根据2009―2010年在福建中部近海24°55'―25°13'N、119°11'―119°32'E水域冬、春、夏3个季节的调查资料, 分析该水域浮游动物的种类组成、区系特征、优势种和多样性指数, 讨论了这些生态特征的季节变化及其与台湾海峡三季水团变化的关系。结果表明, 三季共鉴定浮游动物96种, 其中冬季24种, 春季48种, 夏季72种。从适温性上看, 浮游动物以亚热带种为主, 并从冬季到夏季, 呈现出亚热带种比例升高, 暖温带种比例降低的趋势。从适盐性上看, 浮游动物在冬、春季以近海种为主, 在夏季以外海种为主。从冬季到夏季, 外海种比例逐渐升高, 近海种的比例逐渐降低。浮游动物的优势种在冬、春两季各有3种, 在夏季有7种。冬、春两季的优势种以暖温带近海种为主, 如中华哲水蚤Calanus sinicus、小拟哲水蚤Paracalanus parvus、近缘大眼剑水蚤Corycaeus affinis等。夏季的优势种以亚热带种为主, 如亚强真哲水蚤Eucalanus subcrassus、汉森莹虾Lucifer hanseni、凶形箭虫Sagitta ferox等。三季的多样度以夏季最高, 冬季次之, 春季最低。上述生态特性的季节变化规律与台湾海峡的季节性水团变化密切相关。台湾海峡内冬、春季以低温低盐性质的沿岸流为主, 夏季受高温高盐性质的海峡暖流水控制, 水团的转换使调查水域的温盐度由冬季到夏季不断升高, 从而进一步影响到浮游动物的生态特征。

采用黑白瓶方法, 在2012年夏季测定了台湾海峡及南海北部16个站位群落总的初级生产力(gross primary production, GPP)和群落呼吸(community respiration, CR), 总的初级生产力GPP水柱积分平均值为106.6±7.51mmol O₂ m^-2·d^-1 (mean±SE, 以下同), 群落呼吸CR平均为131.1±5.95mmol O₂ m^-2·d^-1, 净群落生产力(net community production, NPP)变化范围为-179.0~377.6mmol O₂ m^-2·d^-1(中值为-40.4mmol O₂ m^-2·d^-1)。受上升流的影响, 琼东海域呈现明显的自养状态。在珠江口, 由于珠江冲淡水的流入, 该区域也呈现自养状态。相反, 台湾海峡近岸以及粤东近岸均为异养区域。由此可见, 异养区域的群落呼吸并不是完全由本地初级生产力决定, 有机碳在空间上的输送对海洋浮游生物群落新陈代谢的影响可能极为重要。

文章采用国内外普遍适用于船载声学多普勒流速剖面仪(shipboard acoustic doppler current profilers, SADCP)数据滤潮处理的时空拟合最小二乘法(简称最小二乘法), 对台湾海峡南部浅滩2004—2013年夏季(6—9月)所获取的SADCP数据进行正压潮、流分离。结果表明: 最小二乘法获得的平均流和基于原始数据格点化后矢量平均取得的平均流流向均趋于东北向, 并且具有大致相同的强、弱流区空间分布形态, 但最大流速稍有差异, 分别为0.48m•s^-1和0.36m•s^-1; 此外, 强流区(流速~0.3m•s^-1)流幅狭窄, 流轴分别约束在东山至龙海外海30m等深线附近和台湾浅滩南部地形骤变区域; 而弱流区(流速<0.1cm•s^-1)集中分布于台湾浅滩中部。进一步研究表明, 2种平均流所估算的海流通量的计算结果比较接近, 可达到(0.74±0.25)×10⁶m³·s^-1。SADCP数据分离所得M₂分潮流显示: 台湾浅滩至东山一线为强潮区, 最大可能流速出现在台湾浅滩(约0.67m•s^-1); 等潮时线分布符合前进波特征, 在潮波传导方向上由西南向东北依次推迟(约2h); 东山近海存在一条呈NW—SE走向的椭圆率正负分界线, 分界线以南潮流椭圆顺时针旋转, 以北则逆时针旋转。

为调查长乐—南澳断裂带和滨海断裂带的展布、形态和深部构造背景, 福建省地震局使用大容量气枪震源和海底地震仪将深地震探测拓展到台湾海峡西南部, 配合陆上的水库气枪震源、吨级爆破点和流动地震仪实现了海陆双向激发接收。文章详细介绍了2013—2015年间在台湾海峡西南部采集的6条二维广角地震剖面的观测系统、采集参数和数据预处理方法。对资料的整理分析表明: 震源激发参数和仪器接收点位选择合理, 大部分共接收点道集记录能清晰地识别出Pg、PmP、Pn、Sg、SmS等震相; 通过气枪固定点多次激发进行叠加的方法, 获得了信噪比相当于吨级爆破的共炮点道集记录。陆上台站数据品质较佳, 而海底地震仪数据信噪比较低, 可能是由于海底吸收衰减较为严重。数据处理中针对台湾海峡西南部沉积层速度较低且基底面起伏剧烈的问题, 将共接收点域拾取的走时分选到炮域, 避免了表层改正残差造成深部构造假象的问题。

时间服务系统对利用走时层析成像方法进行地下介质速度结构反演至关重要。海底地震仪(ocean bottom seismometer, OBS)工作期间由于没有GPS时间接入, 其时间误差(包括守时误差和授时误差)主要来源于内部石英晶振的准确程度, 受到外部环境变化以及开关机等因素影响。长期实践发现, 部分国产OBS在记录气枪信号以及天然地震信号时存在较大的时间偏差。本文对2019年福建及台湾海峡地壳结构海陆探测实验所获得的53台次国产OBS记录进行了时间服务系统矫正。其中, 针对OBS授时误差, 利用出海前不中断采集的一致性试验和运输船运输过程中产生的晃动互相关进行时间矫正; 针对守时误差, 采用计算实际采样频率与理论采样频率偏差进行矫正; 通过对比矫正前后OBS记录到的天然地震信号, 进行秒级别的检测。结果表明, 经过以上步骤矫正的OBS数据, 其时间记录的准确性得到了显著提高, 从而降低了震相识别、走时拾取的时间误差, 为标准化国产OBS数据采集作业流程提供了重要参考。

利用台湾海峡中部2号大浮标2017年全年的实测波浪资料, 对海浪的基本波要素及其与风的相关性、波谱特性进行统计分析, 得出了重要特征波参数之间的回归关系和适合台湾海峡中部的海浪谱形式。研究结果显示: 1) 台湾海峡中部的常浪向是NE向, 强浪向是NNE向, 月均有效波高的变化范围为0.87~2.98m, 7月波高最小, 12月波高最大, 波周期与波高有着相似的月际变化趋势; 2) 主要波浪类型是以风浪为主的混合浪, 谱型上以单峰为主, 波高与风速整体上呈正相关关系, 大浪主要由台风和强劲的东北季风引起; 3) 波浪的平均周期与大部分特征波周期之间具有良好的线性相关性, NNE、NE方向的波浪有效波高和有效波周期线性相关性较强; 4) 相比于Jonswap谱, 规范谱一是更符合本区域的海浪谱模式, 给出了基于有效波高和谱峰周期拟合的规范谱一形式。这些研究成果可为海洋工程设计和波浪数值模拟提供参考。

在海底地震仪(ocean bottom seismometer, OBS)广角地震记录剖面上, 经常可以见到震相清晰且连续的多次波信号, 多次波和初至波是由相同的震源信号产生的, 也是地壳真实结构的反映。但是在通常的OBS数据处理过程中, 经常将多次波作为无效信号剔除掉, 对其属性及应用的研究比较少。文章通过对台湾海峡南部OBS探测测线HXN01数据的处理, 对多个台站记录到的二次震相进行了识别与拾取, 并以OBS0106台站为例, 对识别出的二次Ps震相进行了系统的研究分析, 发现二次Ps震相的波形特征和质点运动轨迹与初至震相相似, 但波形最大振幅值明显大于初至震相。通过Rayinvr射线追踪方法模拟, 确定了二次Ps震相的主要反射层, 并发现加入二次震相后, 台站下方浅部沉积层射线覆盖密度有显著提升, 射线覆盖的区域也明显增加, 为沉积层精细结构的反演提供了更为丰富的数据基础。另外, 对理论模型的地壳结构进行加入二次Ps震相前后的反演测试, 结果显示加入二次Ps震相数据后, 沉积层的界面深度误差得到明显的改善。

2019年4月19日20时—4月26日07时, 台湾海峡西岸发生了一次严重海雾事件, 通过海西沿海的自动气象站数据进行了海雾生消规律研究。海雾集中于02时至08时发生, 其生成时间越接近清晨, 持续时间越短。海雾多为本地生成, 部分站点海雾为传播而形成且南北海雾之间关联性不大。海雾发生前能见度均快速下降, 海雾消亡后能见度快速上升。当海雾生成时, 陆表温度-气温LST-T (LST, land surface temperature; T, temperature)在−1.7~2℃之间, 陆表温度-露点温度LST-Td (dewpoint temperature, Td)在−1~2.7℃之间, T-Td在0.2~1℃之间, 海雾维持阶段相对湿度 (relative humility, RH)≥96%。在水汽丰沛的大背景下, 海雾生成与发展与风速的关系较为密切, 与风向的关系较弱。结合Himawari-8卫星影像与ERA5(European centre for fifth generation of atmospheric reanalysis)再分析资料对本次海雾过程的特征进行了分析。卫星影像给出了本次过程的影响范围和生消特点。环流形势表明, 500hPa上福建处于槽后脊前弱西南气流控制下。850hPa和925hPa高度场上均受西南气流的影响, 带来了充沛的水汽, 根据海气状况分析此次海雾类型为平流雾。

使用厦门翔安2021年3月29日—4月3日的自动站、微波辐射计及风廓线雷达资料, 对海峡西岸一次持续5d的海雾过程进行研究, 分析了雾的边界层特征。研究发现: 本次海雾过程均呈现出夜间生成发展、中午减弱并暂时消散的特征, 液态水路径的最大值出现在两段降水中间(4月1日02—07时)最大达到2kg·m^-2, 低能见度出现时地面绝对湿度最高可达17~18g·m^-3, 逆温层主要出现在50~800m的高度。逆温层的存在是维持本次海雾的重要条件, 逆温层减弱使雾减弱甚至消散; 本过程中逆温层厚度减小出现两种现象, 一种是逆温层顶部高度基本保持不变、逆温层底部抬升, 另一种是逆温层顶部和底部均向上抬升, 这与逆温层顶部附近大气温度变化有关, 前者使得逆温强度减弱, 后者使逆温层消失, 雾随之消散。西南风带来暖湿气流, 为本次海雾的形成提供水汽条件; 地面水汽充沛时, 强上升气流会将雾抬升形成层云, 水汽积累到一定程度后形成微弱降水。本次海雾过程中的微弱降水虽消耗了空气中的水汽, 使雾短暂减弱, 但在微弱降水结束后地面雨滴蒸发, 为雾的再次加强或下一次降水的产生提供条件。液态水含量在本次雾过程中出现三次向上跃增, 跃增出现在逆温层顶之上, 降水均出现在液态水跃增之后。