海洋学报

论文_物理海洋、海洋气象、海洋物理

  • 北极河流径流对北冰洋环流的影响

    田霏;王召民;Gavilan Estanislao;刘成彦;

    北极河流径流是北冰洋淡水的最大来源,其变化会对北冰洋中的诸多过程有重要影响。本文基于全球高分辨率海洋-海冰耦合模式的模拟结果,研究北冰洋温盐、海冰以及环流对北极河流径流的敏感性。通过对比有气候态北极河流径流输入的控制实验结果和径流完全关闭的敏感性实验结果,研究发现北极径流对北冰洋温度、盐度、海冰以及海洋环流等有显著的影响。关闭北极河流径流后,在河口附近的陆架上温度降低、盐度升高,且导致500 m深度处温度下降以及盐度升高;河口附近的陆架处,海冰密集度与海冰厚度增加。关闭北极河流径流也对北冰洋内的环流有影响:由于缺少来自欧亚大陆的北极径流的输入,穿极漂流与东格陵兰流流速减小且盐度增加;关闭北极径流导致近岸海表面高度降低,沿欧亚陆架的北冰洋边界流减弱,白令海入流增强。通过对比关闭北极径流实验与控制实验的温度和盐度剖面,发现关闭北极径流后大西洋层温度降低,各陆架海盐跃层的梯度减小,盐跃层厚度减小。

    2020年07期 v.42 1-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2959K]
  • 南海东北部叶绿素a浓度对台风“风泵”和黑潮共同作用的响应

    刘宇鹏;唐丹玲;梁文钊;

    南海东北部是寡营养海域,夏季浮游植物叶绿素浓度较低,热带气旋"风泵"效应带来的上层海洋扰动可能引起表层浮游植物的显著增长。以往的研究通常关注热带气旋风应力和海洋中尺度涡对上层海洋浮游植物的影响,本文利用航次CTD、实测叶绿素a浓度、Argo温盐剖面和遥感数据,探讨了台风"风泵"和黑潮共同作用下真光层内浮游植物的变化特征及其成因。结果表明,2015年台风"莲花"过境1周后产生向吕宋海峡西北侧南海海域(A区)入侵的黑潮流套,该入侵的黑潮流套使台风前原有的气旋涡消失,抑制了台风产生的上升流对表层(0~40 m)营养盐供给,使次表层(60~90 m)营养盐富集,进而抑制了表层的叶绿素a增长,促进了次表层叶绿素a的增长;吕宋海峡西侧南海海域(B区)表层的浮游植物叶绿素a浓度增加不仅是源于叶绿素最大层浮游植物的向上输运,更是由于浮游植物的繁殖增长;A区台风引起的流套式的黑潮入侵,促进了B区台风后气旋式流场的形成,产生的持续增强的气旋涡为B区表层叶绿素持续增长提供了充足的营养盐供给。

    2020年07期 v.42 16-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2771K]
  • 长江口咸潮入侵变化特征及成因分析

    李文善;王慧;左常圣;董军兴;徐浩;潘嵩;金波文;高通;

    本文基于海洋站潮位观测数据、海平面变化影响调查信息以及长江口水文站径流量数据等,重点分析了2009-2018年长江口咸潮入侵的变化特征及其影响因素,分析结果表明:(1)长江口咸潮入侵季节变化特征明显。咸潮一般从每年的9-10月开始入侵,翌年4-5月结束。3月咸潮入侵次数最多,达12次。2009-2018年,长江口咸潮入侵次数和咸潮持续时间均呈下降趋势,2009年长江口咸潮入侵次数最多,达13次,时间均发生在10月至翌年的4月;咸潮持续时间年际变化较大,2011年咸潮入侵持续时间最长,累计为55 d。2015-2018年,咸潮入侵次数和入侵持续时间均明显减少,2018年没有监测到咸潮入侵过程。(2) 1-4月,长江口处于季节性低海平面期,且同期径流量少,但是受东亚季风影响,持续的增水过程使得增减水-径流量综合影响指数明显偏高,其中1月、2月、3月的影响指数分别为1.5、1.9和1.6,该时段长江口的咸潮入侵过程主要受增减水的影响。5-7月,长江口径流量明显增加,海平面-径流量综合影响指数均小于0,径流的作用强于海水上溯。8月,长江口径流量开始下降,虽然季节海平面较高,但是长江口呈现明显的减水过程,海平面-径流量和增减水-径流量的综合影响指数分别为0.1和-1.6,基本不会发生咸潮入侵。9月,长江口处于季节高海平面期,并且以增水为主,海平面-径流量和增减水-径流量的综合影响指数较大,分别为1.2和1.0,易发生咸潮入侵。10月、11月长江口海平面-径流量的综合影响指数分别为1.5和0.8,径流影响弱于海水上溯,易发生咸潮入侵。(3) 2009-2018年发生的48次咸潮入侵过程有2/3恰逢天文大潮。在某些年份长江口沿海基础海平面偏高,若持续增水恰逢天文大潮,则加剧咸潮入侵的影响程度。

    2020年07期 v.42 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K]
  • 台风“布拉万”过境黄海时的异常增温事件研究

    柴霞;梁湘三;赵远冰;吴辉;王一鹤;

    海洋对台风的响应通常表现为海表温度的降低,然而,出现在2012年8月的台风"布拉万"在经过黄海时却引起朝鲜半岛木浦沿岸海域海表的增温(而非降温),且增温幅度达4.2°C。本研究详细分析了此次异常事件的时空特征,并探讨了其可能的成因。结果发现,此次事件的产生和黄海表层冷水斑块(Surface Cold Patch,SCP)存在密切关系,并恰好出现在木浦SCP所在位置。上升流和潮混合是木浦SCP的两大形成机制,此次增温事件主要是台风"布拉万"通过抑制其生成机制之一的上升流而导致降温不足之故。具体而言,台风"布拉万"过境时位于木浦SCP的左侧,其上的北向风应力带来向岸的Ekman输运,造成外围暖水在木浦SCP地区堆积,从而抑制了该地区原本的上升流(甚至变为下降流)。

    2020年07期 v.42 41-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K]
  • 印度洋偶极子预报技巧在多模式中的对比研究

    雷蕾;伍艳玲;唐佑民;

    本文采用北美多模式集合产品数据,分析了印度洋偶极子指数在不同模式中实际预报技巧和潜在可预报性的差异,并进一步探究其可能的原因。结果表明,印度洋偶极子的有效预报时效在不同模式中差别较大,从2个月到4个月不等。其中东极子海温异常在不同模式中预报技巧的差别较西极子海表面温度异常更明显,表明模式误差和初始误差对东极子海表面温度异常演变的影响更为显著。另外,印度洋偶极子的实际预报技巧和潜在预报技巧存在明显的线性关系,潜在预报技巧高的模式,其实际预报技巧也高。最后,本文诊断、分析了厄尔尼诺对印度洋偶极子预报技巧的影响,发现在厄尔尼诺和印度洋偶极子相关性较高的气候模式中,印度洋偶极子实际预报技巧也较高。

    2020年07期 v.42 51-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 12506K]
  • Monte-Carlo模拟与经验路径模型预测台风极值风速的对比

    郭云霞;侯一筠;齐鹏;

    台风是我国东南沿海区域每年发生的严重自然灾害之一。本文分别采用传统的Monte-Carlo模拟方法以及较为先进的经验路径模拟方法预测中国东南沿海区域台风的极值风速(10 m高度处10 min平均值),并对两种方法的预测结果进行了对比。本文将东南海岸线向内陆扩展约200 km的区域划分为0.25°×0.25°的网格,以每个网格点作为研究点。首先采用Monte-Carlo模拟方法产生每个研究点1 000年间的虚拟台风事件。然后采用经验路径模型方法构建了西北太平洋1 000年的热带气旋事件集,采用模拟圆方法从中提取对各个研究站点有影响的台风事件。接着采用Yan Meng风场模型计算每个研究点台风的最大风速,构成极值风速序列。最后采用极值分布模型预测每个研究点不同重现期的极值风速,并对两种不同方法预测的结果进行了对比。研究发现在研究区域的内陆侧经验路径方法预测的风速略高于Monte-Carlo模拟方法预测的结果,而在海岸沿线一带经验路径方法预测的结果略低,这主要是由两种方法构造的虚拟台风的中心压强存在差异以及模型本身的不确定性造成的。本文的研究结果可以为防灾减灾系统提供有益的参考。

    2020年07期 v.42 64-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 5938K]

论文_海洋地质

  • 北冰洋门捷列夫海岭富锰棕色层稀土元素组成特征与来源初步分析

    赵嵩;董林森;王湘芹;吴东;白亚之;刘焱光;

    北冰洋深海广泛分布的富锰棕色沉积层(棕色层)是海冰、洋流、物源供给等多种因素共同作用的结果,本文基于西北冰洋门捷列夫海岭ARC07-E25岩芯沉积物稀土元素与微量元素含量、颜色反射率参数、粗颗粒组分和无机碳含量的变化特征,对该类沉积层中稀土元素的组成特征、形成机制和物质来源进行了综合分析。结果显示,沉积物稀土元素总含量(∑REE)在122.37×10~(-6)~231.94×10~(-6)之间变化,北美页岩标准化配分模式显示出轻微的中稀土(MREE)富集以及由La、Ce、Nd主导的较强的轻稀土(LREE)优势。沉积物中∑REE随着粗组分颗粒(如冰筏碎屑)的增多而呈现降低趋势,表明门捷列夫海脊沉积物中的稀土元素主要富集在细粒沉积物中。根据∑REE在沉积物中的变化特征将E25岩芯沉积物划分为4种地层,反映出了冰期/间冰期的气候转变过程中温暖条件下形成的棕色层与寒冷条件下形成的浅灰绿色沉积层(灰色层)的岩性旋回中稀土元素组成的差异,由于两种沉积层在形成时受到不同的底层水氧化还原环境的控制,导致了铈(Ce)元素在氧化水体中会由Ce~(3+)氧化为Ce~(4+)并发生沉降,而在还原水体中则由Ce~(4+)还原为Ce~(3+)发生溶解,这一特性使LREE含量产生较大波动,进而影响到∑REE,使之趋于在代表氧化条件的棕色层中升高而在代表还原条件的灰色层中降低。R型因子分析和物质来源判别结果显示,E25岩芯沉积物中稀土元素与亲碎屑元素(Nb、U、Th)有较好的相关性,主要来源于东西伯利亚海和新西伯利亚群岛的近岸侵蚀物质以及勒拿河物质的输入。

    2020年07期 v.42 78-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2118K]
  • 科科斯脊玄武岩斜长石矿物化学及地质意义

    葛振敏;鄢全树;赵仁杰;施美娟;

    综合大洋钻探计划(IODP) 334和344航次在U1381站位处的两个钻孔(A孔和C孔)获得了中美洲西海岸外科科斯脊基底拉斑玄武岩,对其岩浆过程开展研究可为理解其岩石成因提供重要依据。本文对科科斯脊玄武岩中斜长石斑晶和微晶进行了详细的原位主微量元素分析,结果表明,斜长石种属为培长石、拉长石及少量中长石。部分斜长石斑晶具有正环带结构;但多数斜长石斑晶不具有明显环带,仅从核部到边部存在微弱的成分变化。斜长石斑晶与微晶的微量元素差别较大:斜长石斑晶富集轻稀土和大离子亲石元素、亏损高场强元素,且具有明显的Eu正异常;斜长石微晶不相容元素含量通常高于斜长石斑晶。根据斜长石温度计计算获得斜长石斑晶结晶温度为1 050~1 253℃,斜长石微晶结晶温度为866~1 033℃。基于以上特征,推测斜长石斑晶核部是相对原始岩浆的产物,而斑晶边部以及微晶是演化岩浆的结晶产物。斜长石斑晶的成分变化及熔蚀麻点结构是由于岩浆补给及岩浆减压上升造成的。最后,本研究推测科科斯脊基底玄武岩来自于开放的岩浆房,且岩浆房内可能存在原始岩浆的不断注入及岩浆对流。

    2020年07期 v.42 93-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2361K]
  • 基于重矿物地球化学手段的南海东北部陆架沉积物物源研究

    马一开;黎刚;颜文;

    物源是研究大陆架沉积物搬运过程、重建陆架古环境以及海洋砂矿资源勘查的重要信息。然而,陆架砂质沉积物普遍经历过多次搬运、分选和混合,这给物源识别带来极大的困难。南海东北部陆架砂质沉积物分布广泛,本文首次采用单矿物化学方法对其物源进行了新的解析。研究区表层砂质沉积物中电气石与角闪石为优势重矿物,两者含量呈现此消彼长的关系。电气石和石榴子石的电子探针数据显示:珠江、韩江沉积物影响海域,火成岩成因的电气石占60%左右,其主要来源为区内广泛发育的燕山期花岗岩的风化产物;莲花山断裂带和长乐-南澳断裂带附近的南海东北部沿岸小河沉积物中变质岩成因的电气石含量显著增高,最高可达70%,其来源为区内与断裂带伴生的变质岩风化物;矽卡岩成因的钙铝榴石在南澳岛以东的陆架沉积物中发现最多,这与华南陆域矽卡岩的分布区吻合。综合分析认为,重矿物的矿物化学方法可以减少分选效应的影响,利用多种矿物的矿物化学分异可以获得多维的信息,为陆架沉积物的物源判定提供便利。

    2020年07期 v.42 108-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 4635K]
  • 百年尺度东海内陆架风暴事件重建:器测记录与沉积记录耦合

    杨照祥;薛成凤;杨阳;周亮;艾乔;高建华;贾建军;

    未来全球变化可能带来极端事件的强度增加、频度提高,加之海面上升加快,给海岸带防灾减灾工作带来更新防护标准的课题。由于台风的器测记录时间较短,需要从其他载体寻找替代指标以延长台风记录的时间跨度,这样才能更好地估计极端事件的强度一频率关系。陆架泥质区的风暴事件沉积记录和历史文献中的有关灾害记录,是拓展台风记录的两个方向。本文试图通过台风观测记录与沉积记录的耦合,重建百年尺度东海内陆架泥质区的风暴事件沉积记录,并与气象灾害记载的台风暴潮成灾事件相印证,以期探讨陆架泥对台风事件的保存潜力,及其可能反映的台风信息(如路径和强度)。2018年在浙江温岭近海采集了2 m长的柱样沉积物(J1),通过多指标(粒径分布、D_(90)、Zr/Fe、Sr/Al、Ca)综合识别出台风沉积事件;采用放射性同位素~(210)Pb定年法确定沉积物的年代序列,将识别的台风沉积记录与器测台风记录通过时间标尺进行耦合分析。结果显示,J1的沉积速率约为1.1 cm/a,年代跨度大约是1836年至2018年;整根柱样共识别出25次台风沉积事件,其中气象观测时期(1950-2018年)有10次台风事件留下了沉积记录,这10次台风的平均风速与影响J1的所有台风平均风速比较接近,且大多数属于登陆浙闽、成灾较严重的Ⅲ型和Ⅳ型台风。通过多变量综合分析,发现就J1而言,沉积记录中台风事件的保存潜力约为30%;另外,历史文献中记载的台风事件可能偏重于登陆、成灾的较强台风,因而文献记录的台风数量显著少于实际产生影响的台风数量。这些认识有助于更好地利用沉积记录中保存的台风事件拓展台风记录的时间跨度,也有助于指导未来的采样地点,以尽可能多地获得保存更完整的台风沉积记录。

    2020年07期 v.42 119-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 3020K]

论文_海洋信息科学

  • 基于非锐化掩模引导滤波的水下图像细节增强算法研究

    付青青;景春雷;裴彦良;阚光明;张正炳;吴爱平;

    针对水下图像对比度偏低,细节模糊的问题,本文提出基于非锐化掩模引导滤波的细节增强方法。首先由原始图像做引导图进行滤波得到细节层图像,并对细节层使用噪声检测的中值滤波去除斑点噪声;然后对原始图像进行基于均值滤波的非锐化掩模,得到锐化图像,并将锐化图像作为引导图对原始图像进行引导滤波,获取基础层图像;最后将滤波后的细节层进行增益后与引导滤波获取的基础层进行叠加,达到增强水下图像细节的目的。并通过信息熵、局部对比度和平均梯度3种客观评价指标对图像处理结果进行了对比分析,主观和客观测试结果表明,本文采用的算法能够有效提高图像对比度以及增强细节信息,有利于提高水下图像资料解释的准确性。

    2020年07期 v.42 130-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]

研究报道_海洋地质

  • 法尔维海盆构造特征及演化

    魏柯佳;宋立军;王铣慧;季婷;

    法尔维海盆位于西南太平洋海域豪勋爵海丘东侧、新喀里多尼亚岛西侧,是全球油气勘探的前沿地区。但目前对于该海盆的构造演化研究较为薄弱,限制了该海盆油气资源的进一步勘探开发。本文通过从新西兰塔斯曼海数据库搜集到大量地球物理资料,使用2D Move软件,通过平衡剖面技术进行构造演化模拟,结合区域动力学机制将海盆北部和南部的构造演化分为7个阶段:(1)早白垩世至晚白垩世陆内裂谷阶段;(2)晚白垩世断坳过渡阶段;(3)始新世早期坳陷阶段;(4)始新世晚期一次构造反转阶段;(5)始新世至渐新世热沉降阶段;(6)渐新世至中新世二次构造反转阶段;(7)中新世至今海洋沉降阶段。由于海盆中部未发现有明显的二次构造反转阶段,所以将海盆中部的构造演化划分为5个阶段:(1)早白垩世至晚白垩世陆内裂谷阶段;(2)晚白垩世断坳过渡阶段;(3)始新世早期坳陷阶段;(4)始新世晚期构造反转阶段;(5)中新世至今海洋沉降阶段。此阶段海盆整体下坳,逐渐形成现今样貌。法尔维海盆北部受到区域构造活动影响较大,白垩系地层发育较多的断裂构造;海盆中部晚白垩统地层发生较多的底辟构造;海盆南部从形成至今,受到构造活动影响较小,发育地层完整,前新生代地层较厚。整个法尔维海盆北部构造活动较强,中部较弱,南部较小。沉积地层从北到南由厚变薄。

    2020年07期 v.42 139-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 2311K]
  • 广西北海银滩侵蚀动力研究

    刘涛;王增军;张建兵;

    广西北海银滩是一处典型的强潮海滩,以滩面宽阔、砂质纯白为特征,为当地的一处著名旅游景点。近年来银滩也出现了岸线后退、滩肩消失、沉积粗化等侵蚀迹象。为了研究银滩侵蚀的动力机制,本文对银滩海水浴场当前的滩面高程、坡度以及滩面后退距离特征进行了调查和分析。并基于2016-2018年间的滩面高程动态变化,分析了冬、春季风浪和台风期间水位、波浪特征与滩面侵蚀之间的关系,并进而探讨了最有可能造成银滩侵蚀的台风路径。研究表明,1985年以来的滩面最大后退距离为80 m,侵蚀造成海滩上部滩面坡度降低,使得海滩上部的剖面形态向上凸状转化。冬、春季节的风浪叠加高水位可能会造成一定程度的滩面侵蚀,并在海滩上部形成脊槽地貌,但是这种侵蚀会被夏季西南向涌浪导致的回淤所恢复。造成银滩侵蚀后退的主要原因是2003年以来风暴潮重现频率增加。发源于西太平洋,经海南岛北部或雷州半岛进入北部湾的台风可以导致显著的海岸增水,最易于引起强烈的海滩侵蚀事件。银滩东侧的渔港码头阻断了自东向西的泥沙沿岸净输运,也是加剧银滩侵蚀的重要因素。

    2020年07期 v.42 147-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 2059K]

  • 《海洋学报》作者投稿须知

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    2020年07期 v.42 155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1024K]
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