舟山海域具齿原甲藻赤潮初探

通过 2 0 0 1年 5月对舟山海域赤潮区的一次综合性调查 ,对赤潮生物、及其与各个环境要素进行了相关分析。结果表明 :本次赤潮生物是具齿原甲藻 (Prorocentrumdantatum) ;赤潮的发生主要与舟山海域特有的水文气象条件、潮流、营养盐等因子密切相关 ;赤潮生物的数量与表层水体中的DO、pH呈很好的正相关 ,与无机氮呈负相关 ;该赤潮以无机氮为营养盐主导因子 ,并且NH4 是赤潮生物吸收无机氮的主要形式。     

舟山海域一次具齿原甲藻赤潮初探

报道了2000年5月浙江舟山海域发生一次具齿原甲藻（Prorocentrum dantatum)赤潮跟踪调查的结果。阐明了本次赤潮发生的基本特征，并对赤潮发生期间的各项外界因子（环境因子，理化因子）进行了比较分析，对赤潮的成因作初步探讨。     

浙江北部海域的具齿原甲藻赤潮分析

对2003年5月浙江北部沿海海域的一次具齿原甲藻赤潮进行了调查分析,结果表明:细胞数106/L是具齿原甲藻发生赤潮的临界值,赤潮生物数量与DO、COD、叶绿素a、被囊类及水母有较好的正相关作用,与桡足类、箭虫类则呈相反的走势,具齿原甲藻赤潮的暴发及持续并不需要过高的营养条件,其连续、大规模的发生估计与海洋渔业资源及生态系统的变迁有着密切的联系。     

福建省沿岸赤潮生物——东海原甲藻生态探讨

对近年来福建北部海域的东海原甲藻赤潮应急跟踪监测资料及赤潮发生海域的生态浮标连续监测数据进行初步分析,分析结果表明,东海原甲藻赤潮发生的最适水温和盐度范围分别为18.2～25.2℃、29.7～32.2‰;赤潮发生前期大气压均有较大幅度的下降,赤潮持续期间风速较小,偏南风为主;在富营养化和贫营养化的海域都有发生该藻种的赤潮,特别是存在磷限制赤潮海域.赤潮发生发展过程中存在硅藻与甲藻之间的演替,赤潮发生期间时常伴有高密度的有毒甲藻.     

基于GIS的中国近岸海域1950—2020年赤潮时空变异格局

基于1950—2020年的赤潮公报等数据,采用GIS方法分析了中国近岸海域赤潮的时空分布规律与赤潮优势种演变.结果表明,过去70年中国近岸海域赤潮事件共发生1701次,累计赤潮面积超过25万km²,整体呈先增后减的趋势.赤潮高发期主要在4—8月,其中5月赤潮发生次数最多,累计面积最大.赤潮发生月份由南到北呈季节性变化趋势,南部海域赤潮发生月份要早于北方.赤潮事件主要以180 km²以内的小面积赤潮为主,大部分在11 d以内.赤潮高发区集中在河口、海湾、港湾及污染排放量较大的海域.诱发赤潮次数较多的赤潮优势种包括夜光藻、中肋骨条藻、东海原甲藻和米氏凯伦藻等.其中,夜光藻、中肋骨条藻和米氏凯伦藻在中国近岸海域均有分布,而东海原甲藻均发生在东海海域.夜光藻和中肋骨条藻一年四季均具备生长条件,米氏凯伦藻和东海原甲藻则在5—6月最为频繁.海水水质状况分析表明,中国近岸海域赤潮发生次数与海水水质污染程度密切相关;赤潮优势种的发生月份也与温度和盐度相关,赤潮优势种的季节性生长和空间分布可直接影响中国近岸海域的赤潮发生规模.     

深圳近岸海域水质遥感监测及时空变化

近年来,近岸海域富营养化与赤潮暴发问题日益突显,对粤港澳大湾区核心城市深圳的可持续发展构成重要挑战。为有效解决这一问题,了解深圳近岸海域水质和赤潮暴发事件的时空动态变化至关重要。利用MODIS卫星传感器数据,建立了水质遥感反演和赤潮自动化提取模型,首次揭示了深圳海域水质关键参数与赤潮暴发的时空格局,并分析了主要驱动因素。研究结果显示,深圳市辖海域赤潮年均影响范围为300.50 km²,年均暴发频次为2.38次。2015—2022年,赤潮暴发覆盖面积每年增长约为6.7%。珠江口和深圳湾海域的悬浮泥沙浓度和叶绿素a浓度高于大鹏湾和大亚湾,并呈增长趋势。尽管珠江口东部海域富营养化程度高,赤潮暴发频次却较低,主要受河口悬浮泥沙的影响。而水质较好的大鹏湾和大亚湾赤潮暴发频次较高,且呈逐年上升趋势,这可能与氮磷比的变化有关。南澳、葵涌与坝光海域的氮磷比含量需重点关注,并对其陆域片区的面源污染源进行综合评估,研究结果可为稳步推进深圳及其周边海域环境治理修复和考核管理提供重要基准信息。     

渤海湾天津近岸海域化学需氧量的分布特征、影响因素及与富营养化的关系

本文根据2014年春季（5月）、夏季（8月）、秋季（10月）天津近岸海域18个站位的海水质量监测数据,分析了海水中化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）的时空分布特征和海域富营养化状况,研究了COD与营养状态质量指数（NQI）的关系,浅析了赤潮生消过程中COD浓度的变化。结果表明,夏季COD高于春季和秋季,季节性差异显著;COD基本呈现近岸高外海低、南部高北部低的趋势;NQI指数的变化范围为1.68~12.50,平均值为4.46,富营养化严重;COD与NQI指数具有显著正相关性,一定程度上可以反映海域富营养化状况;COD与赤潮生物密度、Chl a呈极显著正相关关系,在反映赤潮生消过程中有重要作用。     

深圳近岸海域氮、磷营养盐变化趋势及其与赤潮发生的关系

本文阐述了深圳近岸海域（大鹏湾北部和东部沿岸、大亚湾西部沿岸、深圳湾西北部沿岸及珠江口东南部沿岸）四个海区氮磷营养盐近30 a变化趋势,统计了各海区历年赤潮发生次数和累计总面积,并对氮磷营养盐含量和赤潮发生次数、累计总面积进行了相关性分析。结果表明,深圳近岸海域氮磷营养盐污染状况为东优西劣的趋势,东部海域水体均未达到富营养化水平,而西部海域水体均表现出一定程度的富营养化（部分年份为磷限制潜在性富营养）;赤潮发生次数以大鹏湾最高,深圳湾次之,累计总面积以深圳湾最大,珠江口次之;相关性分析结果表明,DIN、PO₄-P与四个海区赤潮发生次数、累计总面积均无显著相关性,而NH₄-N、NO₃-N分别与大鹏湾和珠江口海域赤潮暴发次数、累计总面积呈显著相关性。     

近岸海域赤潮发生机制及其控制途径研究进展

近岸海域赤潮灾害是目前我国海洋环境的主要问题之一。本文总结了国内、国际上对近岸海域赤潮发生机制研究的主要理论与研究方法,探讨了近岸赤潮发生的控制原理与技术手段。同时提出,在加强近岸水体赤潮发生机理研究的基础上,要将流域、河口与近岸海域系统作为一个整体进行研究。并且,考虑近岸海域水环境的复杂性以及生态系统演进的不确定性,不仅要加强近岸海域生态治理修复,还需注意加强近岸水体水质的监控,预防赤潮的暴发。     

浙江洞头列岛海域水体富营养化及其与赤潮的关系

根据2003年至2005年调查资料,以霓屿岛海域、三盘港海域以及竹屿岛海域为代表对浙江洞头列岛海域的水体富营养化及其与赤潮的关系进行分析研究.结果表明,丰水期水体中营养盐含量明显高于平水期,霓屿海域和三盘港海域富营养化最为严重,无机氮是水质富营养化的主要因素.富营养化和营养盐的结构是2004年5月在洞头列岛海域发生的具齿原甲藻赤潮的物质基础和首要条件,赤潮生物的生长与无机氮和无机磷存在负相关关系     

河北海域海面温度遥感反演业务化算法

对MODIS数据海面温度反演传统劈窗算法进行修正,建立了适用于河北海域的海面温度反演模型。模型的系数是通过河北近海海域海面温度的实测数据与准同步的MODIS数据回归获得。利用实测数据对模型精度进行验证。结果表明,模型反演值与实测值一元线性回归R2为0.984,平均误差为0.4℃,平均相对误差为2.3%,均方根误差为0.5℃,满足业务化监测要求。最后将该反演模型应用到了2012~2014年河北海域海面温度遥感监测,分析统计年际变化趋势。该模型能够较真实地反映河北海域海面温度的分布变化状况。     

基于集合均方根滤波的太湖叶绿素a浓度估算与预测

叶绿素a浓度作为表征水质状况的重要参数之一,反映了水体富营养化程度和藻类含量,是决定水体的反射光谱特征的重要因素,也是水质遥感领域研究较多的一项水质参数.研究叶绿素a浓度的遥感定量反演可以为湖泊水质监测与评价提供新的思路和方法.本研究发展了一个基于集合均方根滤波和风生流的污染物扩散模型的数据同化方案,并结合2010年5月20日的太湖3个浮标观测站点的观测数据进行了同化实验.首先对太湖叶绿素a浓度进行同化估算,然后利用优化后的估算结果对太湖叶绿素a浓度进行了为期6 h的预报.在同化阶段,均方根误差分别从1.58、1.025、2.76降低到了0.465、0.276、1.01,平均相对误差也从0.2降低到了0.05、0.046、0.069.在预报阶段,均方根误差从1.486、1.143、2.38降低到了0.017、0.147、0.23,平均相对误差也从0.2降低到了0.002、0.025、0.019.结果表明,利用集合均方根滤波的数据同化方法可以有效地提高太湖叶绿素a浓度的估算与预报精度.     

利用GOCI卫星数据开展秦皇岛海域叶绿素a浓度反演

利用2016年4月23日、4月24日、6月1日和7月6日采集的水体实测数据及同期的GOCI（Geostationary Ocean Color Imager）卫星遥感影像,开展秦皇岛海域的叶绿素a（chlorophy a,Chl a）浓度研究。通过归一化暗像元指数（normalized dark pixel index,NDPI）对影像8个波段组合的辐射率与Chl a浓度进行相关性分析,选择相关系数≥70%的波段组合作为自变量,构建Chl a浓度反演模型（R2=0.956）。经独立时相实测数据检验,模型平均相对误差为25.3%。利用该模型反演秦皇岛海域2017年12月—2018年11月的Chl a浓度,结果显示,秦皇岛海域近岸的Chl a浓度总体较高,秋、冬季节总体浓度较低,夏季出现浓度峰值。     

同型规范变换的不同预测模型具有的兼容性和等效性

传统的不同预测变量的预测模型之间不具有兼容性和等效性,而同型规范变换和误差修正相结合的不同变量的预测模型的预测相对误差与预测对象的维数、样本数及预测模型类型皆无关,仅与预测变量的数据特性、相似样本的模型输出值及其相对误差和相似度有关,因而同型规范变换的不同预测变量的预测模型之间具有兼容性和等效性.其重要意义在于：只要对任意一个预测变量建立了基于规范变换的某种预测模型,就可以将此预测模型直接用于具有同型规范变换的其他预测变量的预测;若再将其与误差修正法相结合,还可以极大地提高模型的预测精度,获得与实际值很接近的预测结果.依据受3个因子影响的灞河口COD_Mn指数数据、受4个因子影响的伊犁河雅马渡站年径流量数据和牡丹江市TSP年均值的时序数据,分别建立具有同型规范变换（n_j=2）的3个不同预测变量的3种智能预测模型和一元线性回归预测模型,并验证了3个不同预测变量的预测模型之间的兼容性和等效性.对同一个预测样本,用同型规范变换和误差修正相结合的不同预测变量的预测模型的实际预测值及其预测相对误差绝对值不仅差异甚微,而且预测值与实际值非常接近,其预测的相对误差绝对值平均值几乎全都小于3%,最大相对误差绝对值均小于5%,小于或远小于20种传统预测模型和方法预测的相应误差.     

基于GOCI影像的黄海海雾提取方法研究

海雾作为灾害性天气,是海洋环境监测的重要内容。以黄海为研究区,分析研究了海水、海雾和云在GOCI影像中光谱特征,建立了结合波段比较法和波段运算的海雾提取方法。将该方法应用于2015年5月25日发生的黄海海雾事件,利用Kappa系数评价该方法的分类精度。结果表明:该分类方法的kappa系数为86.74%;海雾提取结果与中国气象局发布的监测结果的空间分布趋势基本一致;基于GOCI影像的海雾信息提取方法为海雾监测提供了新方向,为实时监测海雾动态提供了有利条件。     

海面动力学粗糙度参数化方案对近海风资源评估结果的影响

采用数值模拟手段可以获取风能资源开发利用高度处资源量的区域分布状况,海面的动力学特性对近海面风速的数值模拟结果影响较大,论文采用WRF模式来研究不同海面动力学粗糙度参数化方案对近海及沿海地区风能资源的数值模拟评估结果影响以及方案的适用性.采用不考虑粗糙度变化(P_0)、WRF模式中参数化公式系数为定值的方案(P_WRF)、Yelland和Taylor 的分风速对参数化系数进行取值的方案(P_YT)对杭州湾近海及沿海地区风场进行模拟研究.通过与观测资料的对比分析可以得出以下结论:通过参数化方法改变海面动力学粗糙度可以改进近海和沿海地区风速的模拟效果,且P_YT 方案的模拟效果要优于P_WRF方案;当观测点为海风时,考虑粗糙度变化方案的风速模拟结果改进更加明显;观测点风速低于约8 m/s 时,所有方案模拟结果的相对误差均随风速增加而降低,P_YT 方案的模拟误差最小,P_0 的误差最大;而当风速大于8 m/s 时,相对误差会随风速的增加而增加,P_YT方案模拟误差最大,P_0 方案误差最小.三种方案模拟风能资源差异主要体现在陆地沿海和近海区域,离海岸线较远的陆上地区模拟结果相差不大,在沿海和近海区域方案P_WRF平均风速模拟结果比方案P_YT的偏高约为0.5 m/s,平均风功率密度偏高约为50 W/m².     

茅坪河流域非点源污染负荷模拟

为定量化研究茅坪河流域农业非点源营养物质氮、磷的输出负荷,在茅坪河的亚流域陈家冲,利用2004-05～2004-10降雨期的监测数据,通过实测值和模拟值的比较对非点源污染模型SWAT(Soil and Water Assessment Tool)进行了率定和验证,采用Nash-Sutcliffe系数(R²)、均方根差(RMSE)和相对误差(CV)检验实测值和模拟值的拟合度.利用验证后的模型模拟了茅坪河流域营养物质氮、磷的输出负荷量.经验证径流、总氮和总磷的Nash-Sutcliffe系数分别为0.71、0.51和0.62,最小相对误差分别为1.8%、1.1%和10%,模型对氮和磷的输出模拟效果稍差,但对径流的模拟取得了较好的效果,表明该模型可运用于茅坪河流域非点源污染的模拟研究.模拟结果显示,2004-05～2004-10,茅坪河流域共有102.5 t氮和9.46 t磷流入长江,大量农业非点源污染的产生是造成茅坪河水质恶化的重要原因之一.     

河北近海海域海冰时空变化遥感监测分析

河北近海海域每年冬季都会出现不同程度的海水冻结现象,实时连续监测海冰变化对制定有效的防灾减灾措施具有重要意义。利用MODIS、环境一号、高分一号、高分四号等多源卫星遥感数据,提取了2010—2018年8个冬季的河北近海海域海冰信息。以冰期、盛冰期、海冰最大面积、海冰最大外缘线和海冰最大叠加频次作为统计指标,分析了海冰时空变化特征。结果表明,河北近海海域海冰通常始于12月中下旬,终于次年2月下旬,冰期一般为50~60 d,盛冰期多数出现在1月下旬至2月上旬。在一般冰年,海冰多初现于唐山附近海域,消融于沧州附近海域。2010—2018年,前3个年度海冰冰情相对稳定,均相对较重;而近5个年度冰情变化相对剧烈,冰情较轻与较重的年度大体呈间隔式出现。监测期海冰冰情整体呈下降的变化趋势。     

L波段SMAP卫星数据平静海面亮温信息提取研究

风致海表粗糙度是微波辐射计接收亮温的主要误差来源,通过建立亮温增益模型对海面亮温进行修正是获取平静海面亮温信息的一项关键工作。基于SMAP卫星L2C海面亮温数据和10 m风速数据,分析了亮温增益与风速之间的相关性,并利用最小二乘法根据不同风速区间建立L波段下的粗糙海面亮温增益模型,在考虑白冠对亮温影响的情况下,输入Argo浮标插值得到的温、盐数据集,使用Meissner-Wentz介电常数模型计算得到参考亮温,与亮温增益模型修正得到的平静海面亮温进行回归分析,定量评价了该模型在该海域的适用性。研究表明,风速与亮温增益呈现正相关关系,0～3 m/s风速区间的水平极化亮温灵敏度比垂直极化方式高0.25 K/(m/s),3～12 m/s风速区间的前者比后者高0.02 K/(m/s),大于12 m/s风速区间的前者比后者高0.01 K/(m/s);在靠近陆域的海面亮温偏差比较大,在开阔海域大部分极化亮温误差均能控制在0.2 K以内;模型亮温与参考亮温回归分析的决定系数均在0.5以上,均方根误差均可以控制在0.2 K以内。     

河流水环境有机污染物的自组织预测模型及应用

自组织预测模型是前苏联学者伊万年科提出的一种非线性建模预测方法,它能有效地解决复杂非线性系统的数据处理和建模问题。该文应用它进行水环境有机污染物预测,以实际监测数据为基础,建立了一个河流有机物浓度预测的自组织模型,其检验样本的预测误差在５％以内