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中国南极海洋生源要素格局及其生态环境效应研究进展

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极地研究 2024年第3期36卷 329-342页

作者：潘建明赵军李栋张海峰于培松张偲杨旭锋朱长凤胡佶扈传昱范高晶韩正兵孙维萍陶柯宇蓝木盛张海生自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 南极长城极地生态国家野外科学观测研究站中国极地研究中心(中国极地研究所)上海200136

南极海洋生源要素格局及其生态环境效应研究是探讨全球气候变化、碳循环和生态系统相互作用的关键内容,也是预测南大洋生态系统演化趋势的重要依据。中国自1984年首次南极科学考察以来,已组织开展多年南大洋综合调查,并依托“南北极环... 详细信息

南极海洋生源要素格局及其生态环境效应研究是探讨全球气候变化、碳循环和生态系统相互作用的关键内容,也是预测南大洋生态系统演化趋势的重要依据。中国自1984年首次南极科学考察以来,已组织开展多年南大洋综合调查,并依托“南北极环境综合考察与评估”和“南极重点海域对气候变化的响应与影响”等极地专项的实施,聚焦南大洋生态系统演变及其环境调控等关键科学问题,取得了一系列重要认识。本文总结了我国在南极海洋生源要素格局及其生态环境效应领域的相关研究进展,特别是海洋生源要素循环与浮游生态系统、生源物质沉降通量及其季节变化以及上层海洋过程的沉积记录等方面的研究成果,初步探讨了南极冰间湖生态过程及其对全球气候变化的响应,并对我国未来南大洋生态环境调查研究提出了相关建议。

关键词：南极海洋生源要素生态环境中国南极科学考察

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北印度洋热带气旋统计特征及年代际变化

大气科学 2024年第4期48卷 1584-1592页

作者：鲁子翰李晓静唐佑民李熠自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学实验室杭州310012 河海大学南京210024 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082

本研究利用基于统一卫星观测和识别方法产生的ADT-HURSAT气旋数据集,对北印度洋热带气旋在1978~2017共40年的整体特征及年代际变化进行了统计分析。研究发现,春季和秋季是北印度洋热带气旋的高发季节,孟加拉湾气旋数量达到峰值的时间在... 详细信息

本研究利用基于统一卫星观测和识别方法产生的ADT-HURSAT气旋数据集,对北印度洋热带气旋在1978~2017共40年的整体特征及年代际变化进行了统计分析。研究发现,春季和秋季是北印度洋热带气旋的高发季节,孟加拉湾气旋数量达到峰值的时间在两个高发季节中均比阿拉伯海提前约一个月。北印度洋气旋的生成区域主要分布于阿拉伯海东部海域和孟加拉湾中部偏西海域。CS(Cyclone Storm)等级气旋更多生成于在北印度洋的偏北海域,ESCS(Extremely Severe Cyclone Storm)等级及以上的强气旋全部在5°N~15°N纬度范围内生成。对于年代际变化,北印度洋热带气旋在秋季的生成数量平均每十年增加5个,生成区域在后二十年呈现向西北方向移动的特点,其中阿拉伯海热带气旋生成位置分别向西移动1.3°和3.2°(p研究结果不同,表明数据集质量对气旋特征变化的重要性。进一步分析发现,北印度洋潜热通量的年代际差异是控制北印度洋热带气旋生成位置年代际变化的主要因素。

关键词：北印度洋热带气旋时空特征年代际变化潜热通量

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潮流通道堵坝工程的冲淤影响计算

水力发电学报 2011年第1期30卷 101-107页

作者：许雪峰孙志林聂源羊天柱施伟勇浙江大学杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所杭州310012 上海市水文总站上海200232

获取了研究海域工程实施前和实施后3个月的扫海地形图,并分析堵坝工程实施后短期的冲淤变化,在此资料的基础上采用二维的潮流泥沙数学模型和悬沙沉降方程计算冲淤量。模型中引入了参数β对悬沙沉降方程进行了简化并求解,计算结果较好地... 详细信息

获取了研究海域工程实施前和实施后3个月的扫海地形图,并分析堵坝工程实施后短期的冲淤变化,在此资料的基础上采用二维的潮流泥沙数学模型和悬沙沉降方程计算冲淤量。模型中引入了参数β对悬沙沉降方程进行了简化并求解,计算结果较好地拟合了实测的短期冲淤变化量及趋势。研究结果表明,模型的参数选取是合适的,预测模型能一定程度上反应真实的冲淤变化。最后采用模型计算预测工程后长期的冲淤变化。

关键词：海洋工程冲淤数值计算参数

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西南印度洋中脊49.5°E离轴地壳结构

地球物理学报 2018年第11期61卷 4406-4417页

作者：王伟牛雄伟阮爱国 Syed Waseem Haider 胡昊王奥星卫小冬张洁国家海洋局第二海洋研究所杭州310012 浙江大学地球科学系杭州310027 National Institute of Oceanography KarachiPakistan

超慢速扩张西南印度洋中脊岩浆的集中供给在空间维度上表现为岩浆扩张段(NVR)与相邻的非转换断层不连续带(NTD)地壳结构的差异,而在时间维度上表现为离轴与沿轴地壳结构的差异.为了进一步揭示岩浆集中供给的时空分布特征,本文选取西南... 详细信息

超慢速扩张西南印度洋中脊岩浆的集中供给在空间维度上表现为岩浆扩张段(NVR)与相邻的非转换断层不连续带(NTD)地壳结构的差异,而在时间维度上表现为离轴与沿轴地壳结构的差异.为了进一步揭示岩浆集中供给的时空分布特征,本文选取西南印度洋中脊热液区2010年海底地震仪深部探测中平行于洋中脊距轴部偏北约10 km的离轴测线d0d10,使用射线追踪正演和反演的方法,得到了NVR和NTD北侧离轴区域的地壳及上地幔P波速度结构,并与轴部速度结构进行了对比分析.研究结果表明:(1)NTD北侧离轴区域的地壳厚度约5.2 km,其厚度明显大于轴部NTD下方地壳厚度(～3.2 km),由此推测洋脊轴部NTD区域形成的地壳在不断减薄;(2)NVR北侧离轴区域的地壳厚度约7.0 km,其厚度亦大于轴部NVR地壳厚度(～5.8 km),表明在洋中脊演化过程中洋脊轴区域的岩浆供给在不断减少,其活动性在不断减弱.

关键词：离轴地壳结构西南印度洋中脊超慢速扩张洋中脊海底地震仪

西南印度洋中脊热液区烃类有机质组成及其成因意义

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地学前缘 2015年第1期22卷 281-290页

作者：雷吉江初凤友于晓果李小虎陶春辉葛倩国家海洋局海底科学重点实验室浙江杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所浙江杭州310012 国家海洋局海洋生物遗传资源重点实验室福建厦门361005

利用气相色谱（GC）、气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定了西南印度洋中脊49.6°E热液区热液产物中的可溶有机质,结合生物标志物和单体同位素分析,对烃类有机质的组成、来源及成因意义进行了探讨。硫化物烟囱体以正构烷烃（3.437~3.962... 详细信息

利用气相色谱（GC）、气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定了西南印度洋中脊49.6°E热液区热液产物中的可溶有机质,结合生物标志物和单体同位素分析,对烃类有机质的组成、来源及成因意义进行了探讨。硫化物烟囱体以正构烷烃（3.437~3.962μg/g）为主要烃类,L/H〈1,C22以上烷烃具有轻微奇碳数优势（CPI=1.140~1.209）,NAR接近0;生物标志物类型丰富（Sq、IS40、烷基环己烷）,C31藿烷22S/（R＋S）高达0.77,且缺少17β（H）,21β（H）构型藿烷;低碳数饱和脂肪酸为主要脂肪酸类型,异构/反异构脂肪酸含量显著,缺少单不饱和脂肪酸。热液蚀变岩以异构烷烃（2.094μg/g）为主要烃类,正构烷烃以低碳数（L/H=1.33）、偶碳优势（CPI=0.377）为特征;脂肪酸以单不饱和脂肪酸为主。结果表明,海洋原生生物体是49.6°E热液区主要的烃类有机质输入源,热液流体温度及化学条件是控制热液喷口区原生生物群落分布及热液产物中烃类有机质组成的主要因素。生物标志物类型显示硫化物烟囱体中具有产甲烷古菌与硫酸盐还原菌共存的现象,反映出热液流体中富含H2,表明49.6°E热液区具有非生物合成烃类的可能。

关键词：超慢速扩张洋脊热液喷口烃类有机质生物标志物

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基于MTSAT卫星的海上沙尘自动监测

光学学报 2011年第12期31卷 251-259页

作者：涂乾光郝增周潘德炉龚芳国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012

为实现海上沙尘的全天时自动监测,分析了大量MTSAT卫星观测数据,表明海上沙尘样本区在11μm和12μm的热红外亮温差为负,可见光反射率一般高于晴空海面而低于云区,11μm通道的亮温高于云区而低于晴空海区;同时运用Libradtran辐射传输程... 详细信息

为实现海上沙尘的全天时自动监测,分析了大量MTSAT卫星观测数据,表明海上沙尘样本区在11μm和12μm的热红外亮温差为负,可见光反射率一般高于晴空海面而低于云区,11μm通道的亮温高于云区而低于晴空海区;同时运用Libradtran辐射传输程序包模拟不同水汽含量和不同下垫面温度时沙尘区热红外通道亮温差,表明在水汽含量相对较高的海面,沙尘区热红外通道亮温差仍为负值,这一特性可作为海上沙尘识别的重要指标。在沙尘辐射特性分析和模拟的基础上,通过红外亮温差判断,在白天结合可见光通道的反射率与3pixel×3pixel标准偏差;在夜间利用上一时相的沙尘区设定亮温阈值,提出一种简单有效的海上沙尘全天时自动监测算法。以2008年3月1～2日、2010年3月19～21日两次沙尘过程的MTSAT卫星数据为例进行我国海上沙尘的监测试验,结果表明,利用该算法能够有效提取出海上沙尘区的分布范围,客观反映沙尘的运移过程,监测结果利于反演沙尘气溶胶光学厚度、估算海上沙尘沉降通量等问题。

关键词：遥感自动监测光谱分析法海上沙尘 MTSAT卫星

南海西北次海盆地壳结构:海底广角地震实验结果

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中国科学：地球科学 2011年第1期41卷 1463-1476页

作者：吴振利李家彪阮爱国楼海丁巍伟牛雄伟李细兵中国科学院海洋研究所青岛266071 中国科学院研究生院北京100049 国家海洋局第二海洋研究所杭州310012 国家海洋局海底科学重点实验室杭州310012 中国地震局地球物理研究所北京100081

利用完整穿越南海西北次海盆及其两侧大陆边缘的海底广角反射/折射地震测线,反演了该地区的地壳结构.该测线总长484km,共投放海底地震仪(OBS)14台,台站间距30km,组合枪阵激发总容量5160in3(1in3=16.3871cm3).结合同测线多道地震资料,通... 详细信息

利用完整穿越南海西北次海盆及其两侧大陆边缘的海底广角反射/折射地震测线,反演了该地区的地壳结构.该测线总长484km,共投放海底地震仪(OBS)14台,台站间距30km,组合枪阵激发总容量5160in3(1in3=16.3871cm3).结合同测线多道地震资料,通过OBS数据的精细处理和初始建模,利用射线追踪正反演技术,获得了西北次海盆地壳速度结构模型.结果表明,地壳厚度从上陆坡的21km减薄至下陆坡的14km,在西北次海盆为7.7km;莫霍面埋深从上陆坡的21km上升到海盆中央的11km.西北次海盆和东部次海盆的地壳速度结构相似,都为大洋地壳,但不同的是层1(沉积层)增厚,层2减薄,该特点在东部次海盆尤其明显.西北次海盆及其两侧边缘构造形态和速度结构对称分布,存在共轭关系,其陆缘张裂机制属纯剪切模式.模型中的西北次海盆北侧陆缘下地壳没有发现高速层,这为南海北部陆缘西部非火山型地壳性质提供了新的证据.西北次海盆海底扩张规模小、时间短,且层2可能经历了玄武岩岩浆的不对称溢流,这可能导致西北次海盆磁条带异常的模糊化.

关键词：海底广角地震大洋地壳西北次海盆海底扩张

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杭州湾粉质土液化后强度及变形特性试验研究

地震工程学报 2015年第3期37卷 857-861页

作者：吕小飞李冬陈培雄陈小玲国家海洋局第二海洋研究所工程海洋学研究中心浙江杭州310012

海洋粉质土因沉积环境的差异,在动应力作用下的液化特性与陆上粉土略有不同。以杭州湾原状粉质土为研究对象,进行特别设计的动三轴液化试验,研究粉质土液化后的强度和变形特性。研究表明:杭州湾粉质土液化后的应力-应变关系相似,应变与... 详细信息

海洋粉质土因沉积环境的差异,在动应力作用下的液化特性与陆上粉土略有不同。以杭州湾原状粉质土为研究对象,进行特别设计的动三轴液化试验,研究粉质土液化后的强度和变形特性。研究表明:杭州湾粉质土液化后的应力-应变关系相似,应变与砂性土的变化规律相似,可分为低强度段和强度恢复段两阶段,振动频率、围压和前期最大轴向应变对液化后应力-应变都有影响。提出粉质土液化后二阶段本构模型能较好地反映粉质土液化后的应力-应变关系。

关键词：海洋粉质土液化后变形非零有效应力状态零有效应力状态

西太平洋富钴结壳超微化石与分子化石地层划分及对比

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海洋与湖沼 2014年第6期45卷 1176-1184页

作者：雷吉江李小虎张海生初凤友国家海洋局第二海洋研究所杭州310012 国家海洋局海底科学重点实验室杭州310012 国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室杭州310012

对具典型三层构造的西太平洋海山群富钴结壳样品进行了钙质超微化石地层学研究,获取了富钴结壳从内层致密层、中间疏松层到外层较致密层的生长时代:CM1D03为晚古新世-早始新世、始新世中期、中中新世-更新世;CM3D06分为晚古新世-早始新... 详细信息

对具典型三层构造的西太平洋海山群富钴结壳样品进行了钙质超微化石地层学研究,获取了富钴结壳从内层致密层、中间疏松层到外层较致密层的生长时代:CM1D03为晚古新世-早始新世、始新世中期、中中新世-更新世;CM3D06分为晚古新世-早始新世、中始新世-晚中新世、上新世-更新世。对富钴结壳壳层的甾烷系列分子(C27、C28、C29)进行了检测并计算了相对含量,结果表明,两块富钴结壳的甾烷分布构型在结壳生长时代上具有一致性:晚古新世-早始新世,呈反"L"型分布;中始新世呈C27优势的"V"型分布;中新世-更新世呈C29优势的"V"型分布。甾烷分布构型的变化与古海洋环境演化造成的海底甾烷输入波动有关,具有一定的时代特征钙质超微化石和分子化石地层学划分方法在富钴结壳层主要生长时代及生长间断的界定上具有一致性,可以用于富钴结壳的地层划分和对比。

关键词：富钴结壳钙质超微化石分子化石年代地层学