近33 a西北太平洋极端海表温度事件的变化特征及与ENSO的关系

使用1982~2014年美国国家海洋和大气管理局（national oceanic and atmospheric administration,NOAA）最优插值1/4度逐日海温分析资料,分析西北太平洋极端海表温度（sea surface temperature,SST）事件的变化特征,探讨极端SST事件与ENSO（El Ni?o-southern oscillation,ENSO）之间的关系。结果表明:极端高温事件的频率明显增大,20世纪80年代为2~5 a一遇,20世纪90年代为1~4 a一遇,21世纪以来,除2004和2011年外,其余年份均有发生。极端高温发生天数呈线性增加趋势,增长速率为30 d/10 a。单次极端高温事件持续时间逐渐增长,增长速率为0.56 d/次,且平均温度和最高温度也呈上升趋势,上升速率分别为0.032℃/次和0.049℃/次。相反的是,极端低温事件的频率明显减小,1982~2000年为1~2 a一遇,21世纪以来,发生次数明显减少。极端低温发生天数和单次事件的持续时间均明显减少,减少速率分别为-27 d/10 a和-1.6 d/次。单次极端低温事件的平均温度和最低温度呈线性上升趋势,增长速率分别为0.0087℃/次和0.017℃/次。极端高温事件呈现1~4 a和4~7 a周期的高低频震荡,低温事件呈现多尺度周期变化,主周期尺度为3~4 a。Nino 3.4区下半年ENSO指数与西北太平洋极端高温呈显著负相关,与极端低温事件呈显著正相关。意味着在La Ni?a年份,极端高温事件更容易发生。反之,在El Ni?o年份,极端低温事件容易发生。     

全球海洋初级生产力与海洋环境要素时空关联模式挖掘分析

全球海洋初级生产力在海洋环境要素的驱动下呈现不同的时空分布特征,但在不同的海域两者之间的关联模式并不清晰。本文从地理时空规则挖掘的角度,利用1998年1月—2016年12月之间的序列多源遥感产品数据,探讨了全球海洋初级生产力和海洋表面温度、海面高度异常、海面降雨、混合层深度和ENSO（El Ni?o-Southern Oscillation）事件的时空关联模式。研究结果表明:1）在西赤道太平洋,海面高度异常降低、海面降雨异常降低和混合层深度异常升高会提升真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常升高。2）在中赤道太平洋,海面高度异常升高、海面降雨异常升高和混合层深度异常降低会抑制真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常降低。3）在东赤道太平洋,海面高度异常升高和海面降雨异常升高会抑制真光层营养盐供应、混合层深度异常升高降低了铁元素含量,从而导致海洋初级生产力的异常降低。4）在南太平洋,浮游植物丰度与营养盐呈负相关,海洋表面温度异常升高/异常降低会提升/抑制微生物光合作用效率、海面高度的异常升高/异常降低会抑制/提升真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常升高/异常降低。5）厄尔尼诺事件相较于拉尼娜事件更容易引起海洋初级生产力的异常变化。     

黄东海大气气溶胶数浓度特征及影响因素研究

本文根据2022年4月10日至26日我国东部海域大气气溶胶及走航气象的观测数据,对黄东海海域大气气溶胶粒子数浓度的时空分布、粒径谱分布特征以及观测中发生的新粒子生成(NPF)事件进行了研究。结果表明,靠近陆地的江苏沿海地区海洋气溶胶总数浓度为150.79～313.14个/cm³,而远离陆地的远海海域气溶胶总数浓度仅为70个/cm³左右;数浓度谱总体呈双峰分布,靠近陆地的海区峰值更高,且温度、湿度均未与气溶胶数浓度呈线性相关性。通过计算可知,本次航测中NPF事件的生成速率(FR)为0.14～1.45/(cm³·s),生长速率(GR)为2.84～17.00 nm/h。与陆地NPF事件对比,本次海上观测到的核模态气溶胶粒子数浓度要低1～2个数量级,但生成速率和增长速率并无较大差异,因此,核模态气溶胶数浓度及新粒子生成速率并不是新粒子增长过程的主导因素。对观测过程中的一次NPF事件进行研究发现,相对于核模态气溶胶,积聚模态气溶胶数浓度的增加具有延后性。     

印刷线路板及覆铜板热分析实验研究

选取印刷线路板(简称PWBs)和覆铜板(简称CCL)两种典型电子废弃物代表,应用氧弹量热仪和热重分析仪分别对其进行高位定容弹筒发热量测试和热重分析。结果表明:对于PWBs,温度控制在250~520℃时,样品剩余质量随着升温速率的增加而增多,当温度超过520℃后趋势相反;CCL的分界温度在410℃附近。随着升温速率的提高,PWBs和CCL样品的最大失重速率会推迟出现10~20℃,且两种样品的DTG曲线均随着升温速率的提高整体向高温区偏移。反应初始温度、最终温度以及反应最大速率所对应的峰值温度均随着升温速率的增大而升高。当升温速率β增大时,PWBs和CCL样品的DTG峰值温度Tp值均升高;CCL样品的最大热解速率νmax变化趋势与Tp相同,但PWBs样品的νmax随升温速率变化不大。     

城市污泥焦膨胀特性对可吸入颗粒物排放的影响机理研究

通过利用自行搭建的流化床实验系统,建立了燃烧条件与城市污泥膨胀特性之间的构效关系,影响因素主要包括燃烧温度、升温速率与样品粒径.在利用差示扫描量热法(DSC)获得污泥燃烧演变机理的基础上,研究了亚微米颗粒物(PM₁)与超微米颗粒物(PM_1～10)的排放特性,并结合所形成颗粒物的微观特性,揭示了城市污泥焦膨胀特性对颗粒物排放规律的深层次影响机理,以及颗粒物形成的关键作用机制,研究发现:污泥在不同升温条件下的燃烧过程随温度的变化规律相似,均由两个显著的放热峰与两个平缓的吸热峰组成;随着升温速率的提高,燃烧所形成污泥焦的膨胀率均呈现先增大后减小的趋势,主要受到挥发分析出过程的影响;样品粒径与膨胀率之间呈反比例关系,且燃烧温度主要通过影响颗粒物内部结构的催化演变过程,对污泥焦的膨胀特性产生影响;随着燃烧温度的升高,颗粒物的整体排放量呈现逐渐增长的趋势.     

中国北方地区50年来最高和最低气温变化及其影响

最高和最低温度的变化对农业和环境的影响比平均温度更加重要。自20世纪50年代以来,中国北方最高和最低温度变化的特点是:最低温度升温速率大于最高温度的升温速率;冬季升温速率大于夏季;偏北(纬度较高)地区的升温速率大于偏南(纬度较低)地区。黄淮海和西北区,夏季最高气温呈下降趋势。对最高和最低温度变化作突变性检验,年平均最高气温变化的突变点发生于1992年,年平均最低温度变化的突变点发生于1981年。最低温度明显升高的年份远远早于最高气温,这说明最低气温的变化比最高气温变化敏感,中国北方气候变暖主要来自于最低温度升高的贡献。自20世纪80年代气候变暖以来,中国北方喜温作物种植面积扩大,作物种植北界向北推移。     

长江流域雨季特征时空变化规律及遥相关分析

利用1960—2020年长江流域126个气象站点的降雨数据,采用滑动t检验法确定长江流域各站点的雨季起讫时间和雨季降雨量的时空分布规律,揭示了长江流域雨季特征变化与海表温度及大气环流的相关性。结果表明:长江流域的雨季开始时间、结束时间以及雨季降雨量具有明显的年代际和空间变化特征。从空间分布上看,雨季特征具有从东南向西北递减的带状分布规律;从时间变化规律上看,雨季特征具有明显的波动性。雨季特征的变化规律与海表温度及太平洋北部的反气旋密切相关,升高的海表温度会导致长江流域雨季开始时间延迟、结束时间提前以及降雨量减小,研究结果对掌握长江流域雨季特征与海表温度的遥相关性具有重要意义。     

热带及北太平洋海表温度与两类El Ni?o事件的关系

副热带及热带海温异常变化对两类厄尔尼诺事件具有一定影响,定量分析热带及北太平洋关键海区海表温度对两类厄尔尼诺事件(尤其是中太平洋型厄尔尼诺事件)的不同贡献,对完善两类厄尔尼诺事件预报模型及极端气候预报具有重要意义。本次研究利用海表温度资料,采用旋转经验正交函数分解、功率谱分析、相关分析等方法研究了热带及北太平洋区域海表温度异常变化关键区与两类厄尔尼诺事件的关系。结果表明:1985~2009年热带太平洋海表温度前两个模态的时空分布能够很好地表征两类厄尔尼诺事件发生过程中最大海温变化的时间演变特征。热带及北太平洋海表温度变化最显著的区域主要有四个,分别是赤道中东太平洋、加利福尼亚西南、阿留申群岛和白令海一带。其中阿留申群岛地区与其他海区存在显著的负相关。春季和秋季海温异常变化区域位于赤道中太平洋,夏季和冬季海温异常变化区域位于赤道东太平洋。根据热带及北太平洋海表温度显著变化关键区域与两类厄尔尼诺事件的密切关系,通过回归分析,建立了二者之间的回归方程,得到的结果为进一步研究热带及北太平洋关键海区海温对两类厄尔尼诺事件的影响提供有益的参考。     

电子废弃物中的废塑料热解特性研究

选取电脑电路板上三种典型电子元器件(并行通信口、插槽、电路板)中的废塑料,研究不同的升温速率和成分对样品热解的特性影响及其动力学分析。在氮气气氛下进行热解实验,温度从室温升到1000℃,升温速率分别设为10,20℃/min。研究结果表明,并行通信口、插槽和电路板中塑料的失重有相似的变化趋势,且随着升温速率的变化,达到最高热解速率时所对应的温度也发生变化,其中电路板中塑料的失重率最小,并行通信口中塑料的失重率最大。热解速率随着升温速率的提高而增大,在不同的升温速率下,同一样品的热解剩余物质量分数基本一致。电路板中塑料的含碳量高于并行通信口和插槽中的塑料含碳量,并通过动力学研究得出电路板中塑料的活化能最小。     

沙尘和灰霾期间中国近海大气氮沉降通量估算

利用WRF-CMAQ模型估算了2011年4月26日~5月3日沙尘事件和2016年1月1日~7日灰霾事件在中国近海引起的总无机氮（TIN）沉降通量,分析了两类事件对中国近海海洋初级生产力的贡献,探究了灰霾事件时中国近海无机氮沉降的可能来源.结果表明：典型沙尘和灰霾过程中,中国近海TIN干沉降通量均值分别为6.77,3.01mg N/（m²·d）,是晴朗天的6.84,3.04倍,可提供38.5,17.1mg C/（m²·d）的海洋初级生产力;沙尘期间无机氮沉降以还原态氮（NH₃和铵态氮,占TIN的62.2%）为主,灰霾期间则以氧化态氮（HNO₃和硝态氮,占TIN的84.3%）为主.典型沙尘事件TIN沉降对黄海影响最大,对渤海影响最小;典型灰霾事件对黄海和东海TIN沉降影响相当,高于对渤海的贡献.典型灰霾期间,京津冀和山东西北部（区域一）对渤、黄、东海TIN干沉降的贡献均大于长江三角洲及周边地区（区域二）,区域一对3个海域TIN干沉降的贡献约为38.7%~74.6%,区域二的贡献约为1.14%~12.1%.     

基于SST的东海原甲藻比生长率时空分布规律研究

以东海近岸海域为研究区,结合2005年—2016年月均海水温度卫星遥感产品,根据比生长率的温度响应关系,模拟了东海原甲藻比生长率的时空分布。在此基础上,分析了东海原甲藻比生长率的月际变化、年际变化,并与赤潮发生频次进行了对比分析,结果表明,东海原甲藻在每年4月—6月间的比生长率较高,相应的赤潮高发时段也出现在该时段;其中,5月份东海原甲藻赤潮发生频次约占全年的69%,这与藻种比生长率月际变化有较好的一致性;赤潮一般发生在月度增温阶段,且赤潮发生频次与增温幅度呈正相关;此外,赤潮发生频次与比生长率年际变化趋势总体有一定相关性,但个别年份有所出入。本文研究结果可为进一步定量开展海洋生态系统评价技术,及其对气候变化的响应研究提供参考。     

胶州湾环境变化对海洋生物资源的影响

根据近年来胶州湾水域的研究,分析胶州湾周围区域的人类活动、胶州湾水域的环境变化以及胶州湾浮游植物的生态变化过程,揭示了人类对生态环境的影响和营养盐Si、水温对海洋生态系统影响,确定了海洋生物资源下降的原因。研究结果表明,在人类的活动中,营养盐Si的缺乏和水温的上升就会引起海洋生态系统食物链的基础改变,就会引起海洋生态系统的正常运行改变,造成海洋生物资源的下降。作者认为,在人类的活动中,首先要考虑输入大海的营养盐Si,其次要关注大海的水温变化,为海洋生态的持续发展做出积极的贡献。     

基于数据挖掘的海域使用现状研究—以辽宁省近岸海域为例

近岸海域使用现状为海域管理和填海造地用海审批的重要依据。文章利用ARCGIS工具从数据挖掘的角度出发,详细介绍了海域使用现状数据的获取过程。以辽宁省近岸海域为例进行实证研究,较为准确地反映了辽宁省近岸海域使用的基本情况,得出以下结论:（1）辽宁省近岸海域使用潜力较大,仍然存在未确权用海现象;（2）辽宁省近岸海域使用以渔业用海为主,用海方式为开放式养殖;（3）辽宁省深海使用规模较大,且以底播养殖为主;（4）辽宁省近岸海域渔业用海集中分布,用海方式由陆地到海洋呈规律性的带状分布;（5）近5 a来辽宁省未确权用海现象明显减少,深海底播养殖用海规模不断扩大。     

大连市海域使用结构演变模拟及预测研究

本文基于CA-Markov模型与多目标线性规划模型,从空间分布和数量控制的角度,研究了大连市海域使用结构的发展趋势,模拟其演变规律,并进行了预测。其中,通过遥感解译获得1992年、2002年和2012年大连海域使用现状及海域使用结构多时序变化趋势;基于多目标线性规划模型,建立生态、经济、社会效益的目标方程,求解海域使用结构中各用海类型的最优配置方案;利用CA-Markov模型对大连市海域使用结构的空间布局进行预测。研究结果表明:（1）1992－2002年和2002－2012年两个时期,渔业用海面积占比具有绝对优势,为70%～80%,但是一直呈负增长态势;旅游娱乐用海、交通运输用海、保护用海、造地工程用海均持续增长,而工业用海面积则先下降后增长。（2）CA-Markov模型和多目标线性规划模型相结合,可发挥各模型优势,对于从数量结构和空间布局两方面模拟、预测海域使用结构及其空间布局具有较高应用价值。（3）研究结果有助于研判海域使用结构的演变规律和发展趋势,可为海洋开发和保护程度的评价、海洋空间规划的调整等提供借鉴,为更加科学地管理和利用海洋空间资源提供重要参考。     

海水中二甲基硫含量与海洋环境因子间关系的研究

以青岛尚岸海水为典型水域,设８个采样点于１９９６－０３、１９９６－０５和１９９６－１０进行了３次ＤＭＳ与海洋环境因子的监测,研究青岛尚岸海水海洋因子的特点及海水中ＤＭＳ浓度与浮游物种和海洋环境因子的关系,结果表明,海洋浮游植物生成ＤＭＳ的生物机理较为复杂,青岛沿岸海水中ＤＭＳ含量与叶绿素α２及海洋环境因子无明确的相关关系,浮游植物和海洋环境因子复杂的时空变化为研究海洋排放ＤＭＳ带来了很大的不确定性     

海平面上升叠加风暴潮对2050年中国海洋经济的影响研究

本研究基于ArcGIS的淹没模型与夜光遥感的GDP空间化处理结果,同时结合对2050年中国海洋经济增长预测,评估海平面上升叠加风暴潮三种情景对中国沿海各省市海洋经济的影响效应。模拟结果表明:海平面上升叠加风暴潮与天文潮的CHmax-0.3 m情景下全国海洋经济损失最大,2050年损失达到35444.59亿元,占海洋生产总值的9.39%;从2050年各省海洋经济损失比例来看（CHmax-0.3 m情景）,辽宁省损失比例最大,其次为广东省,福建省和广西省;从各省海洋经济损失的绝对值来看,在海平面上升0.3 m的三种情景下,广东、辽宁、江苏、山东均为海洋经济损失绝对值最大的四个省份。     

深圳妈湾电厂温排水海洋生态影响回顾性评价

沿海地区电厂温排水在物理、化学、生物等方面对附近海域温度造成的影响越来越受到人们的关注。本文采用现场实测与数值模拟相结合的方法,确定电厂温排水的影响范围,模拟受纳水域的温升分布,评价温排水对海洋生态环境的影响程度,以期为近海海域热污染防治提供技术依据。     

广西省近岸海域海水环境质量与入海陆域污染影响对策研究

广西北部湾被誉为中国最后的一片"净海",广西近岸海域海水质量总体良好,但局部海域水质恶化问题突出。为推动广西近岸海域的环境保护和合理开发,基于广西近年海域海水环境质量状况、陆域污染入海情况主要问题分析,确定广西近岸海域污染最主要来源于陆域污染。提出加强近岸海域工业企业管理与污染控制,推进城镇环保处理设施建设,加大养殖污染防治力度,加强港口、船舶和海洋工程的污染防治等四方面监管与污染防控对策建议。     

福建省西南近岸海域表层沉积物重金属污染特征与风险评价

于2020年8月对福建省西南（闽西南）近岸海域表层沉积物中7种主要重金属的污染特征和来源进行了调查研究,并采用Hakanson潜在生态风险指数法、地累积指数法和富集因子法对调查海域重金属的潜在生态风险进行了评价。结果表明:调查海域表层沉积物中Hg、Cd、As、Cr含量符合国家第一类海洋沉积物质量标准,而Pb、Cu和Zn含量较高,分别有11.8%、23.5%和17.6%的站位超过第一类海洋沉积物质量标准,但符合第二类海洋沉积物质量标准,沉积物环境质量良好;7种重金属含量均与有机碳（TOC）含量、粒度呈显著相关性,而与硫化物含量无相关性;调查海域表层沉积物中Cu、Zn、Pb、As具有相似来源,呈现农业、交通和水土流失复合污染的特征,而Hg和Cd主要来源于工业污染;3种生态风险评价方法得出的结果基本一致,重金属单因子生态风险系数为Hg>Pb>As>Cd>Cu>Cr>Zn,调查海域生态风险总体上处于低生态风险水平,但仍然建议重点控制Hg和Pb污染。     

辽东湾近岸海域开发利用对海水环境质量的影响

为定量评估近岸海域开发利用水平及沿海城市经济产业结构对海水环境质量的影响,本文以辽东湾近岸海域为研究对象,运用水质综合评价指数、内梅罗指数和主成分指数对近岸海域水质环境进行了评价;基于方差分解分析,研究了近岸海域开发利用水平、经济产业结构等对海水环境质量的影响贡献率。结果表明,大连和葫芦岛近岸海域水质环境显著优于辽河口附近的盘锦、营口和锦州;海洋功能区和海水质量指数具有一定的空间关联性,但不同功能区之间差异性不显著;海域开发利用水平和海水水质综合评价指数及内梅罗指数呈极显著正相关性,沿海城市人均GDP和海水水质指数呈“倒U形”的库兹涅兹曲线关系;方差分解分析表明,海域开发利用强度能够累计解释海水环境质量变化的42.3%,经济产业结构能够累计解释海水环境质量变化的31.8%,海域开发利用水平和经济产业结构直接影响贡献率为16.5%,而自然地理位置与海域开发利用强度以及自然地理位置与经济产业结构交互作用的累计解释贡献率为58.9%。研究结果表明,围填海管控、近岸海域综合治理及沿海产业结构优化对改善近岸海域环境质量具有重要作用。