中国海洋大学学报(自科版)


物理海洋

  • 东海30°N断面冬季温盐分布及年际变化特征分析

    苗庆生;杨锦坤;杨扬;曹英志;

    根据东海30°N断面1976—2013年历年2月份表、底层温度、盐度资料,采用经验正交函数(EOF)、谱分析等方法分析了断面温盐的空间分布特征和时间变化特征。结果表明:断面温度空间变化趋势可分为西段和东段,盐度变化可分为西段、中段和东段;表层温度第一模态呈现准平衡趋势且近海比外海温度变化幅度大,底层温度第一模态呈现下降趋势;表层盐度有降低趋势且近海比外海降低趋势大,底层盐度在近年来表现出降低趋势。该断面水温年际变化和El Nio关系密切;盐度短期震荡和El Nio有关系,而长期变化与PDO有关。

    2016年06期 v.46;No.255 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
    [引用频次:4 ]
  • 南海北部海域对台风尼格的响应特征分析

    高大鲁;王新怡;李秉天;吕咸青;

    本文基于布放于南海北部的ADCP海流数据和温度链数据,分析了南海北部上层海洋对强台风尼格响应特征。结果表明:台风活动会生成强烈的近惯性振荡;在热力学方面会引起南海北部海区特别是表层海水迅速降温,海温的日变化特征消失;动力学方面近惯性内波成为支配研究海区海水流动的关键因素,造成流速迅速增大;此外近惯性内波会向下传播,并且下传时经历由慢至快的过程;最后近惯性内波会引起波-波相互作用,包括近惯性内波的入射和反射波之间相互作用生成频率两倍于惯性频率的内波,以及近惯性振荡与半日内潮相互作用生成两者频率之和的波动,使近惯性能量发生转移。

    2016年06期 v.46;No.255 8-13+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 566K]
    [引用频次:8 ]
  • 吕宋海峡夏季内潮数值模拟

    范超;陈学恩;张哲恩;

    利用三维海洋环流模式MITgcm,对吕宋海峡夏季内潮的生成与传播进行了分析。结果表明,在八分潮驱动的情况下,吕宋海峡夏季生成的内潮能量有4.7GW传入西太平洋,7.7GW传入南海,其中M2分潮最强,K1分潮次之。半日分潮主要在恒春海脊中部和巴坦群岛附近生成,并在传播过程中衰减迅速;全日分潮主要在巴布延群岛西北处及兰屿海脊北部生成,在传播过程中衰减较慢。西传M2和K1内潮主要在兰屿海脊南部生成,且西传M2内潮在恒春海脊北部得到增强,在恒春海脊中部则被削弱。在恒春海脊北部生成的东传M2和K1内潮在经过兰屿海脊时被削弱。恒春海脊使得部分源于兰屿海脊的西北向全日内潮转向西南,形成向南海海盆的内潮分支。

    2016年06期 v.46;No.255 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K]
    [引用频次:1 ]
  • 棉兰老流与棉兰老潜流季节内变化研究

    杨蓓蓓;林霄沛;

    通过分析HYCOM(HYbrid Coordinate Ocean Model)数据,得出棉兰老流(MC)位于0~800m深度,紧贴岸界,最大流速发生在次表层。棉兰老潜流(MUC)位于400m深度以下,127°E以东离岸侧,最大流速发生在1 600m深度处。MUC的流核数目在12个月的分布不尽相同,大概在1~3个,其中存在2个流核的月份最多;MUC各个流核在不同月份的核心强度有明显变化,5月份流核核心速度最大,可达10cm·s~(-1);MUC各个流核的纬向剖面面积也有明显的季节变化,2月份的剖面面积最大。从季节内变化上看,MUC与MC都存在较明显的季节内变化信号,周期在100d左右。MC的季节内变化是由海表面涡旋引起的,而MUC的季节内变化是由温跃层以下的涡旋引起的。

    2016年06期 v.46;No.255 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 777K]
    [引用频次:3 ]
  • 台风对杭州湾水交换影响的定量研究

    许灵静;杨波;江文胜;

    基于ADCIRC(Advanced Circulation Model for Shelves,Coasts,and Estuaries)模式建立了杭州湾台风风暴潮流二维数值模型,结合粒子追踪模型,分别研究了天文潮和台风过程作用下杭州湾的水交换情况,定量分析了台风对杭州湾水交换的影响;统计7场典型路径的台风,结果表明:台风影响比较剧烈时,与天文潮的单独作用相比,湾内、外参与交换的水体范围分别可增加约1.6倍和7倍,湾内流出的水体影响范围可以增加31%;湾内水交换速度可提高1.7倍。研究还发现不同路径的台风对杭州湾内外水体交换的影响有所不同。

    2016年06期 v.46;No.255 29-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1087K]
    [引用频次:6 ]
  • 北太平洋涛动与El Nino的关系及其年代际变化

    邓新林;李春;

    基于HadISST海表温度和NCEP/NCAR的海平面气压等再分析资料,研究了北太平洋海平面气压主模态与El Nio的关系。结果发现:阿留申低压模态是对El Nio事件的同期响应,而北太平洋涛动模态可以诱导热带太平洋产生类似中部型El Nio的海温异常,且具有提前4~12个月的预报意义。冬春季的北太平洋涛动处于正位相时,阿留申低压与夏威夷高压同时减弱,北太平洋背景风场减弱。夏威夷高压东南侧西南风异常减弱北太平洋东北信风,使加利福尼亚海区SST暖异常,在"风-蒸发-SST"机制的作用下,异常暖海温向热带太平洋传播,使赤道地区海温升高并产生西风异常,热带太平洋产生类似中部型El Nio的异常海温。El Nio类型的年代际变化可能受到北太平洋涛动的影响,当北太平洋涛动信号活跃时,中部型El Nio事件的发生频率大。

    2016年06期 v.46;No.255 42-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1719K]
    [引用频次:3 ]
  • 湍流场多柱体绕流形态和水动力特性研究

    于定勇;张广成;马朝晖;

    为研究间距比对多柱体在湍流场下的互扰效应影响,利用Fluent软件模拟了雷诺数为3 900,柱间距比L/D为1.6~6.0情况下正方形排列四圆柱绕流过程。通过模拟得到了不同间距比下的升、阻力系数值以及涡量图,利用快速傅里叶变换法得到了漩涡脱落频率。结果表明,当柱间距比L/D为1.6~2时,4个圆柱后都没有漩涡脱落,随间距比增加,上游圆柱平均升力系数增大,平均阻力系数减小,下游圆柱平均升、阻力系数减小,斯特鲁哈数增大;当L/D为2~3.5时,随间距比增大,下游圆柱后开始出现漩涡脱落,平均升、阻力系数减小,斯特鲁哈数增大;当L/D为3.5~6时,随间距比增大,四个圆柱后都发生漩涡脱落,上游圆柱平均升、阻力系数减小,下游圆柱平均升力系数减小,平均阻力系数增大,斯特鲁哈数不变。L/D<3.5时互扰效应逐渐增强,L/D>3.5时互扰效应逐渐减弱;考虑到工程安全性和经济性,本文研究成果对于海洋工程设计具有一定的参考价值。

    2016年06期 v.46;No.255 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
    [引用频次:8 ]

海洋地质

  • 南黄海北部B03孔黏土矿物和稀土元素地球化学特征及物源分析

    韩宗珠;孙宇菲;塔金璐;王传;赵利;

    本文通过对南黄海北部B03孔沉积物黏土矿物组成、黏土粒级沉积物元素地球化学分析以及沉积速率研究,探讨其物质来源及其环境变化记录。研究认为,B03孔沉积物中黏土矿物组分以伊利石为主,同时含有较多蒙脱石,伊利石-蒙脱石-(高岭石+绿泥石)判别图解表明该岩芯源区主要来自黄河沉积物;B03孔黏土粒级沉积物稀土元素分布模式显示,90cm以上的黏土粒级沉积物稀土元素球粒陨石标准化分布模式与黄河沉积物的较为接近,表明其与黄河沉积物的亲缘性较大。结合B03孔的210Pb测年结果和稀土元素地球化学特征,推测1855年黄河改道对山东半岛东部陆架海的物源影响是造成该岩芯以90cm为界分为上下两段沉积的主要原因。

    2016年06期 v.46;No.255 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
    [引用频次:2 ]
  • 冲绳海槽及邻区重力异常特征及其地质意义

    尚鲁宁;张训华;韩波;

    通过分析冲绳海槽及邻区自由空间重力异常和布格重力异常的分布特征,对其构造地质学意义进行了定性研究。冲绳海槽空间重力异常和布格重力异常较高,与其下地幔物质上涌引起的质量盈余有关;海底正向地形单元、基底隆起等具有较高的空间重力异常,而地壳浅部低密度岩浆房表现为较低的空间重力异常;布格重力异常及其上延结果反映了地壳厚度的变化,冲绳海槽地壳显著减薄,台湾地区地壳显著增厚;琉球岛弧及弧前布格重力异常受菲律宾海板片俯冲和岛弧地壳结构的共同影响,俯冲洋壳与琉球岛弧地壳的接触带位于琉球海沟以西,大致与120mGal布格重力异常等值线相对应。

    2016年06期 v.46;No.255 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
    [引用频次:2 ]
  • 基于伪单输入多输出系统的子波提取研究

    张汉羽;刘怀山;邢磊;石旭亮;雷朝阳;

    单输入多输出系统提取地震子波的方法存在要求地震道之间的反射系数相同,子波多个且相异(即假设地震记录的差异全部由子波造成,与反射系数无关),以及对噪声敏感等缺陷。为了克服这种假设,本文利用地震数据的频率特征,运用二进正交小波变换Mallat算法的思想,讨论了两种构建伪单输入多输出系统的方法,推导了该系统下噪声子空间提取地震子波的算法,并进行了模型测试和实际资料验证工作。测试和验证结果显示该方法具有较强的抗噪能力。

    2016年06期 v.46;No.255 74-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1574K]
    [引用频次:0 ]
  • 理论反射系数对于完全匹配层边界的吸收效果影响分析

    张晓波;宋鹏;李金山;谭军;刘照仑;夏冬明;姜秀萍;赵波;

    本文基于平面波理论和空间二阶精度差分格式推导出声波方程数值模拟中的完全匹配层边界条件反射系数公式,并基于该公式系统分析了理论反射系数对于完全匹配层吸收效果的影响。实验结果表明,对于小入射角度(小于30°)的入射波,当理论反射系数R取10~(-4)时,完全匹配层有最优的吸收效果;对于入射角度为40°、50°和60°的入射波,当理论反射系数R分别取10~(-5)、10~(-6)和10~(-8)时完全匹配层边界反射系数最小;而对更大角度的入射波,需要更小的理论反射系数R才能使得完全匹配层达到最优的吸收效果。

    2016年06期 v.46;No.255 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
    [引用频次:5 ]

海洋化学

  • 胶州湾海水甲烷氧化速率的水平与垂直变化初步研究

    赵慧敏;丁海兵;吕丽娜;杨桂朋;刘昌岭;贺行良;

    系统考察2014年4月胶州湾海水中甲烷的氧化速率。通过一系列的海水培养实验,采用气相—稳定同位素比值质谱仪(GC-IRMS)追踪了培养样品中δ13 CH4的变化,计算了胶州湾海水的甲烷氧化速率(MOX)。结果表明:胶州湾表层水中甲烷的氧化速率的变化范围为3.7~255.5nmol·L~(-1)·d~(-1),平均值为(104.7±89.7)nmol·L~(-1)·d~(-1)。底层水中甲烷的氧化速率的变化范围为38.2~227.1nmol·L~(-1)·d~(-1),平均值为(148.9±76.2)nmol·L~(-1)·d~(-1)。总体而言,在胶州湾东部和西部,特别是海泊河口、洋河河口附近的水域,表层海水中甲烷氧化速率的分布都明显呈现出近岸高,远岸低的趋势。胶州湾甲烷的氧化速率与溶解无机碳浓度的变化以及甲酸的含量呈较明显的线性正相关。根据甲烷氧化速率估算出胶州湾氧化甲烷的量为1.15×108 mol/a,该值相当于胶州湾甲烷海-气通量的6.4~14.3倍。

    2016年06期 v.46;No.255 90-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
    [引用频次:6 ]
  • 海水中原油光降解与TiO_2光催化降解的比较研究

    崔玲君;张前前;李苓;张栋梅;安伟;

    本文采取与海洋环境相似的条件(海水介质、UV-A光照),设计长实验周期30d,对单纯光降解和TiO_2催化降解原油的行为进行了比较研究,着重考察研究了TiO_2催化剂用量、硬脂酸包裹与否等条件对原油降解率的影响,通过紫外光谱、总有机碳分析仪、柱层析、气相色谱质谱(GC-MS)法,分析了原油水溶性成分(Water Soluble Fractions:WSF)、溶解有机碳(DOC)、原油组成的改变。结果表明原油光催化降解率高于光降解,TiO_2催化剂用量对原油降解率及WSF的组成和浓度有显著影响,催化剂是否包裹则影响不大。TiO_2质量分数为12.5%时原油降解率为39.14%,水体中DOC含量最高达到89.60mg/L,多环芳烃的降解率高达82.97%。估算的胶质降解率与芳香烃组分的降解率呈现正相关,光催化使得正构烷烃组分含量升高。

    2016年06期 v.46;No.255 100-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K]
    [引用频次:4 ]
  • 聚苯胺基改性阳极在海底沉积物微生物燃料电池中的应用及其电化学性能

    韩金枝;赵文元;

    本文采用电化学聚合法在碳毡表面沉积制备聚苯胺基改性阳极。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)进行成分表征,用光学显微镜对改性电极表面形貌进行表征,并进行了一系列电化学测试。结果表明,聚苯胺和聚吡咯优异的电化学性能使电池的抗极化性能得到提高,最大输出功率密度提高了3倍左右,电池的整体性能得到改善。最后探讨了聚苯胺基改性阳极的作用机理。

    2016年06期 v.46;No.255 108-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
    [引用频次:1 ]

海洋生态

  • 台风对上层海洋初级生产力和营养盐输运的影响

    潘珊珊;史洁;高会旺;徐昭;颜秀花;

    利用垂直一维物理-生物耦合模型模拟了台风"派比安"和超强台风"珍珠"对南海北部水温、营养盐和叶绿素垂直分布的影响,并估算了2次台风对初级生产力和营养盐垂直输送的贡献。结果表明,"派比安"引发50m以浅海水温度降低,表层降温2.0℃,50~130m海水温度升高,混合层加深30m,海表叶绿素浓度增加0.18mg·m~(-3),营养盐垂向输运对初级生产力的贡献为2.3×103 mg C·m~(-2),约占全年的3%。"珍珠"引发55m以浅海水温度降低,表层降温超过5.0℃,55~150m海水温度升高,混合层加深85m,海表叶绿素浓度增加0.9mg·m~(-3),带来的营养盐垂向输运量约为全年的30%,对初级生产力的贡献为12.8×103 mg C·m~(-2),约占全年的18%。可见,台风过程,特别是强台风过程对上层海洋的初级生产和生物地球化学过程具有显著影响。台风的强度和移动速度等自身特征是决定海洋环境要素对台风响应程度的核心要素,同时台风过境前的水体层化状态和营养盐水平也是不可忽视的因素。

    2016年06期 v.46;No.255 120-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 847K]
    [引用频次:9 ]
  • 乳山湾内外大型底栖动物群落次级生产力初步研究

    王淑慧;王振钟;季相星;赵宁;于子山;

    为了解乳山湾大型底栖动物的次级生产力,合理利用乳山湾生物资源,于2011年5和10月分别对乳山湾内外21个站进行了大型底栖动物的调查取样,用2种Brey模型估算了该海域大型底栖动物的年平均次级生产力、P/B值和各类群次级生产力所占百分比,并分析了该海域大型底栖动物生产力的空间分布。结果显示:该海域共发现大型底栖动物161种,大型底栖动物的年平均丰度为2 607.14ind/m~2,年平均生物量为266.37g AFDW·m~(-2);运用Brey(1990)经验模型估算的该海域大型底栖动物年次级生产力平均值为26.43g AFDW·m~(-2)·a~(-1),P/B值为1.81;运用Brey(1990)改进模型估算的大型底栖动物年次级生产力平均值为11.06g AFDW·m~(-2)·a~(-1),其中湾内东流区最高为42.34g AFDW·m~(-2)·a~(-1);湾内西流区较低,为3.17g AFDW·m~(-2)·a~(-1),湾外区域最低,为1.33g AFDW·m~(-2)·a~(-1),该海域大型底栖动物年平均P/B值为1.55;通过对2个模型的对比,建议对大型底栖动物进行次级生产力估算时选用Brey(1990)改进模型;通过与其他海域次级生产力比较,发现乳山湾内外大型底栖动物次级生产力低于胶州湾西部海域,高于桑沟湾和深沪湾。

    2016年06期 v.46;No.255 134-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 229K]
    [引用频次:6 ]
  • 秦皇岛褐潮期超微型浮游生物丰度及多样性研究

    马玉;汪岷;夏骏;宫政;宋雪;刘倩;李岩;姜勇;邵红兵;张耀元;

    秦皇岛作为中国北方重要水产养殖基地,年年爆发褐潮,对当地生态环境造成巨大影响。针对微微型真核浮游生物、浮游病毒和浮游细菌三大类群,进行了褐潮前中2个时期丰度和群落结构及其主要影响因素的分析。本研究利用流式细胞仪技术对褐潮前期和褐潮中期秦皇岛近岸海域微微型真核浮游生物、浮游细菌和浮游病毒的丰度分布特征进行了研究;利用病毒宏基因组技术、18SrDNA V9区和16SrDNA V4~V5高通量测序技术对超微型浮游生物各个类群进行多样性研究。研究发现,褐潮中期微微型真核浮游生物丰度平均值为27.50×103个/mL,浮游细菌丰度平均值为1.97×105个/mL,浮游病毒丰度平均值为9.65×105 VLP/mL。褐潮中期藻类DNA病毒含量提高(20.30%);不等鞭毛虫门为微微型真核浮游植物主要优势类群;变形菌门为浮游细菌主要优势类群。海水生态系统中超微型浮游生物的多样性及丰度对褐潮的发生具有较高敏感性,未来,针对海洋超微型浮游生物的研究,对进一步了解褐潮机制和寻求褐潮消解方法提供了新的角度和思路。

    2016年06期 v.46;No.255 142-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K]
    [引用频次:13 ]
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