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黄东海悬浮颗粒物质量比后向散射特性Mie理论模拟与实证分析

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激光与光电子学进展 2022年第13期59卷 91-101页

作者：曹爽韩冰朱建华李芝凤国家海洋技术中心天津300111

悬浮颗粒物的质量比后向散射系数(b*_(bp))主要受颗粒物的成分、大小等因素影响,研究其变化特性对于揭示水体中颗粒物种类、时空分布以及提升水色遥感定量化精度等具有重要意义。本文利用Mie理论,对海水中常见的具有不同粒径分布、相对... 详细信息

悬浮颗粒物的质量比后向散射系数(b*_(bp))主要受颗粒物的成分、大小等因素影响,研究其变化特性对于揭示水体中颗粒物种类、时空分布以及提升水色遥感定量化精度等具有重要意义。本文利用Mie理论,对海水中常见的具有不同粒径分布、相对折射率及表观密度的多种藻类和无机矿物颗粒的质量比后向散射系数进行了模拟计算。研究发现:当粒径分布斜率ξ相同时,无机矿物颗粒的平均b*_(bp)约为藻类颗粒的2倍;ξ为4.0时,无机矿物颗粒和藻类颗粒在532 nm处的平均b*_(bp)分别为(9.12±3.18)×10^(-3)m^(2)·g^(-1)和(4.09±0.48)×10^(-3)m^(2)·g^(-1);藻类颗粒具有较低b*_(bp)的主要原因是其折射率实部较低。黄东海实测数据研究结果表明:b*_(bp)的空间变异性低于后向散射系数,当无机颗粒质量浓度在总颗粒物中占主导时,平均b*_(bp)(532)为8.46×10^(-3)m^(2)·g^(-1);而有机颗粒物占主导时为3.63×10^(-3)m^(2)·g^(-1),前者为后者的2.3倍。实测b*_(bp)随有机颗粒物质量浓度占比的增大呈乘幂函数形式减小,结合模拟结果,发现研究区水体颗粒物的粒径分布斜率ξ的变化范围为3.6~4.2,对于有机颗粒占主导的远岸水体,ξ约为3.9,而在长江入海口附近水域,悬浮颗粒物的质量比后向散射系数因受粒径分布变化的影响具有较大的变化幅度。。

关键词：海洋光学质量比后向散射系数 Mie理论粒径分布颗粒物组成黄东海

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黄东海浮游生物群落呼吸率对碳平衡的重要性

海洋与湖沼 2022年第1期53卷 84-95页

作者：叶文琪刘诚刚蔡昱明翟红昌乐凤凤王斌寿鹿陈全震杜萍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

黄东海接受长江冲淡水和黑潮带来的大量营养盐和有机物质,其碳循环对陆架海碳源汇格局至关重要。浮游生物群落呼吸是影响碳循环的重要过程。为揭示黄东海浮游生物群落呼吸率(PCR)对碳平衡的贡献,于2011年四季使用黑白瓶培养法测定黄海... 详细信息

黄东海接受长江冲淡水和黑潮带来的大量营养盐和有机物质,其碳循环对陆架海碳源汇格局至关重要。浮游生物群落呼吸是影响碳循环的重要过程。为揭示黄东海浮游生物群落呼吸率(PCR)对碳平衡的贡献,于2011年四季使用黑白瓶培养法测定黄海南部及东海北部浮游群落呼吸率和初级生产力,并同步测定温度、盐度、营养盐、叶绿素和细菌丰度等环境因子。结果显示,浮游生物群落呼吸率的变化范围为1.61~834.84mgC/(m^(3)·d),年均为(184.53±154.21)mgC/(m^(3)·d),其中夏季最高,冬季最低。根据相关性分析,黄东海研究区域浮游生物群落呼吸率,尤其是在夏天,主要由浮游植物和浮游细菌贡献;浮游生物群落呼吸率与温度呈显著正相关,与盐度和硅酸盐呈显著负相关。通过比较群落呼吸率与初级生产力,得到研究海区水柱总体呈现异养状态;部分站位表层或10 m水层呈现出自养状态。海气CO_(2)交换通量的研究显示,黄东海陆架主要表现为大气CO_(2)的碳汇区域。研究提出,黄东海陆架碳平衡总体异养、却为碳汇的主要原因可能为:研究区域表层初级生产吸收CO_(2)高于呼吸产生CO_(2),常表现为自养和碳汇;但表层沉积物的再悬浮和外源有机碳输入为次表层以下水体提供了丰富的有机碳,浮游生物群落呼吸产生的CO_(2)高于初级生产吸收的CO_(2),呈现异养。当台风等物理外力破坏水层结构使水体混合时,次表层及以下的CO_(2)将释放到大气中,表现为碳源。

关键词：浮游生物群落呼吸率陆架海碳平衡黄东海

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黄东海表层沉积物中磷的分布特征

环境科学 2014年第1期35卷 157-162页

作者：宋国栋刘素美张国玲中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛266100

于2011年3～6月分两个航次在黄东海采集了表层沉积物样品，测定了其中总磷（TP）、无机磷（IP）和有机磷（OP）的含量．结果表明，TP的变化范同为10．50～24．10μmol·g^-1，IP的变化范嗣为7．14～17．10μmol·g^-1，IP是TP的主要赋... 详细信息

于2011年3～6月分两个航次在黄东海采集了表层沉积物样品，测定了其中总磷（TP）、无机磷（IP）和有机磷（OP）的含量．结果表明，TP的变化范同为10．50～24．10μmol·g^-1，IP的变化范嗣为7．14～17．10μmol·g^-1，IP是TP的主要赋存形态，平均占TP的70％以上；黄东海大部分站位IP与TP的百分比在50％-90％之间，有4个站位的百分比高于90％，都分布在东海．沉积物中磷的含量和平面分布特征受到人类活动、物质来源、沉积物的粒度、沉积环境和水文条件等多种因素的影响．黄东海沉积物中总磷的埋藏通量呈现出区域性的差异，埋藏通量主要受沉积速率、沉积物的孔隙度和底层水含氧量等多种因素的影响，其中沉积物中总磷的含量和沉积速率是决定埋藏通量大小的关键因素，

关键词：总磷无机磷有机磷埋藏通量沉积物黄东海

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黄东海大气边界层高度季节变化特征及其成因

中国海洋大学学报（自然科学版） 2012年第S1期42卷 34-44页

作者：韩美张苏平尹跃进杨万裕杨育强中国海洋大学物理海洋实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋-大气相互作用气候实验室山东青岛266100 浙江省台州市洪家国家基准气候站浙江台州318000 台州市气象局浙江台州318000 青岛市气象局山东青岛266100

利用CFSR再分析资料,采用EOF的分析方法统计分析了黄东海边界层高度的季节变化特征,探讨了2个模态的分布型以及与之相联系的下垫面热通量和垂直环流,统计了ICOADS资料中近30a逐月低云发生频率和海雾发生频率,揭示了其与边界层高度分布... 详细信息

利用CFSR再分析资料,采用EOF的分析方法统计分析了黄东海边界层高度的季节变化特征,探讨了2个模态的分布型以及与之相联系的下垫面热通量和垂直环流,统计了ICOADS资料中近30a逐月低云发生频率和海雾发生频率,揭示了其与边界层高度分布特征的一致性。结果表明:盛行风的平流作用与下垫面特征相结合造成的低空稳定性的变化是黄东海边界层高度时间上夏季低、冬季高,空间上呈现东高西低、南高北低的重要因素。EOF分析中第一模态表现为整个黄东海区域具有一致性,主要是大尺度环流的影响;第二模态为春秋相反的2个分布型,与海洋锋、冷舌以及暖水团的季节变化有着密切关系。黄东海大气边界层高度的最大值出现时间以及其大小在空间上较为一致,而最小值以黄东海海洋锋为界,向北逐渐减小,以南差异性不大,出现时间上有较大的差异。,这主要由黄东海冷舌、暖水团以及海洋锋的季节变化所引起对边界层经向分布影响较大所引起的。春夏季节,南部(西部)低云发生频率高于北部(东部),海雾发生频率低于北部(东部);海雾高频区对应较低边界层高度,而低云高频区对应相对较高边界层高度。

关键词：边界层高度黄东海季节变化低云海雾 EOF

黄东海-西北太平洋大气颗粒态有机胺浓度及粒径分布特征分析

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2017年第5期47卷 19-26页

作者：于沛然郭天锋朱玉姣高会旺姚小红中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

在2014和2015年春季分别搭载黄东海-西北太平洋航次采集分粒径气溶胶样品,从浓度水平、空间分布及粒径分布三方面,对海洋大气气溶胶中颗粒态有机胺进行分析。DMA+(二甲胺)和TMA+(三甲胺)为采样区域内主要存在的颗粒态有机胺。两种颗粒... 详细信息

在2014和2015年春季分别搭载黄东海-西北太平洋航次采集分粒径气溶胶样品,从浓度水平、空间分布及粒径分布三方面,对海洋大气气溶胶中颗粒态有机胺进行分析。DMA+(二甲胺)和TMA+(三甲胺)为采样区域内主要存在的颗粒态有机胺。两种颗粒态有机胺在不同海域和年份有较大的浓度变化。空间分布结果表明,海洋大气颗粒态有机胺主要来源于海洋而非陆地传输,且与海洋生物活动性存在密切关系。大部分样品中颗粒态有机胺主要分布在0.1~1.8μm,主要来源于气粒凝结、非均相反应、一次燃烧排放以及云过程几种形成过程,各形成过程在不同样品中相对重要性各不相同。在2015年航次中还观测到0.01~0.056μm存在明显模态分布,且在一些低浓度样品中这一模态甚至和积聚模态对颗粒态有机胺的贡献相当。

关键词：海洋大气气溶胶有机胺粒径分布黄东海西北太平洋

黄东海表层悬沙浓度次级锋面及其季节变化初探

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泥沙研究 2012年第2期37卷 41-46页

作者：杨扬庞重光国家海洋信息中心天津300171 中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071

选取了1998-2002年连续五年的比较完整的由SeaWiFS卫星水色遥感资料反演得到的黄东海表层悬沙浓度资料,辅以同期的归一化离水辐射率资料,对黄东海表层悬沙浓度(次级)锋面的分布特征及其季节变化进行了分析,得到以下结论:在黄东海海域主... 详细信息

选取了1998-2002年连续五年的比较完整的由SeaWiFS卫星水色遥感资料反演得到的黄东海表层悬沙浓度资料,辅以同期的归一化离水辐射率资料,对黄东海表层悬沙浓度(次级)锋面的分布特征及其季节变化进行了分析,得到以下结论:在黄东海海域主要存在8个悬沙浓度锋面,冬季各主要锋面都发展成熟,展现出良好的形态;在黄东海大致存在两种悬沙浓度锋面,一种是高悬沙浓度锋面,对应悬沙浓度等值线10～30mg/L,另一种是低悬沙浓度锋面,即次级锋面,对应悬浮泥沙浓度等值线2～6mg/L。悬沙次级锋面季节变化显著,2月向外海输运最远,8月离岸最近,5月和10月为过渡时期;冬半年,次级锋面的分布范围与锋面强度成反比;黄东海悬沙次级锋面的季节变化是水动力条件季节变化的结果和反映,其中风浪的掀沙作用和冬夏季显著不同的环流结构是主要控制因子。次级锋面的存在,在远源区现代沉积中心的形成中起关键作用。

关键词：悬沙浓度(次级)锋面黄东海季节变化归一化离水辐射率

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黄东海典型断面颗粒有机碳的初步研究

海洋环境科学 2011年第4期30卷 481-486页

作者：张婷石晓勇商荣宁田小亭吴婷中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100

根据2007年11月对黄东海海域的调查资料,分析了黄东海典型断面颗粒有机碳(POC)的分布特征,并讨论了各断面颗粒有机物中碳氮比(C/N)的分布情况及影响其分布的因素。结果表明:按由北向南的顺序,各断面POC的含量逐渐减小,除03断面C/N最小外... 详细信息

根据2007年11月对黄东海海域的调查资料,分析了黄东海典型断面颗粒有机碳(POC)的分布特征,并讨论了各断面颗粒有机物中碳氮比(C/N)的分布情况及影响其分布的因素。结果表明:按由北向南的顺序,各断面POC的含量逐渐减小,除03断面C/N最小外,其余各断面随纬度减小而逐渐减小。位于南黄海的03断面POC含量相对较高,C/N平均值仅为6.37±11.21,其分布主要受生物活动的影响;04断面POC的分布呈现出两端高中间低的特征,垂直方向分布均匀,C/N平均值为10.64±15.72,该断面颗粒物主要来自陆源。05和10断面POC的分布均呈现出近岸高远岸低,表层高底层低的趋势,C/N分别为8.27±8.91、7.69±7.91,其分布情况均是受到了生物和水文等多种因素的综合作用的结果。

关键词：颗粒有机碳分布特征来源黄东海

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黄东海悬浮泥沙输运结构及其形成机制

泥沙研究 2010年第3期35卷 24-30页

作者：庞重光杨扬刘志亮中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 中国科学院研究生院北京100049

选取典型的水色遥感反演得到的悬浮泥沙浓度资料,并配合同期海表面温度遥感资料,对特定年份黄东海冬季悬浮泥沙的平面分布及其动力成因进行了分析,得出了黄东海冬季悬浮泥沙的平面分布主要是由本海域的环流结构所决定的结论;同时利用悬... 详细信息

选取典型的水色遥感反演得到的悬浮泥沙浓度资料,并配合同期海表面温度遥感资料,对特定年份黄东海冬季悬浮泥沙的平面分布及其动力成因进行了分析,得出了黄东海冬季悬浮泥沙的平面分布主要是由本海域的环流结构所决定的结论;同时利用悬浮泥沙浓度和海表面温度的相关性得出了东中国海冬季清晰的环流结构,并给出了各主要环流分量的悬浮泥沙浓度特征值和温度特征值。利用1998-2002年表层悬浮泥沙浓度的月平均资料,结合卫星风场资料,研究了南黄海和东海北部悬浮泥沙浓度与局地风速在季节尺度上的相关关系。得出在季节变化尺度上,悬浮泥沙浓度与风速的关系密切并存在一定的时间滞后,约1-2个月;悬浮泥沙浓度季节内变化与风速的关系不明显。

关键词：黄东海悬浮泥沙浓度输运结构环流配置局地风速

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黄东海大气气溶胶数浓度特征及影响因素研究

海洋环境科学 2024年第1期43卷 64-73页

作者：何源鸿徐国杰陈立奇龚天骄王宇程曾程昱南京信息工程大学中国气象局气溶胶−云−降水重点开放实验室江苏南京210044 集美大学港口与海岸工程学院极地与海洋研究院福建厦门361021

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... 详细信息

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/cm^(3),而远离陆地的远海海域气溶胶总数浓度仅为70个/cm^(3)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/(cm^(3)·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。

关键词：黄东海大气气溶胶海洋气溶胶气溶胶粒子谱分布新粒子生成