12—10kaBP期间植被中低山雨林花粉增多, 红树植物花粉减少, 这说明此时海平面上升, 气温也回升, 花粉源区变远。全新世时(10kaBP至今), 花粉主要来源于加里曼丹岛和周围岛屿, 植被以低山雨林和海滨红树植物为主, 但花粉浓度大幅降低, 这种花粉浓度降低说明海平面继续上升, 研究区距离花粉源区越来越远。全新世中期时为热、湿的气候环境, 后期与现今相近。
2011 Vol. 30 (5): 67-73 [
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74
刘兵, 吴世敏, 龙根元, 郭翔艳, 曾广东
重力水平梯度矢量法在琼东南盆地基底断裂划分上的应用
*
基底断裂与盆地是一对相互影响的伴生构造, 断裂活动控制盆地内沉积填充和构造样式以及后期资源的分布。本文利用琼东南盆地2′×2′的自由空间重力异常, 在进行地形校正、布格异常校正得到布格重力异常的基础上求得重力水平梯度矢量。尝试利用重力水平梯度矢量对基底断裂进行划分并取得良好效果: 在盆地基底划分出48条断裂, 并将其分为3个等级, 其中一级断裂5条, 二级断裂8条, 三级断裂35条; 将确定的断裂与其他地质、地球物理方法(地震剖面)确定的断裂进行比较, 发现在主要格架上具有一致性; 重力水平梯度矢量法与其他解释方法比较具有成本低廉、方法简单、结果直观的优点。
2011 Vol. 30 (5): 74-80 [
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海洋气象学
81
周建平, 陶春辉, 金翔龙, 李怀明, 邓显明, 顾春华, 何拥华
集成深拖与 AUV 对洋中脊热液喷口的联合探测*
热液喷口探测是目前国际上的热点, 探测技术方法也多种多样。阐述了集成深拖与自治水下机器人(AutonomousUnderwaterVehicle, AUV)探测技术, 重点介绍了集成深拖的组合特性。针对热液喷口的探测需求, 根据集成深拖与AUV两种方法的优点, 提出两种技术方法的联合探测。以一个实际探测的区块为例, 讨论了两种方法联合探测的实效性。指出该技术方法可更快速地探测热液的异常范围, 同时可降低AUV下潜的盲目性, 也可以减少AUV的下潜次数, 节约了海上调查时间, 提高探测效率。最后指出了现场探测与数据分析需进行深拖位置校正和关注底流及地形对热液羽状流空间分布的影响两个重要问题，为未来的热液探测提供了指导作用。
2011 Vol. 30 (5): 81-87 [
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海洋生物学
88
林岗, 饶小珍, 陈宁, 郭世群, 许友勤
龟足成体的 5 种消化酶活力
龟足是一种营养价值高, 具有多种生理功能和保健作用的优质海产品, 开展其消化生理的研究, 可以为其规模化养殖提供理论依据。用酶学分析方法测定了龟足
Capitulummitella
成体消化道5种消化酶的活力并探讨了温度、pH因子对5种消化酶活力的影响。结果表明, 龟足的消化道能检测出类胰蛋白酶、胃蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和脂肪酶的活力, 其中类胰蛋白酶活力最高, 胃蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活力均较高, 纤维素酶活力极低, 类胰蛋白酶活力＞胃蛋白酶活力, 淀粉酶活力＞纤维素酶活力。类胰蛋白酶、胃蛋白酶、淀粉酶的最适温度均为55℃, 纤维素酶、脂肪酶的最适温度分别为45℃、35℃; 类胰蛋白酶、胃蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶的最适pH分别为10. 8、2. 5、5. 9、4. 2—5. 5、7—7. 5。最适温度、pH下测得胰蛋白酶、胃蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶活力分别为: (267. 07±13. 69)U、(72. 21±6. 1)U、(28. 62±1. 6)U、(1. 46±0. 02)U、(65. 24±1. 8)U。淀粉酶(
A
)与类胰蛋白酶(
T
)活力的比值(
A/T
值)表明龟足是以动物食性为主的甲壳动物。
2011 Vol. 30 (5): 88-94 [
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95
刘维达, 林昭进, 江艳娥, 黄梓荣
南海北部陆架区底层渔业资源的空间分布特征
根据2006年10月至2007年9月南海北部大陆架海域4个航次底拖网调查资料, 分析了该海域渔业资源的种类组成、种类丰富度和渔获率的空间分布。结果表明, 渔获种类数以湛江断面最多(405种), 汕头断面最少(337种)。种类数随水深变化呈非对称正态分布, 以40—80m水深组种类数最多。物种丰富度指数D的空间分布与种类数基本一致。在总渔获物中, 鱼类、头足类和甲壳类3大类群重量组成比例为80:12:8, 在断面分布上, 组成比例鱼类以珠江口断面最高, 头足类以湛江断面最高, 甲壳类以阳江断面最高。在水深分布上, 鱼类占比随水深的增加而增加, 头足类占比在40—100m水深较高, 甲壳类在10—20m浅水区最高。鱼类最主要的优势种有6种, 其中, 深水金线鱼主要在90—120m水深占优势, 黄鳍马面鲀在60—90m水深占优势, 条尾绯鲤在60—120m水深占优势, 单棘豹鲂鮄在120—200m水深占优势, 六指马鲅在30—60m水深占优势, 龙头鱼在10—30m水深占优势。鱼类渔获率断面分布以珠江口和粤西海域较高, 汕头海域最低; 水深分布渔获率随水深的增加而增加。头足类渔获率以粤西和珠江口海域较高, 粤东海域较低; 在100m水深范围内, 渔获率随水深的增加而增加, 100m以深渔获率减少。甲壳类渔获率以阳江断面最高, 其他断面均较低; 10—20m浅水区渔获率最高。通过与历史资料比较, 南海北部渔业资源衰退后种类更替现象十分明显, 大型优质种类数量大幅减少, 小型低值鱼类和头足类数量明显上升, 受近海捕捞压力较大影响, 鱼类的渔获率呈现随水深增加而增加的分布趋势。
2011 Vol. 30 (5): 95-103 [
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447
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