热带海洋学报

海洋水文学

  • 夏季琼东上升流的高频变化特征研究

    刘叶取;唐世林;

    以往对上升流的研究更多的是关注其年际或季节变化,高时间分辨率遥感产品的出现使得研究上升流的高频特征成为可能。本文基于融合的逐日海表温度数据,结合多尺度分割方法,提出了一种探测上升流冷信号异质性的新算法,通过上升流面积和强度指数展示了一个完整的琼东上升流过程。分析SST(Sea Surface Temperature)图像的结果表明,夏季琼东涌升到海面的上升流存在间断期,平均间隔为6d。每年夏季(6—9月)平均有98d在海表面识别到上升流,其平均面积为7698km2,平均强度为1.0℃,两者存在较高的相关性。琼东上升流发生频率与离岸距离成反比,琼东北海域为高发区。不同上升流的影响因子可能不同,离岸风、风应力旋度、热带气旋均与上升流短期变化密切相关。

    2020年04期 v.39 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 14592K]
  • 潮汐和风对马六甲海峡海流的影响

    范锦晓;胡松;

    基于非结构有限体积法海洋模型FVCOM(Finite-VolumeCommunityOceanModel),建立了马六甲海峡及其毗邻海域高分辨率水动力数值模型,研究了风和潮流作用下的余环流结构以及水体输运特征。结果表明,马六甲海峡航道中央潮流运动以往复流为主,边缘存在旋转流;主要研究区域内落潮流速略大于涨潮流速,东南窄道处流速最大;因峡道束窄变浅,在涨落潮过程中潮流发生汇聚与分离;主要研究区域东南段存在3个显著的潮致余环流;东北季风驱动时模型响应为海峡海流整体向西北方向流动,西南季风时反之;季风期间潮致表层余环流结构被破坏,但底层余流仍存在水平环流结构,且随着风速增加,底层余环流的数目、大小、形状、位置均会产生变化;季风过渡期余环流结构也会发生部分改变,尤其是小潮期间风场影响效果显著。

    2020年04期 v.39 13-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 23615K]
  • 基于人工神经网络的台风浪高快速计算方法

    周水华;洪晓;梁昌霞;江丽芳;

    采用2010—2017年南海5个浮标波高观测资料和中国气象局热带气旋最佳路径集中的热带气旋参数,基于前馈型误差反向传播(Forward Feedback Back Propagation, FFBP)神经网络(Artificial Neural Network, ANN)方法,分别建立了各浮标站的台风浪高快速计算模型。研究显示,基于热带气旋中心坐标、中心最低气压、近中心最大风速、热带气旋中心与浮标之间的距离和方位4个参数建立的神经网络模型经反复训练后,模型输出结果可以很好地拟合观测数据,各浮标有效波高计算值与观测值的均方根误差小于0.3m,平均相对误差为5.78%~7.23%,相关系数大于0.9,属高度相关。独立测试结果显示,"山竹"(国际编号:1822)影响期间有效波高最大值的神经网络模型预报结果与观测值基本吻合,相对误差为–31.06%~0.98%,但计算的最大值出现时间和观测情况不完全一致。该计算方法可应用于热带气旋影响期间的有效波高最大值计算,因而在海洋工程领域和海洋预报领域具有应用前景。

    2020年04期 v.39 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K]

海洋气象学

  • 典型厄尔尼诺期间台风降水δ~(18)O变化分析:以2018年22号台风“山竹”为例

    杨云月;许涛;罗翠榆;刘娟;姜修洋;

    台风因其特殊的物理结构,带来的降雨有别于一般的暴雨事件,其降水稳定同位素组成与一般的大气降水事件也有较大的差异。本文根据20~(18)年第22号台风"山竹"登陆前后广州、东莞两地气象资料和每小时间隔的降水样品收集,分析了此次台风在两地的降水稳定同位素变化特征及其影响因素。台风"山竹"影响期间,广州降水δ~(18)O值变化范围为–5.7‰~–19.2‰,变化幅度达13.5‰,其平均值为–15.5‰;东莞降水δ~(18)O值变化范围为–7.3‰~–20.0‰,变化幅度达12.7‰,平均值为–14.8‰;两地降水δ~(18)O值均呈现为3个阶段倒U型的变化特征。受到蒸发作用的影响,两地台风前端和尾端的降水氧同位素值相对偏正,其中广州为–5.7‰~–9.3‰,东莞为–7.3‰~–8.1‰。两地台风中端的降水稳定同位素值极端偏负,δ~(18)O值变化范围分别为–16.0‰~–19.2‰(广州)和–13.0‰~–20.0‰(东莞),是该地区迄今为止已报道的最为偏负的降水δ~(18)O值。分析认为,在厄尔尼诺状态下生成的远源台风"山竹"强度增强,其内部具有更强的对流和水汽循环过程,导致降水δ~(18)O值极端偏负。

    2020年04期 v.39 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]

海洋生物学

  • 基于线粒体控制区序列的花斑蛇鲻遗传多态性分析

    李敏;孔啸兰;许友伟;陈作志;

    花斑蛇鲻(Sauridaundosquamis)是一种重要的底层经济鱼类,本研究利用线粒体控制区(D-loop区)序列分析了中国近海分布的花斑蛇鲻的遗传结构和遗传多样性,一共测定了6个地理群体129尾样本的D-loop区全序列。结果显示,全长为921bp的序列包含71个多态性位点,共检测到101个单倍型。花斑蛇鲻总体呈现很高的单倍型多样性(0.9873±0.0048)和较低的核苷酸多样性(0.0132±0.0067)的特征。基于邻接法构建的单倍型系统发育树的拓扑结构很浅,没有形成分化明显的支系。单倍型在各个地理群体中的分布呈分散交叉状态,表明地理群体间没有显著的遗传分化。6个群体的分子方差分析显示,花斑蛇鲻绝大部分的遗传变异(99.87%)来源于群体内的个体之间,而群体间的变异仅占0.13%。大部分地理群体之间的遗传分化指数(FST)均很小,揭示了群体间的基因交流很频繁,存在高度的遗传同质性。这些研究结果表明中国近海的花斑蛇鲻遗传多样性丰富,没有明显的遗传分化,是一个随机交配群,可以作为同一个渔业单元来管理。

    2020年04期 v.39 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K]
  • 珠江口羽流锋浮游植物群落对大气沉降的生态响应

    周卫文;李芊;葛在名;刘子嘉;帅义萍;马梦真;

    受季风强迫,珠江淡水羽在南海北部广泛形成羽流锋面,而浮游植物群落通常在羽流锋面具有较高的生物量。南海北部毗邻珠江三角洲,陆源输入的大气沉降对该海区生态系统影响显著。利用2019年3月珠江口西部的现场调查数据,结合羽流锋面浮游植物群落分布的空间差异与大气沉降影响下的浮游植物群落生态学,分析两者对南海北部陆架区浮游植物粒径群落以及微微型浮游植物的耦合影响。研究表明,羽流锋面滨侧以小型(Micro)浮游植物群落为主,锋面海侧以微微型(Pico)浮游植物群落为主,而锋面区浮游植物群落粒径分布较为均匀,且生物量高。锋面区域环境因子差异导致浮游植物群落分布呈现较大的空间差异。在锋面区域,浮游植物群落生长总体受氮限制,而聚球藻的生长则受磷限制。锋面区域浮游植物群落内部种群对营养盐的需求和响应有所差异。大气干、湿沉降的添加均能够促进不同粒径浮游植物群落的生长:在锋面滨侧和锋面海侧,小型浮游植物群落在添加气溶胶颗粒或雨水后比微型(Nano)和微微型浮游植物群落表现出更大的竞争优势,生长率最高;而锋面区域浮游植物群落表现出更强的适应性,小型、微型、微微型浮游植物群落的生长速率均增加且无显著差异。大气沉降颗粒的添加显著促进了锋面系统微微型真核浮游植物与锋面滨侧聚球藻的生长,在锋面区域以及锋面海侧则抑制了聚球藻和原绿球藻的生长。

    2020年04期 v.39 50-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2753K]
  • 基于DNA条形码研究中国枪乌贼和鸢乌贼的食物种类组成

    刘梦娜;徐磊;王雪辉;刘玉;王淼娣;邱永松;朱江峰;何映霖;贝伟烈;杜飞雁;

    中国枪乌贼(Uroteuthis chinensis)和鸢乌贼(Sthenoteuthisoualaniensis)作为中国南海头足类的关键种,对海洋生态系统的物质流动与能量循环具有重要影响,其摄食生态的研究将对海洋食物网的构建具有重要意义。由于传统胃含物分析法难以准确鉴定糜状饵料生物的组成,本研究利用DNA条码技术,针对中国枪乌贼和鸢乌贼不可辨认的食物糜提取组织DNA,选用线粒体基因细胞色素C氧化酶亚基I(Mitochondrial cytochrome oxidase subunit I, COI)作为分子标记,获得的序列在Genbank中进行比对分析,并使用GMYC(Generalized Mixed Yule Coalescent)模型进行物种界定和构建系统进化关系。结果成功鉴定出中国枪乌贼饵料物种有13种,鸢乌贼饵料物种有8种,共20种(其中1种为共有饵料)。比较发现,汕头-台湾浅滩渔场的中国枪乌贼主要摄食鱼类、甲壳类和头足类,而南海中部海域鸢乌贼则主要摄食鱼类和头足类。两物种均存在同类相食现象,但鸢乌贼表现更明显。

    2020年04期 v.39 61-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 817K]

海洋地质学

  • 涠洲岛珊瑚礁近千年的发育过程及其对气候变化的响应

    张婷;胡敏航;张文静;陈天然;刘猛;

    高纬度珊瑚栖息地能否成为气候变暖背景下热带珊瑚物种的"避难所"仍不明确,南海北部的相关研究更是稀少。本文以取自涠洲岛的2根珊瑚礁沉积岩心为研究对象,通过U-Th定年、沉积组分分析以及珊瑚种属鉴定等方法,探讨近千年以来珊瑚礁的发育过程及其对气候变化的响应。研究结果发现, Core1(石螺口)岩心沉积的3个快速堆积阶段分别与罗马暖期、中世纪暖期和现代暖期大致对应;而2个缓慢堆积阶段则分别与黑暗时代冷期和小冰期大致对应,证实了温暖的气候对珊瑚礁发育有促进作用,而寒冷的气候则不利于珊瑚礁的发育;此外,现代强烈的人为干扰可能也导致了涠洲岛珊瑚礁的迅速退化。Core2(南湾)中陆源沉积含量高,珊瑚年龄主要集中在800AD—950AD和现代这两个时间段内,其原因可能与环境变化、风暴作用及湾内现代珊瑚分布特征有关。通过对比这两个站位的珊瑚礁沉积特征,本文进一步提出"完全避难所"和"非完全避难所"的概念,揭示涠洲岛珊瑚可能同时具有低纬度热带珊瑚礁和高纬度珊瑚群落这两种发育特征和趋势。

    2020年04期 v.39 70-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K]

海洋地球物理学

  • Kirchhoff向下延拓法在海洋合成多道地震走时反演中的应用

    张茂传;徐敏;赵旭;张佳政;查财财;Vithana M.V.P.;狄会哲;曾信;

    海洋多道地震数据建模和成像是获取洋壳速度和构造信息的重要手段。海水层的存在使得多道地震拖缆接收到的折射波走时信息仅仅存在于较远的炮检距,近炮检距被强振幅海底反射波覆盖,制约了走时数据拾取和反演效果。本文基于波动方程的Kirchhoff积分法,成功实现了多道地震数据向下延拓,获取到了更大炮检距区间的初至折射波走时拾取,并将其应用于洋中脊新生洋壳2A/2B层的合成多道地震数据走时反演。比较向下延拓前后的走时拾取范围及走时反演结果表明,向下延拓法能够保持地震波场的运动学和动力学特征不变,在共炮集数据的更大炮检距范围内进行初至折射走时拾取,从而增加反演的数据选择和浅层射线覆盖,反演结果能更加准确地分辨出洋壳2A/2B层界面,并得到更高的分辨率和更准确的速度结构剖面。

    2020年04期 v.39 80-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2716K]
  • 东沙海域复杂海况下单源单缆长排列地震资料处理

    邢涛;詹文欢;李福元;陈玺;

    大量研究表明南海北部东沙海域的中生界地层具有很好的油气成藏条件,是油气勘探的有利区域。但中生界地层构造成像不清晰限制了该区域油气资源的准确评价。本文利用在该海域采用单源单缆长排列采集的三维地震数据,提出了对该类数据的优化处理技术方案,以期获得中生界地层的清晰成像。处理过程主要包括各种噪音干扰和不同类型多次波的压制,尤其是比较严重的海洋湍流干扰压制,提高中深层反射信号信噪比;通过压制气泡和压缩子波提高地震反射的分辨率;同时利用高密度速度分析进行各向异性双谱非双曲线动校正,提高成像质量,使波组特征、振幅特征更为明显。针对密集二维采集数据特点,通过合理的面元规则化处理,使得覆盖次数均匀和横向分辨率提高,实现高精度三维成像。本研究针对噪音干扰较严重的单源单缆长排列加密地震资料,按照三维地震资料进行数据处理,处理后明显突出了浅、中、深各层的有效信息,特别是针对中生界的成像质量改善更为明显,形成了一套行之有效的处理流程,为今后邻近区块的勘探和资料处理提供了技术基础,也为东沙海域的油气勘探与评价提供了科学依据。

    2020年04期 v.39 91-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 24608K]
  • 全球三大洋底高原重力异常与地壳厚度特征及对比研究

    罗怡鸣;张锦昌;林间;

    翁通爪哇高原、凯尔盖朗高原与沙茨基海隆是全球三大洋底高原,是大量岩浆喷发到地表的结果,火山面积分别达1.90×10`6、1.25×10~6、0.53×10~6km~2。本文详细分析了该三大洋底高原的地形、剩余地幔布格重力异常(residual mantle Bouguer anomaly, RMBA)与重力反演的相对地壳厚度,并结合地质与地球化学特征约束进行对比研究。结果显示,翁通爪哇高原、凯尔盖朗高原与沙茨基海隆分别高出周围海底约4.3、5、4km,相应的地幔布格重力异常最大变化值分别为250、330、200mGal,以及相应的相对地壳厚度变化分别为11、13、9km,表明形成三大洋底高原的岩浆量远远大于正常洋中脊的岩浆量。此外,三大洋底高原皆形成于洋中脊附近。Nd、Pb、Hf同位素比值分析表明,翁通爪哇高原的玄武岩组分为洋岛玄武岩;凯尔盖朗高原大部分类似于洋岛玄武岩,并含有洋中脊玄武岩组分;沙茨基海隆的玄武岩组分主要为东太平洋海隆正常洋中脊玄武岩,却又存在少量位于全球洋岛玄武岩范围内。这些特征揭示了三大洋底高原可能形成于"地幔柱-洋中脊相互作用"。对此本文提出了两种模式:一为洋中脊被地幔柱拖拽至其上方;二为洋中脊之下的软流圈受到地幔柱影响,从而产生超常熔融与超厚地壳。

    2020年04期 v.39 100-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 8175K]

海洋调查与观测

  • 基于高分辨率遥感的珊瑚礁地貌单元体系构建和分类方法——以8波段Worldview-2影像为例

    董娟;任广波;胡亚斌;逄今朝;马毅;

    珊瑚礁生态系统是全球初级生产力最高的生态系统之一,在维持海洋生物多样性、防浪固滩、资源供给等方面发挥着巨大作用。珊瑚礁遥感地貌分类体系是珊瑚礁保护、管理及可持续发展的必要基础,但目前还未有结合珊瑚覆盖度进行分类的体系。本文基于WorldView-2高分辨率遥感影像,以中国南海西沙群岛七连屿北部赵述岛和西沙洲所在礁盘作为研究区,结合珊瑚覆盖度、区域地貌成分和水动力条件等指标,建立了既适用于遥感监测又与珊瑚生存状况相关联的珊瑚礁地貌单元分类体系。同时,利用面向对象的支持向量机(SupportVectorMachine,SVM)和随机森林(Random Forest,RF)分类方法进行珊瑚礁地貌单元的信息提取,并对分类结果进行精度评价。结果表明,SVM和RF两种分类方法均能较好地提取出珊瑚礁地貌单元,分类精度分别为87.59%和79.81%。针对分类过程中出现的错分、漏分问题,结合珊瑚礁成因和分布规律对分类结果进行修正,修正后分类提取的精度达到91.3%,Kappa系数为0.9041,表明本文构建的珊瑚礁地貌单元分类体系在一定程度上能满足当前珊瑚岛礁信息提取的需要。

    2020年04期 v.39 116-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 8461K]
  • 下载本期数据