摘要:2020年冬季(2020年12月至2021年2月),赤道中东太平洋海表温度持续下降,形成了一次拉尼娜事件。2021年春季,海表温度回升,转为中性状态。最新观测发现,2021年秋季以来海表温度再次降低,冬季是否会再次形成拉尼娜事件,其对我国冬季的气候有何影响? 本文利用自然资源部第一海洋研究所发展的短期气候预测系统FIO-CPSv2.0,以2021年10月1日为起报时间,对冬季气候进行了预测。结果表明,赤道中东太平洋冷异常将在11月达到鼎盛,形成一次弱拉尼娜事件,2022年1月将转为中性状态。在连续2年出现拉尼娜现象的气候背景下,2021年11月,除青藏高原、西南地区、东南沿海及台湾气温偏高外,我国大部分地区气温将偏低。12月之后,我国北方气温偏高而南方气温偏低的概率较大。此外,降水预测结果显示,初冬,南方降水偏多,而华北、东北部分地区降水偏少。2022年1月南方降水将偏少,而华北和东北降水将偏多。不同集合之间降水预测结果存在较大差异,表明降水预测结果仍有较高不确定性。

摘要:赤道东太平洋海表面温度的变化在全球气候变化中扮演着重要的角色,波浪是影响海表面温度的重要因素。为了进 一 步 研 究 波 浪 对 全 球 气 候 的 影 响,利 用 ECMWF(European Centrefor Medium-Range WeatherForecasts)发布的波浪参数、海表面温度(SeaSurfaceTemperature,SST)等再分析数据,采用 EOF(EmpiricalOrthogonalFunction)分析和超前滞后相关分析等方法,分析了南太平洋涌浪区Stokes漂流与厄尔尼诺事件的关系。首先选用一种涌浪指标和多个涌浪特征值总结了全球的涌浪特征,得到涌浪在低纬、南半球和大洋东边界更占优的结论,并由此划定南太平洋涌浪区,发现了其连接南大洋和赤道东太平洋的通道作用。进而研究了南太平洋涌浪区Stokes漂流对赤道东太平洋SST的影响,结果显示:在厄尔尼诺事件发生后,该区域的经向 Stokes漂流会产 生强化,波浪诱导的Stokes漂流会将高纬冷水输送到低纬海域,使得低纬海域降温,加速厄尔尼诺事件的衰退,进而影响到全球气候。本文为解释厄尔尼诺的衰退提供了新的思路,也为波浪的大尺度效应研究开辟了新的方向。

摘要:根据南海北部陆坡海域潜标观测数据,对该海域第二模态内孤立波统计特征进行分析。观测期间共发现72个第二模态内孤立波,包含101 个第二模态内孤立波孤立子。该海域第二模态内孤立波以凸型为主,且最大振幅多为下凹振幅,占79.2%。KdV 方程波速计算结果表明,波速可用三角函数描述,整体表现为夏季大、冬季小,且第二模态内孤立波流速呈明显的三层结构。最大流速深度及人工判别得到的上下层转向深度的统计结果表明:上层内波流流速转向平均深度约为97.7m,中层内波流最大流速深度约为134.6m,下层内波流转向平均深度约为204.2m,内波流最大流速多发生在中层,流向主要为西北向,流速主要分布于0.2~0.8 m·s-1 区间范围内,占82.2%;上层流向主要为东南向,流速主要分布于0~0.6m·s-1区间范围内,占98.0%;中层流向主要为西北向,流 速主要分布于0.2~0.8m·s-1区间范围内,占93.1%;下层流向主要为东南向,流速主要分布于0~0.4m·s-1区间范围内,占94.1%。本文系统性地给出了南海北部陆坡海域第二模态内孤立波统计特征,可为相关研究、水下航行及工程应用提供重要的资料和参考。

摘要:为研究内孤立波的地形和背景流共振机制,用地形和背景流共振机制计算了3个潜标观测的内孤立波(不同模态、不同波长)的流速和传播速度,并与观测到的内孤立波进行比较。潜标观测的第一模态内孤立波(波长分别为6.4和3.3km)都是下凹型内孤立波,2个内孤立波的传播速度约为1.4m/s、最大振幅约为48m,水平流向结构都是上层西北向、下层东南向,波长3.3km 的内孤立波波峰前后有更明显的下降流和上升流。用共振机制计算出的第一模态和第二模态纬向流速的垂向结构与观测相同,最大纬向流速出现的深度与观测一致,分别相差5和12m。用共振机制计算出的内孤立波传播速度与用 KdV 方程计算的传播速度相当,共振机制计算波速为0.66~1.21m/s,KdV 方程计算波速为0.79~1.40m/s。

摘要:基于向外长波辐射、降水、大气再分析资料和 HYCOM(HYbridCoordinateOcean Model)盐度等资料,研究了 MJO(Madden-JulianOscillation,热带大气季节内振荡)对南海夏季降水的调制,并初步探讨了其对海洋表层盐度的影响。结果显示:MJO 对南海夏季降水有显著的调制作用,导致南海降水具有强的季节内变化,其最显著周期为45d。降水季节内信号在泰国湾北部、吕宋岛以西和台湾岛西南等迎风坡区域较强,而在越南外海的安南山脉背风区域较弱,且降水信号会随着 MJO 信号向东北方向移动。MJO 对流抑制(活跃)中心所在区域,低层大气辐聚减弱(增强),中层大气对流减弱(增强),导致降水减少(增加);此外,MJO 对流抑制(活跃)中心伴随的反气旋式(气旋式)环流会改变风场,风场减弱(增强)使得迎风区域的降水减少(增加)。MJO 引起的降水异常进一步影 响南海盐度,南海表层盐度也有明显的季节内变化特征,其显著周期和降水基本一致,为47d,且盐度异常信号也随降水异常向东北移动。本研究结果有助于进一步了解南海降水和表层盐度的季节内变化特征。

摘要:为了对海表温度(SeaSurfaceTemperature,SST)和海表盐度(SeaSurfaceSalinity,SSS)数据进行精确的短期预报,基于多站位海洋观测浮标获取的海表温度和海表盐度数据,利用反向传播(BackPropagation,BP)和径向基函数(RadialBasisFunction,RBF)两种神经网络方法开展了短期预测。首先,在预测时长固定为5d的情况下,对比不同训练时长的预测结果的均方误差(MeanSquaredError,MSE),进而确定以20d的观测数据作为训练集的预测结果均方误差最小。然后,以 PAPA 站观测浮标获取的2009年1月、4月、7月和10月各月的前20d温盐数据作为训练集,分别训练BP和 RBF神经网络,将训练好的2种神经网络模型应用于各月第21至25日的温盐数据预测。结果表明:BP和 RBF神经网络均能有效预测海表温盐数据的季节性变化,但 RBF神经网络对不同预测时间的整体预测效果优于 BP神经网络。多站点数据的预测实验进一步验证了 RBF神经网络模型具有较强适用性和更高的准确性。RBF神经网络模型可以作为海表温盐数据短期预报的有力工具。

摘要:以泰国湾 T155号柱状沉积物为研究对象,利用地球化学和矿物学手段探讨了全新世以来泰国湾古气候演化历史。(La/Sm)UCC-(Gd/Yb)UCC指示了全新世以来泰国湾西南部物质来源较为稳定,主要来自于马来半岛,季风控制下的沿岸流是其主要驱动力。通过对高岭石/(绿泥石+伊利石)(ωk/(ωc+ωl))、化学蚀变指数(CIA)和钾铝质量分数比值(ωK/ωAl)的变化规律进行综合研究,将全新世以来泰国湾古气候演化过程划分为两个阶段:①早中全新世(12000~6500calaBP):ωk/(ωc+ωl)值和CIA 值较高,ωK/ωAl值则较低,指示了该段时期强盛的东亚季风;发生于11200~10500calaBP和8500~7500calaBP的冷事件指示了泰国湾对新仙女木事件和8.2ka冷事件的响应;②中全新世(6500calaBP)以来:ωk/(ωc+ωl)值和 CIA 值明显下降,ωK/ωAl值则逐渐上升,指示了该段时间东亚季风呈逐渐减弱的趋势;在3200~1800calaBP时地球化学和黏土矿物指标呈现一个明显低值,对应于热带海域“斜氏普林虫低值事件”,揭示了全球气候变化在泰国湾海域良好的区域性响应特征。

摘要:利用1958—2020年实测地形数据与长江入海水沙数据,分析长江口南支最大的涨潮槽———新桥水道动力地貌变化及其 驱 动 机 制。结 果 表 明:新 桥 水 道 在 1958—2020 年 间 的 地 貌 演 变 可 以 分 为 3 个 阶 段:第 一 阶 段(1958—1997年)新桥水道受控于径流、潮流的耦合作用而经历“冲刷-淤积”的周期性变化,其中河槽主要展现上、下游迁移及河槽收缩交替等特征;第二阶段(1997—2003年)因1998和1999年大洪水造成新桥水道冲刷,新桥水道河槽向上游拓展延伸,河道拓宽明显;第三阶段(2003—2020年)则受人类活动干预和扁担沙北移及径流、潮流耦合作用,新桥水道向下游迁移束窄,并逐渐形成以河道上段为淤积中心的地貌演化格局。此外,随着东风西沙水库构建,拦蓄了部分应进入新桥水道的水体,致使河槽上段落潮动力减弱而加剧河槽淤积,导致新桥水道进一步淤浅。

摘要:利用湛江东北海岸近30a6期LandSatTM/OLI遥感影像,基于人机交互方式获取海岸线空间信息,综合运用端点变率(EndPointRate,EPR)、线性回归变率(LinearRegressionRate,LRR)、岸线类型结构等多种方法或指标对湛江东北海岸线时空变迁及主要驱动因素进行了深入分析。结果表明:近30a湛江东北大陆海岸线长度共增长约27.56km,岛屿海岸线长度共增长约15.44km,海岸线类型较多,自然海岸线锐减,利用类型构成趋于复杂,且更多地受到了人类活动干扰;海岸线变迁方向整体以向海扩张为主,其中大陆海岸线的平均 LRR和 EPR 为4.18m/a和4.12m/a,最高 LRR达94.26m/a;岛屿海岸线的平均 LRR和 EPR为2.24m/a和3.79m/a,最高 LRR 达66.44m/a。海岸线摆动剧烈区域主要集中于受围填海工程等人类工程活动影响较为显著的岸段。人类活动已成为湛江东北海岸线变迁的主导因素。

摘要:海岸带盐度过渡区域水体中氮、磷的准确测定对陆海统筹及海岸带管理起着至关重要的作用。为探究盐度对氮、磷测定准确度的影响,进而明确河口海岸带淡水-咸水盐度过渡区不同形式氮、磷测定方法的选择依据,分别采用淡水和海水的相关国家标准方法,测定不同盐度下不同质量浓度氮、磷的人工海水和天然海水水样中氨氮、亚硝氮、总氮、活性磷酸盐和总磷的质量浓度。结果表明,盐度对某些氮、磷的淡水法和海水法测定结果有一定程度的影响。对氨氮的测定,当S≤4.0时淡水法或海水法均可准确测定水体中的氨氮,S>4.0时应对水样进行pH 调整预处理后用海水法进行测定;对亚硝氮的测定,淡水法和海水法的测定结果无明显差异;对总氮的测定,当S≤5.0时应采用操作简单、测定准确的淡水法测定,S>5.0时应采用海水法。对水体中的活性磷酸盐的测定,在低盐低磷(S≤35.0且ρPO3-4 ≤0.2mg·L-1)的情况下盐度对淡水法和海水法测定结果的影响微乎其微,而对于高盐高磷(S>35.0且ρPO3-4 > 0.2mg·L-1)的水样选择灵敏度更高的海水法测定更准确;对总磷的测定,选取海水法测定准确度更高。研究结果为海岸带水体不同形式氮、磷质量浓度的准确测定与方法选择提供了科学依据。

摘要:为研究日本囊对虾(Marsupenaeusjaponicus)耐高亚硝酸盐的分子调控机制,利用新一代高通量Illumina测序技术,对日本囊对虾在高亚硝酸盐胁迫下的肝胰腺进行转录组测序,通过对高质量序列的拼接组装以及功能基因的注释和分类,发掘与耐高亚硝酸盐相关性状的候选基因。实验结果表明:①10个文库共获得920785608个净读本,数据量为6.48G~7.34G。②Q30>93.07%。利用 Trinity软件组装后获得 46308条单基因簇,N50为1833bp。③与对照组相比,高亚硝酸盐组分别识别出593、606、1089、497和988个差异表达基因。④对 DEGs进行功能注释,得到与免疫和代谢相关的通路和基因。⑤采用 qPCR 对随机选择的9个差异基因(DPD、ABCH、ProPOb、ACADL、CYP2J、PAT4、BHMT、CLEC 和PEPCK)在高亚硝酸盐胁迫下的表达情况进行检测,其表达量与转录组测序技术(RNASequencing,RNA-seq)趋势一致。本研究结果丰富了对虾cDNA 数据库的信息,为日本囊对虾在高亚硝酸盐胁迫下的分子机制研究奠定了基础。

摘要:为研究近海扇贝养殖水域水质、细菌种群分布规律以及微生物群落多样性对环境因子的响应,2019年5月至10月采集了青岛市崂山湾青山村近海栉孔扇贝养殖水域不同站位的海水样本,通过高通量测序方法分析了不同月份海水样本微生物群落结构和多样性的差异,探讨了环境因子与微生物群落结构的相关性。结果表明:①检测到变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门 (Firmicutes)等 52 个 细 菌 门,115 个 纲,其 中 变 形 菌 门 为 优 势 菌 门,主 要 包 括 γ-Proteobacteria 和α-Proteobacteria纲;②2019年9月,养殖区水样中细菌多样性升高,弧菌多样性下降,且细菌细胞数量达到最高点,说明该 养 殖 区 存 在 爆 发 弧 菌 病 的 可 能 性;③RDA 冗 余 分 析 表 明,浊 度 (P =0.027)对 养 殖 密 区 细 菌 OUT(OperationalTaxonomicUnits)水平的物种组成和群落结构具有显著的影响,硝酸盐(P=0.017)、浊度(P=0.033)对养殖疏区 OTU 水平的物种组成和群落结构具有显著的影响;④不同区域细菌门水平环境因子相关性 Heatmap图分析表明,养殖活动会影响近海细菌群落结构与环境因子的作用程度,从而增加病害发生的可能性。本研究可为贝类疾病的防治及近海海域生态系统的健康发展提供一定的理论基础。

摘要:声音在儒艮的生命活动中起着重要的作用。为了研究儒艮发声的类型和特征,2019年3月20日至28日,在泰国立邦岛附近海域(99°25'E,7°13'N)对儒艮进行了被动声学监测。本文对泰国海域儒艮发声信号进行了细致分类,并统计了每种类型声信号的特征。将在立邦岛海域获取的野生儒艮发声信号划分为4种类型:chirp、trill、bark和 whistle。统计每种类型中高信噪比、轮廓清晰且无重叠的信号特征,结果表明:chirp为简单的窄带调频信号,持续时间大约为0.09s,基频介于0.99~12.84kHz,谐波数量为1~5;trill为调频信号,持续时间较长,一般大于0.90s,基频介于0.97~9.89kHz,有1~5次谐波;bark持续时间约0.20s,带宽范围为0.20~4.00kHz,whistle被定义为chirp和trill之间的一种过渡信号,其持续时间为0.05~0.89s,基频为1.11~7.69kHz,有1~5次谐波。这4种类型声信号所占比例各不相同,其中chirp信号占最高(比超过86%),trill和 whistle信号占比较低(分别约为7%和6%),bark信号占比最小(不到1%)。研究儒艮声信号类型和特征有利于分析儒艮的声行为,对野生儒艮的声学监测具有重要指导意义。

摘要:利用海洋模式FVCOM(FiniteVolume,primitiveequationCommunityOceanModel)建立了一个高分辨率的舟山附近海域潮汐潮流模型,通过与历史实测资料进行对比验证了模型模拟结果的可靠性,表明模型可以较好地描述舟山附近海域潮汐潮流运动状况。基于模型的模拟结果,估算与分析了舟山西堠门水道的潮流能资源,结果表明,西堠门水道的潮流以往复流为主,年平均流速和年最大流速分别超过1.2m/s和2.6m/s,年平均能流密度和年最大能流密度分别超过1.2kW/m2 和6.5kW/m2;西堠门水道的平均流速和平均能流密度存在3处峰值区,其值大小由西北向东南递增;西堠门水道流速和能流密度的季节分布特征相似,1月(冬季)的流速和能流密度最大,4月(春季)和10月(秋季)次之,7月(夏季)最小。结合潮流能发电站选址原则,本文认为册子岛西北岬角处海域可选为西堠门水道潮流能发电站的最佳场址,其总平均功率和有效功率分别为30.0 MW 和4.5 MW,与当前已经运行的潮流能发电站相比较,该选址区域的发电能力较为可观,具有极大开发潜力。

摘要:由于水下环境具有不稳定性,水下图像可能会出现偏色、对比度低以及运动模糊等退化现象。针对这些问题,本文提出了适用于水下图像的增强算法,其实现需要依次经过颜色恢复和去模糊这2个阶段。在第一阶段中,本文增强算法先利用高斯滤波和均值漂移对图像进行锐化;然后,通过对比图像各颜色通道的均值得到补偿值对图像颜色进行校正;最后通过线性拉伸来调整图像的对比度。在第二阶段中,采用带有残差思想的生成对抗网络(GenerativeAdversarialNetworks,GAN),利用9个连续的残差网络能够很好地提取图像中的特征,可起到消除模糊和增强图像特征的作用。利用本文算法处理水下图像时,发现本文方法不仅能去除图像模糊,而且能消除图像的色偏现象且不携带红色伪影。同时,通过对比水下图像质量度量(UnderwaterImageQualityMeasures,UIQM)和水下彩色图像质量评估(UnderwaterColorImageQualityEvaluation,UCIQE)这2项指标发现,本文算法有较好的图像处理效果。