2003-2020年黄海水体透明度时空变化特征及影响因素研究

海水透明度是描述水体光学性质的重要参数,也是海洋环境质量的评价指标。本文基于三波段模型,反演了2003-2020年黄海水体透明度。结果表明,透明度呈近岸向远海逐渐增加的特征,黄海西部为低值区,南黄海中部为高值区。在时间上,透明度呈现下降的趋势。经验正交函数分析表明,第一模态与叶绿素a浓度相关性最强,与悬浮物浓度的相关系数较高,说明海水透明度的变化主要受水体光学组分的影响。第二模态和第三模态表明,海表温度、海表盐度是引起透明度变化的主要协变量。水体透明度长期监测是水质监测和海洋生态系统保护的重要内容。     

基于实测数据和卫星数据的黄东海透明度估测模型研究

海水透明度是描述水体光学特征的一个重要参数,也是海洋水质调查中的一个重要指标。利用2个航次的黄东海透明度数据和MODIS遥感反射率数据,进行了黄东海透明度的遥感反演研究,建立了透明度单波段模型、波段比值模型、三波段模型以及基于固有光学特性的半分析模型。结果表明,三波段模型具有较高精度,反演值与实测值之间的平均相对误差为19%、决定系数为0.719、均方根误差为1.47m。黄东海透明度估测模型的建立,有利于利用遥感影像对黄东海透明度进行全面估测,对于监测黄东海水质状况具有重要意义。     

基于对比度传输方程的非均匀海水透明度的计算

针对非均匀水体中海水透明度和对比度关系研究较少、海水透明度计算精度较低等问题,推导了在非均匀水体中目标对比度的传输方程,并利用该传输方程建立了海水透明度的计算模型,有利于海水透明度的精确计算,实验证明,该计算模型具有较高的精度和通用性。     

利用卫星数据估算波罗的海的透明度和透光层深度

波罗的海水体透明度的长期变化趋势已按富营养化的观点加以解释[1,2].可以通过遥感数据估算得到光谱衰减系数Kd(490)[3].由于漫衰减系数与透明度之间存在着经验和理论关系,因此,利用遥感数据估算海水营养状态是可能的.本文研究了遥感和水下实测Kd(490)与分别于1999年在东波罗的海本体海区[4]和2001年、2002年在西波罗的海本体海区/希默海区(Himmerfjarden)专门海上观测中获得的透明度之间的关系.利用水下测量值通过回归分析方法建立波罗的海PAR与光谱衰减系数间的关系.分析表明,在调查海区,Kd(490)约为Kd(PAR)的1.48倍.该关系用于定义透光层深度与遥感光学深度Kd(490)-1间的关系.结果表明,透光层深度约是Kd(490)-1的6.8倍.Kd(PAR)与透明度的回归分析结果证实了已有的研究结果,即Kd(PAR)为透明度倒数的1.7倍.再者,透明度与Kd(490)之间的水体成分反演算法用于模拟制作由SeaWiFS Kd(490)获得的波罗的海透明度分布图.该分布图通过海上实测数据加以验证,对卫星遥感获得的Kd(490)与实测Kd(490)做了对比,并讨论了产生误差的原因.     

海洋疏浚过程悬浮物监测技术的研究

根据航道疏渗过程中海水悬浮物的监测数据与大窑湾港口航道疏浚海底沉积物的组成特点，研究了经典的重量法和光学法的测试结果以及海水浊度与悬浮物，悬浮物与透明度之间的相互关系。同地也对海上疏浚物监测技术和分析方法作了较为详细论述，为海洋倾废和港口疏浚过程中的悬浮物监视，监测技术提供科学和技术依据。     

海上油膜厚度测量系统的研究

针对海上油膜厚度的实时动态测量,提出一种海上油膜厚度测量系统。该系统包括海上溢油样本采集装置、油膜厚度检测装置、MCU(Micro Control Unit微控制器单元)数据处理装置、nRF905无线数据传输装置和计算机。系统采用电子检测技术对海上油膜厚度进行测量,根据系统的测量原理开发出计算油膜厚度的数据处理算法,利用系统对不同油膜厚度的原油油膜和轻柴油油膜进行了实验测量。研究结果表明,本系统能够实现不同油种和不同厚度的油膜实时、动态、快速准确的测量,可用于海上油膜厚度的测量研究。     

两种生态净化措施对水源水库光学环境的影响

为了评估生态净化措施对水体光学环境的影响,以上海金泽水库为例,在微纳米曝气复氧和水生植物净化两种生态净化措施前后布设采样点进行了光学衰减系数（水体光合辐照度（PAR）衰减系数）、真光层深度和透明度及相关水质指标的监测和分析.结果表明：水生植物净化和曝气复氧净化措施有利于水体光学环境的改善,经微纳米曝气后,水体透明度增大20%~25%,真光层深度增大2.2%~14.8%,光学衰减系数降低0.4%~4.4%;经水生植物净化后,水体透明度增大20%~29.4%,真光层深度增大6%~20%,光学衰减系数降低17.3%~20.5%.逐步回归结果表明不同生态净化措施的光学环境改善机制不同,微纳米曝气主要通过叶绿素、溶解性有机物、温度、溶解氧影响水体光学环境,水生植物净化主要通过浊度影响水体光学环境.冬季,两种生态净化措施对总氮和溶解性有机物均没有改善效果.     

渤海湾天津沿岸海水中甲肝病毒的检测和定量

甲肝病毒（hepatitis A virus, HAV）是能引起传染性甲型肝炎的单链RNA病毒.用常规RT-PCR（反转录PCR）和SYBR Green实时定量RT-PCR方法,根据甲肝病毒保守的VP1-VP2基因序列设计引物,对渤海湾天津沿岸海水中的甲肝病毒进行了检测和定量分析. 9个样品取自渤海湾天津塘沽以南沿岸海水,取样时间分别是2007年夏、秋、冬季和2008年春季. 海水样品先用小型超滤装置（Millipore Pellicon Mini TFF）或超滤离心管（Millipore Centricon Plus-70）浓缩,然后进行RT-PCR检测.结果表明,从9个海水样品中都能扩增出192 bp的HAV cDNA,这些cDNA的核苷酸序列与GenBank中的同源序列相似性为95%～100%. 用SYBR Green 实时定量RT-PCR检测了春季和冬季的6个海水样品,结果表明,海水中甲肝病毒的浓度范围为5.35×10⁶～4.51×10⁷ virus particles/L.     

海洋牧场多水层溶解氧在线监测系统的构建及应用

为满足海洋牧场养殖区域多水层溶解氧（dissolved oxygen,DO）含量实时、在线、连续监测的需求,本文设计了一种剖面DO在线监测系统,系统集成自主研发的光学DO传感器,设计了链式DO剖面测量结构,开发了基于STM32单片机的数据采集与控制系统,通过无线传输模块与远程监控中心通信对接,实现了海洋牧场多水层DO监测数据的实时传输与可视化显示,方便用户查看当前海水DO及温度变化状况、历史数据及变化趋势。性能测试表明,本系统DO探头漂移可控制在3%范围内,整套系统的稳定性好、可靠性高。2016年至2018年,本系统在山东烟台的东方海洋云溪牧场进行了应用示范。观测数据显示:DO与温度表现出相似的变化规律,即表层>中层>底层;表层水DO浓度较高且变化幅度较小,中层海水DO变化幅度明显高于表层和底层,底层海水在未有明显的垂直混合作用下,DO呈持续走低趋势。观测期间,2016年和2017年海洋牧场底层海水均出现了长达18 d以上的低氧现象,且测试数据的时间序列变化趋势与天气变化相吻合,为海洋牧场的养殖企业提供了预警预报,减少了低氧灾害所带来的经济损失。     

基于视觉传感器的水体透明度在线监测系统研究

传统透明度的测量方法有铅字法、塞氏盘法、十字法等,测量过程十分复杂且受诸多因素干扰较大。本文提出了一种基于视觉传感器,实现水体透明度在线监测的测量系统。该系统主要在铅字法透明度测量的基础上,采用视觉传感器代替人眼识别,通过图像匹配算法,判定临界状态,从而反控水样的进液量,再通过液位传感器进行透明度计的测量值读取。测试结果表明:本方法可实现高效、快速、准确、在线分析,稳定的测试环境减少了人为主观判断的干扰,更提高了测量数值的真实性。     

海水电磁屏蔽体

目的将海水作为一种电磁屏蔽材料,研究其电磁屏蔽效能以及影响因素。方法基于海水和玻璃的电磁特性参数,并利用电场和磁场切向分量连续边界条件,推导由双层玻璃封装海水所构成的复合电磁屏蔽体结构的屏蔽效能计算公式。结果具有一定厚度和盐度的海水墙体可以展示出良好的电磁屏蔽效能。通过增加海水层的厚度,提高海水的盐度以及温度,均可以有效增强海水电磁屏蔽体的屏蔽效能。改变封装海水的玻璃层厚度,对海水电磁屏蔽体的屏蔽效能影响较小。结论海水可以作为一种有效的电磁屏蔽材料,并具有光波透明、电磁屏蔽效能易重构、可循环导热等独特的优势。在军事和民用领域,海水电磁屏蔽体将具有重要的理论和应用价值。     

靛酚蓝分光光度法测定海水中氨氮最佳条件的选择

本文对靛酚蓝分光光度法测定海水中氨氮的实验条件进行了详细的研究，采用正交设计试验法重点考察了分析方法中催化剂、碱度、ＮａＣｌＯ和苯酚等试剂的用量，此外，还考察了以应温度、反应时间和有机氮等对分析结果的影响，从而提出了氨氮测定的最佳和改进的分析方法。     

海底声基阵大地坐标测量

声基阵是进行目标测量和定位的重要装备,而声基阵的海底坐标测量有广泛的应用场合。给出了一种基于时延测量的海底声基阵大地坐标测量的方法。在该方法中,声源在3个位置已知点上发射CW脉冲,利用声源发射和声阵接收的CW脉冲之间的时延获得空间中的3个声源发射点到阵元的距离,并以这3个声源发射点为圆心,以声源发射点到阵元的距离为半径作球面,得到的交点即为阵元的大地坐标。通过海上试验数据分析结果表明可以把该方法运用于实际的工程测量当中。     

海水中氰化物测定方法探讨

对应用异烟酸 吡唑啉酮分光光度法测定海水中氰化物的方法进行了补充和改进,提高了海水氰化物测定方法的精密度和准确度。     

原子荧光光度法测定海水中硒的不确定度评定研究

通过实例对原子荧光法测定海水中硒的不确定度进行评定。根据(JJF 1059-1999)《测量不确定度评定与表示》中对测量和评定不确定度的要求评估了不确定度。测量不确定度的产生包括标准溶液的逐级稀释、工作曲线的非线性和原子荧光光度计的测量性能及取样体积。结果表明取样体积是导致该方法不确定度产生的主要影响因素,在测定时应加强这方面的控制,从而提高测量结果的准确性。当海水中硒的含量为1.99μg/L时,硒含量的扩展不确定度为0.40μg/L,置信水平为95%。     

基于结构应变监测的风帆推力测量方法研究

目的 提出一种用于实船测量的风帆推力测量方法.方法 针对VLCC风帆推力实船测量的需求,首先对风帆推力计算公式和风帆桅杆推力状态进行分析,进一步根据梁结构应变测试方法提出基于应变监测的风帆推力测量方法和传感测点布置方案.通过陆基模拟试验对风帆推力测量方法进行试验验证.结果 传感测点间结构应变差值随风帆推力增加而增大,具有显著线性关系,线性相关系数为0.9965,测试风帆推力与实际推力之间的平均误差为5％.结论 提出的风帆推力测量方法用于实船测量是切实可行的.     

基于面板数据分析的潮汐对地下水的影响研究

海水入侵已成为全球性的海岸带环境问题,由于海平面变化是一个长期、缓慢的过程,海水入侵往往难以预测。潮汐波动作为一种有规律的海平面变化,探讨其对地下水的影响使预测海水入侵成为可能。面板数据具有时间和空间两个维度,能更好的代表来自不同个体和不同时间的数据信息,本论文利用连续测量的地层视电阻率数据,采用面板数据方法分析了潮汐波动对视电阻率影响的强度分布,由此预测了海平面上升对地层电阻率的影响和地层视电阻率的变化趋势。     

IPP图像分析技术在长霉面积定量测量中的应用

介绍了应用IPP图像分析软件对数码相机采集的霉菌试验样品长霉面积的定量分析方法,包括测量单位标定、AOI的参数选取和使用、面积测量和计数等。结果表明,利用IPP可便捷、准确地测量长霉面积,测量结果可靠。该方法有助于对长霉等级和霉菌试验结果做出正确评定。     

关于醋酸纤维滤膜和聚碳酸酯滤膜测定营养盐和Chl a的对比

本论文采用聚碳酸酯滤膜（0.4 μm）和国内测定营养盐常用的醋酸纤维滤膜（0.45 μm）过滤不同站位海水样品测定营养盐和Chl a，探究两种滤膜之间的区别。营养盐的对比结果表明，采用未干燥的醋酸纤维滤膜和聚碳酸酯滤膜过滤的亚硝酸盐、铵氮、磷酸盐和硅酸盐均不存在显著性差异，硝酸盐存在显著性差异但差别小于2%，因而两种滤膜均适用于海水溶解态营养盐的过滤。干燥后的醋酸纤维滤膜过滤速度慢，且过滤过程中会引入较高的铵氮。Chl a的对比结果表明，聚碳酸酯滤膜更加适合Chl a的测定，醋酸纤维滤膜的截留效率明显低于聚碳酸酯滤膜，这可能是由于该滤膜无法完全截留小粒径的浮游植物。