摘要:海冰密集度是海冰的重要参数之一，在冰区导航、海上作业、海冰模式验证和气候模型改进等方面具有重要意义。卫星遥感具有覆盖范围广、重访周期短、成本相对低等优势，已成为获取海冰密集度的主要观测手段。本文从主被动微波遥感和光学遥感的角度，回顾了现阶段海冰密集度卫星遥感反演研究进展情况，包括海冰监测传感器、海冰密集度反演算法和海冰密集度产品等。结果表明，被动微波遥感是目前获取海冰密集度的主要方式，已发展出许多成熟的业务化算法；主动微波遥感数据已成为制作冰情图的主要数据源，海冰密集度反演算法由合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar）图像分类向深度学习算法发展；光学遥感海冰密集度算法较为成熟，但受限于云层和夜晚限制，其反演结果多用于其他海冰密集度产品的验证。受传感器硬件限制，3种观测手段各有其长处与不足。为获得高精度、高时空分辨率的海冰密集度数据，开展多源数据融合研究是解决传感器性能瓶颈的有效手段。大数据时代，基于深度学习的海冰密集度卫星遥感反演技术快速发展，需要深度融入海冰密集度卫星遥感领域知识。海冰密集度卫星遥感反演应着力于海冰预报服务，致力于提高我国的海冰预报能力。

摘要:深海矿产开发所产生的环境影响是目前制约深海采矿的重要问题之一，了解开发全过程的环境影响和生态响应是商业化开采的前提。本文以多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物三种具有代表性的深海固体矿产资源为例，分析了开发前赋存环境、开发过程中及开发后的环境影响。结果表明：①不同深海固体矿产资源的分布规律、深度以及生物特征等赋存环境存在较大差异，因采矿活动带来的赋存环境改变、对环境的影响以及采矿潜在影响区域、影响时长和恢复潜力也有所不同。②多金属结核开采的环境影响着重考虑了沉积物羽流的影响，结壳开采活动从沉积物扰动、外壳去除以及栖息地改变三个方面考虑环境影响，多金属硫化物开采的环境影响还要增加对有毒物质的释放以及栖息地移除两个方面的考虑。③深海采矿对底栖生物种群的数量和物种组成皆会造成不同程度的影响。最后，从持续跟进监测评估、充实数据、提升采矿技术与设备、顶层设计与决策管理、规则制定等方面提出了环境保护与可持续发展对策建议，为深海采矿的环境影响评价及规则制定提供参考。

摘要:斯里兰卡岛以东海域在西南季风期间常会出现一对低频涡旋偶极子（即斯里兰卡穹顶气旋涡和反气旋涡），对当地的海洋生态系统及气候有着重要影响。基于（1/12）°分辨率的混合坐标海洋模式（Hybrid Coordinate Oceanic Model，HYCOM）再分析资料以及多尺度子空间变换（MWT）和基于MWT的正则传输理论等方法，分析了它们的生成发展机制。结果发现这2个涡旋发展所需能量最终都来源于海表风应力做功，但具体可取3条完全不同的路径：①风应力直接驱动涡旋；②风应力驱动背景场的西南季风流，其后西南季风流发生正压不稳定以提供涡旋所需的涡动能；③西南季风流通过风应力做功获得的动能转换为有效位能，其后通过斜压不稳定给涡旋提供位能。涡旋最终衰亡的主要原因包括风应力对涡旋做功的减少、西南季风流正压不稳定的减弱、涡旋的能量频散以及低频涡向更高频扰动的正向能量级串。

摘要:为获取南海北部陆坡海区第一模态内孤立波的动力结构及时间变化特征，本文利用该海区1套内孤立波浮标观测数据，对陆坡海区的内孤立波现场观测数据分析，识别判定了2021年5月5日至6月3日共30 d的179次第1模态内孤立波过程，并进行了内孤立波的特征分析。南海北部陆坡海区第1模态内孤立波剖面流场为双层结构，上层主要为西偏北向流动，下层流向与之相背，流速转向发生在100～150 m深度处。内孤立波期间，最大流速多发生于上层，流速为60～120 cm/s，底层流增强，上层流与下层流流向相反。受内潮影响，研究区域内孤立波存在半日和全日2个周期，主要以20～30 min间隔的波列形式向西偏北方向传播。本文关于南海北部陆坡海区第一模态内孤立波的分析研究有助于提升对该海区内孤立波时空变化特征的认识，为工程水下施工提供参考和依据。

摘要:中沙群岛主要由中沙大环礁和黄岩岛组成，其温盐分布对于本区渔业生产、航海保障和水下通讯等具有重要意义。尤其是春夏之交的季节转换时期，该海域水温和盐度及其相应的跃层特性存在显著的季节变化，掌握其季节变化特征具有重要现实意义。本文基于2019年5月（南海春夏季风转换期）中沙大环礁、黄岩岛和2020年6月（夏季风爆发期）中沙大环礁海域大面站调查数据分析，发现中沙大环礁海域水温和盐度分布特征在夏季风爆发前后具有显著的差异性，2个航次的温跃层分布也呈现出较大不同，2019年5月黄岩岛海域温盐中上层分布与中沙大环礁相似，但底层有所差异，跃层深度也较大。2020年6月中沙大环礁内水体升温较快，各层水温均高于2019年5月，其中以底层水体升温最为显著；2019年5月中沙大环礁内水温水平梯度较大，且随着水深加大水平梯度也越大，2020年6日水平温度梯度逐渐减小。2个航次的盐度分布与水温分布较为相似。结合调查时段的海表热通量变化和卫星高度计资料分析认为，2019年5月中沙大环礁西南部海洋吸热高于东北部，故表层水温西南高东北低；2020年6月至7月环礁西南部海洋吸热低于东北部，故表层水温西南低东北高。由于中尺度涡的作用，中沙大环礁区域局部产生低温高盐或高温低盐水，并导致2020年6月中沙大环礁大部分海域的温跃层加深。

摘要:通过建立水动力学模型、物质输运模型和年龄模型，对渤海辽东湾潮汐驱动下的水动力状况和污染物输移扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明，辽东湾海域入海径流对辽东湾整体流场和水交换过程影响不大，其主要影响集中在河口附近海域。在潮汐的驱动下，辽东湾内形成了复杂的环流结构，辽东湾南北海域分别存在顺时针、逆时针的环流，而辽东湾湾口又存在逆时针环流，使得水交换能力较弱，对辽东湾向外海的物质输运产生不利影响，湾顶附近海域的物质主要通过扩散过程与外海进行交换。年龄模型的计算结果表明，辽东湾河流入海污染物在河口附近停留时间较长，向远区的输运需要较长时间。入海污染物的影响具有局地性，对局部海域水质尤其是辽东湾湾顶的水质会产生不利影响。

摘要:利用2019年7月12日至9月20日“海翼”号水下滑翔机在南海北部的温盐观测数据，对3个海洋业务预报系统（法国Mercator Océan International的PSY4、美国HYCOM Consortium的GOFS3.1和中国国家海洋环境预报中心的CGOFS）的温盐分析数据进行了质量评估。结果表明，3个业务预报系统对温度和盐度都有较好的刻画能力。其中，PSY4系统的温度、盐度在所有评估点处的总体均方根误差分别为0.45 ℃、0.056，小于另外2个系统，是3个系统中最优的。从总体偏差来看，PSY4与CGOFS温度呈现暖偏差，而GOFS3.1温度呈现冷偏差；3个系统的盐度都呈现负偏差。均方根误差的垂向结构显示，温度均方根误差与偏差最大值出现在水深100 m附近，盐度最大值在水深50 m附近。以上结论为南海北部海域使用分析数据提供参考。此外，大气强迫场的降水量偏多可能导致了CGOFS系统8月的盐度值出现较大的均方根误差和较明显的负偏差，因此在数值预报时需更多地关注强迫场的选取。

摘要:雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端均受加罗林岛脊俯冲影响，但是二者的地球物理特征存在显著差异。通过分析雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带的地球物理特征，对比了二者之间的海底地形、重力异常、地震活动和应力场等特征。结果表明：①雅浦海沟北段外缘发育垒堑构造带，马里亚纳海沟西南端加罗林岛脊俯冲区域水深明显变浅，加罗林岛脊俯冲最前端形成凹角。②雅浦岛弧北段和马里亚纳岛弧西南端加罗林岛脊俯冲区域高布格异常值反映了强烈的构造侵蚀可能导致火山弧地壳缺失，岛弧之下高密度物质上涌。③雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端地震活动性弱并且缺乏高震级地震，说明加罗林海脊岛脊的俯冲阻塞降低了俯冲带的构造活动性。马里亚纳俯冲带西南端存在少量的中源地震，表明该区域板片俯冲深度比雅浦俯冲带北段更深。④马里亚纳俯冲带西南端的地震存在更多的走滑分量，与加罗林板块的倾斜俯冲、加罗林岛脊的倾斜碰撞有关。⑤加罗林岛脊相对于海沟走向的俯冲角度是造成雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端的地球物理特征存在差异的主要原因。

摘要:深海热液区的极端环境促使热液区生物形成了独特的生存机制，即与微生物的共附生关系。本文利用高通量测序技术分析了与西南印度洋龙旂热液区神盾螺（Gigantopelta aegis）共附生微生物的种类及功能。基于16S rRNA基因 V3-V4区扩增子测序结果发现：①神盾螺共附生菌中99.99%都属于细菌域，丰度最高的是变形菌门γ-，ε-，和α-变形菌纲；②神盾螺个体Ga1和Ga3的共附生菌群落中以γ-变形菌为主，个体Ga2 中以ε-变形菌为主，表明在同一热液区生活的不同个体间其共附生菌种类也存在较大差异；③宏转录组测序结果与扩增子测序结果基本一致，即神盾螺共附生细菌中变形菌门相对丰度最高，同时发现了高丰度的硫代谢、氢代谢、甲烷代谢以及环境胁迫应答基因。神盾螺共附生微生物的研究将有助于探究深海热液喷口生物的生存和适应策略，为进一步研究奠定基础。

摘要:三（2-氯乙基）磷酸酯（Tris(2-carboxyethyl)phosphine, TCEP）是一种新型内分泌干扰物（Endocrine Disrupting Chemicals，EDCs)，低剂量就会造成很强的生物毒性。通过研究不同质量浓度梯度的TCEP对养殖大菱鲆的胁迫，发现其在24 h 、48 h 、72 h 和96 h的半致死浓度（LC₅₀）分别为190.76 mg/L、159.94 mg/L、140.70 mg/L和110.71 mg/L；安全浓度（SC）为33.60 mg/L。24 h内不同质量浓度梯度的TCEP和不同胁迫时间对养殖大菱鲆的影响表明，高于质量浓度33.60 mg/L的TCEP对大菱鲆具有急性毒性效应。用实时荧光定量PCR技术分析TCEP急性胁迫的养殖大菱鲆体内2种细胞免疫因子-组织相容性复合体alpha（MHC-Ⅱ α）和肿瘤坏死因子alpha（TNF-α）的基因相对表达水平，发现经TCEP胁迫后2种细胞免疫因子的表达量都显著上调；随TCEP的质量浓度升高，特别是达到47.69 mg/L（$ \frac{1}{4} $ LC₅₀）以上时表达量的变化更加明显；而胁迫时间超过12 h，基因表达量会呈现先上升后下降的趋势，说明对大菱鲆免疫系统造成急性损伤。研究结果可为大菱鲆健康养殖提供参考，并为环境污染物检测提供分子标记参考。

摘要:基于2003年5月至10月ENVISAT ASAR宽幅模式（Wide Swath Mode, WSM）数据和2003年11月至2004年5月ENVISAT ASAR单视复数模式（Image Mode SLC, IMS）数据，利用多普勒质心偏移法获取了海面运动引起的多普勒质心异常，通过去除风和Bragg波引起的多普勒频移，最终获得龙目海峡海表径向流速。利用AVISO（Archiving, Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic Data）流场数据对结果进行了精度验证，并分析了龙目海峡海表流速变化。结果表明：本文反演得到的海表面流速与AVISO流场匹配度较好，其中由WSM数据反演得到的流速与AVISO流场均方根误差为0.28 m/s，IMS数据反演得到的流速与AVISO流速均方根误差为0.37 m/s。在研究区范围内，2003年5月至9月海流流速较大（-2.56～2.51 m/s），10月流速减小（-0.79～0.72 m/s），11月至12月流速逐月增大（-1.64～1.25 m/s），2004年3月流速达到最低值（-0.58 m/s），2004年4月至5月流速逐月增大（-1.46～1.72 m/s）；在南半球夏季（12月）和秋季（5月）龙目海峡出现北向逆流，其余皆为南向流。该流场反演方法可有效提取海面流速信息，从而为海面流场变化研究提供有效支撑。

摘要:海表盐度（Sea Surface Salinity，SSS）是研究海洋对全球气候影响的重要参量，欧洲航天局（European Space Agency，ESA）设计研发的SMOS（Soil Moisture and Ocean Salinity）是专用于探测海水盐度的卫星之一。受射频干扰（Radio Frequency Interference, RFI）等因素的影响，SMOS卫星盐度产品的精度难以达到预期效果。为了提高SMOS卫星海表盐度产品精度，本文提出一种基于深度神经网络的海表盐度反演算法。以太平洋中部海域（150°E～180°，5°～30°N）为研究区域，利用Argo浮标实测盐度数据为参考真值，将SMOS卫星L1C、L2级产品与Argo盐度数据进行时空匹配。并根据海洋遥感和辐射传输理论，选取亮温（Brightness Temperature，TB）、海表温度（Sea Surface Temperature，SST）、降雨率（Rain Rate，RR）、波高（Significant Wave Height，SWH）、纬向风速（Zonal Wind Speed，ZWS）、经向风速（Meridional Wind Speed，MWS）和蒸发量（Evaporation，Eva）七个影响盐度的重要参数，利用K折交叉验证法，构建了深度神经网络（Deep Neural Network, DNN）模型，对SMOS卫星L2级数据进行反演。实验结果表明，利用本文算法计算得到的海表盐度数据平均绝对误差为0.159，均方根误差为0.195，均明显优于SMOS盐度产品精度，本文提出的算法能够提供更精准的海表盐度产品。

摘要:为评价“海洋二号”卫星（HaiYang-2A, HY-2A）校正微波辐射计（Calibration Microwave Radiometer, CMR）近海水汽产品精度，以中国沿海全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）业务观测站数据和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)发布的第五代大气再分析资料（ECMWF Reanalysis 5, ERA5）作为验证数据。首先对选取的GNSS业务观测站数据和CMR水汽含量数据进行时空匹配，两者的观测时间一致、空间范围取为100 km；然后利用精密单点定位方法反演GNSS业务观测站上空的大气可降水量（Precipitable Water Vapor, PWV），同时对1 h分辨率的ERA5再分析资料内插计算，得到CMR水汽数据点处的ERA5 PWV；最后以GNSS PWV和ERA5 PWV为参考，分析2015年CMR水汽产品精度和偏差时空分布。结果表明，CMR水汽含量和GNSS PWV、ERA5 PWV之间的相关系数r均高于0.96，平均均方根误差分别为3.17 mm和1.58 mm，具有较高的精度；CMR水汽含量相对于GNSS PWV和ERA5 PWV的偏差不随季节变化而变化，但CMR水汽含量数据精度随纬度的增加而有所提高。

摘要:针对传统海表盐度遥感反演精度不高、影响因素较少等问题，本文基于SMAP（Soil Moisture Active Passive）卫星L2C（Level 2 C）数据、Argo（Array for Real-time Geostrophic Oceanography）数据和其他辅助数据，以太平洋部分海域（160°E～120°W，0°～30°N）为研究区域，综合考虑海面粗糙度以及白冠覆盖率等参量，利用径向基神经网络建立RBF亮温增量模型，并对平静海面亮温进行修正，然后基于Meissner-Wentz介电常数模型得到反演后的盐度值。验证结果表明：模型预测盐度和SMAP卫星盐度相对于Argo实测盐度的均方根误差分别为0.4和0.5，平均绝对误差分别为0.3和0.4。实验证明，利用RBF神经网络建立的亮温增量模型可以提高海表盐度反演的精度，对海表盐度反演具有实用意义。

摘要:海水淡化取水口空间选划受自然地理、生态环境和社会经济等多种要素的影响，对取水口工程建设的经济性、稳定性和安全性具有重要意义。在海水淡化取水口空间选划影响要素分析的基础上，针对浅海取水方式，从基础地理条件、水体环境条件、灾害条件和产业发展条件四方面筛选代表性评价指标，构建海水淡化取水口空间选划适宜性评价模型。以山东省荣成市近岸海域为研究区，基于GIS平台的多因素空间叠置分析实现初步的适宜性空间分区，然后叠加约束条件生成最终的海水淡水取水口选划适宜性空间分区结果，形成具有科学化、定量化和空间化特征的海水淡化取水口选划适宜性评价体系。本研究在理论方法和技术层面上完善了现有的海水淡化取水口空间位置选划方法，评价结果可为海水淡化取水口空间选划提供科学依据。

摘要:浙江舟山金塘岛北部围填海工程使其周边海域的地形产生了较大的变化。本文利用数值模拟方法研究了该围填海工程引起的地形变化对金塘岛周边海域的潮流、余流以及泥沙冲淤的影响。研究结果表明：地形变化对沥港水道影响较大，水道北部入口位置向北移，入口处流速明显增大，涨急流速由0.50 m/s增强为0.92 m/s，增强了84%，落急流速由0.30 m/s增强为0.53 m/s，增强了77%，余流流速由0.05 m/s增强为0.12 m/s，增强了140%；沥港水道中部转角处落急流速减弱；围填海工程新生成的岬角处流速变化也较大，2个岬角凹处形成旋转流场，涨急流速由0.46 m/s减弱至0.14 m/s，减弱了70%，落急流速由0.61 m/s减弱至0.17 m/s，减弱了72%，余流流速由0.55 m/s减弱至0.04 m/s，减弱了93%。金塘岛北部海域泥沙淤积分布与余流变化大小分布一致，表明两者密切相关且均受地形变化影响显著。