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中国东部近海沉积有机碳的分布、埋藏及碳汇效应

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中国科学：地球科学 2024年第10期54卷 3113-3133页

作者：石学法吴斌乔淑卿姚政权胡利民白亚之胡珊盛洁刘焱光刘升发王昆山邹建军自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 青岛海洋科技中心海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237 山东省深海矿产资源开发重点实验室(筹) 青岛266061 中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100

海洋是地球上最大的活性碳库.有机碳作为海洋固碳的主要形态,其沉积和埋藏在全球碳循环中扮演着重要的角色.本文利用采自渤海、黄海和东海海域的5796个站的沉积有机碳含量及相关地球化学和沉积学参数,编制了系列图件,总结阐述了中国东... 详细信息

海洋是地球上最大的活性碳库.有机碳作为海洋固碳的主要形态,其沉积和埋藏在全球碳循环中扮演着重要的角色.本文利用采自渤海、黄海和东海海域的5796个站的沉积有机碳含量及相关地球化学和沉积学参数,编制了系列图件,总结阐述了中国东部近海沉积有机碳分布和埋藏规律;基于获得的现代沉积物收支数据,系统估算了渤海、黄海和东海有机碳埋藏通量;在此基础上综合评估了中国东部近海沉积碳汇效应强度,基本摸清了渤海、黄海和东海沉积有机碳“家底”.研究结果表明,渤海、黄海和东海沉积有机碳含量介于0.00%~2.12%之间,平均含量为0.47%±0.26%.有机碳含量主要受细粒沉积物组分控制,泥质区有机碳含量平均值比非泥质区高39%.渤海、黄海和东海现代沉积有机碳主要埋藏在七大泥质区,其沉积有机碳埋藏通量合计约为8.20Mt C a^(–1).其中,生源有机碳埋藏通量为6.92Mt C a^(–1),与我国东部九大水系流域硅酸盐风化强度相当.在自然状态下,中国东部近海沉积物中每年固定的有机碳相当于25.37Mt大气CO_(2),具有非常可观的碳汇效应.渤海、黄海和东海陆源有机碳的分布和埋藏主要受大河输入和海区复杂水动力环境的影响,但筑坝等人类活动已显著改变了近海泥质区有机碳的埋藏.

关键词：沉积有机碳埋藏通量碳汇效应碳循环中国东部近海

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1998年—2020年渤海、黄海和东海月平均典型浮游植物色素浓度遥感数据集

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遥感学报 2024年第4期28卷 1101-1111页

作者：孙德勇李正浩王胜强环宇张海龙齐琳刘建强何宜军南京信息工程大学海洋科学学院南京210044 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 美国南佛罗里达大学海洋科学学院圣彼德斯堡FL33701 国家卫星海洋应用中心北京100081

海洋浮游植物群落结构信息对了解和研究碳循环和气候变化至关重要。浮游植物中含有的多种色素能够用于描述浮游植物群落结构特征和生理状态,因此浮游植物色素浓度的检测具有重要意义。本研究基于2016年—2018年渤海、黄海和东海7次航次... 详细信息

海洋浮游植物群落结构信息对了解和研究碳循环和气候变化至关重要。浮游植物中含有的多种色素能够用于描述浮游植物群落结构特征和生理状态,因此浮游植物色素浓度的检测具有重要意义。本研究基于2016年—2018年渤海、黄海和东海7次航次调查实验中采集的实测数据(包括浮游植物吸收系数、16种典型色素浓度和遥感反射率),利用高斯分解法开发了一种基于浮游植物吸收的色素浓度遥感模型,并使用原位观测数据集进行评估,得到的结果的误差可接受(例如,大部分色素模型的平均绝对百分比误差MAPE部分色素模型的MAPE范围40%—60%)。将本文开发的模型应用于SeaWiFS和MODIS-Aqua遥感反射率月平均产品(1998年—2020年),获得了渤海、黄海和东海区域16种色素浓度23年的时空变化数据记录。浮游植物色素浓度遥感数据集可以从https://***/10.17632/bhcznf2m7v.1下载获得。本研究从遥感反射率卫星数据中得到复杂浑浊沿海水域中的浮游植物色素浓度,可为渤海、黄海和东海精细化的海洋浮游植物群落结构研究提供数据支撑。

关键词：浮游植物色素吸收系数沿海水域 SeaWiFS MODIS 遥感数据集

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拉尼娜发生期东海太平洋褶柔鱼耳石生长特征

应用生态学报 2024年第6期35卷 1716-1724页

作者：郭瑞玉陆化杰孙天姿赵懋林张弼强杨思哲上海海洋大学海洋科学学院上海201306 上海海洋大学自然资源部海洋生态监测与修复技术重点实验室上海201306 上海海洋大学国家远洋渔业工程技术研究中心上海201306

为研究拉尼娜与正常年东海太平洋褶柔鱼的耳石外形生长特征差异,对2020年间(正常年)和2021年间(拉尼娜年)2—4月我国灯光围网船在东海海域生产调查期间采集的太平洋褶柔鱼样本进行了分析。结果表明:耳石总长(TSL)、侧区长(LDL)、翼区长(... 详细信息

为研究拉尼娜与正常年东海太平洋褶柔鱼的耳石外形生长特征差异,对2020年间(正常年)和2021年间(拉尼娜年)2—4月我国灯光围网船在东海海域生产调查期间采集的太平洋褶柔鱼样本进行了分析。结果表明:耳石总长(TSL)、侧区长(LDL)、翼区长(WL)和最大宽度(MW)可作为描述东海太平洋褶柔鱼耳石外形生长特征的表征参数。不同气候年间、不同性别耳石的形态表征参数均具有显著性差异:正常年样本的耳石表征参数值均大于拉尼娜年;除拉尼娜年的TSL,其余表征参数均表现为雌性大于雄性。生长方程表明,不同气候年间雄性均较雌性耳石增长更快,正常年TSL、LDL和WL增长更快,拉尼娜年MW增长更快。太平洋褶柔鱼耳石的相对尺寸随个体生长均呈现逐渐减缓的趋势。

关键词：太平洋褶柔鱼耳石外形生长特征拉尼娜东海

WavewatchⅢ模拟和统计方法在最大波高预报方面的评测分析

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海洋预报 2024年第1期41卷 1-9页

作者：王娟娟侯放吴淑萍王久珂国家海洋环境预报中心北京100081 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室江苏南京210098 国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081

为了研究WavewatchⅢ(WWⅢ)海浪模型对最大波高的模拟能力及其与传统统计关系方法的差异,通过对两次台风浪过程的后报模拟和半年的业务化预报,分析了WWⅢ数值模拟的准确度及其与统计关系方法的精度差异。研究结果表明:WWⅢ数值模拟的最... 详细信息

为了研究WavewatchⅢ(WWⅢ)海浪模型对最大波高的模拟能力及其与传统统计关系方法的差异,通过对两次台风浪过程的后报模拟和半年的业务化预报,分析了WWⅢ数值模拟的准确度及其与统计关系方法的精度差异。研究结果表明:WWⅢ数值模拟的最大波高(Hmax)的精度略低于有效波高(Hs),但也达到了24 h预报相对误差(H_(max)≥1 m)低于18%、相关系数高于0.94的水平,模拟精度可靠,可以用于业务化预报;与两种统计关系方法(H_(max)和H_(s)分别为1.42和1.52)计算的最大波高相比,数值模拟的精度总体与其相当,但在H_(max)和H_(s)比值大于1.65这种易出现危险的海况下,数值模拟具有更高的准确性,更适合应用于海浪预警报服务。

关键词：最大波高 WavewatchⅢ模型数值模拟统计关系预报精度

基于L0梯度平滑与图像分块聚类的海天线检测

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应用海洋学学报 2024年第1期43卷 106-115页

作者：郑兵董超胡海驹陈焱琨刘蔚国家海洋局南海调查技术中心广东广州510300 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510300 南方海洋科学与工程广东省实验室广东珠海440402 广东省国土资源测绘院广东广州510500

海天线检测在海洋工程安防活动中具有重要的意义,真实海洋环境中的海天线检测易受云朵、海浪、光照变化、目标遮挡物、边界模糊等外界干扰。为了实现对真实海洋环境中海天线的检测,本研究提出一种基于L0梯度平滑和图像分块聚类的海天线... 详细信息

海天线检测在海洋工程安防活动中具有重要的意义,真实海洋环境中的海天线检测易受云朵、海浪、光照变化、目标遮挡物、边界模糊等外界干扰。为了实现对真实海洋环境中海天线的检测,本研究提出一种基于L0梯度平滑和图像分块聚类的海天线检测算法。首先,对图像进行L0梯度平滑滤波,以增强海天线边缘,弱化非海天线因素干扰;接着,将图像沿着竖直方向分割成若干等宽图像块,以降低整体环境干扰,加强局部海天线检测效果;然后,通过Canny算子和霍夫变换提取每个分割图像块中的直线段;最后,采取K-means聚类算法提取每个图像块中的海天线段,拟合生成完整海天线。实验结果表明,在真实的海天线数据集中,本研究方法获取的矩形框重叠率平均精度为93.22%,角度差平均精度为7.66%,均高于文中选取的近年典型对比算法。满足实际海天线检测抗干扰强、准确率高、适应性广等要求。

关键词：海洋水文学海天线检测 L0梯度平滑滤波图像分块 K-means线段聚类

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基于激光数据的北极海水二氧化碳分压研究

红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 397-405页

作者：张思琪陈鹏张镇华潘德炉南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所山东青岛266061 自然资源部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 东海实验室浙江舟山316021

星载激光雷达作为一种新型的主动遥感技术,为全球海洋昼夜以及极地冬季海水二氧化碳分压的研究提供了可能。研究通过使用云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星(CALIPSO)数据,对全球海表面叶绿素a(Chla)浓度进行了反演,并构建了基于激光数... 详细信息

星载激光雷达作为一种新型的主动遥感技术,为全球海洋昼夜以及极地冬季海水二氧化碳分压的研究提供了可能。研究通过使用云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星(CALIPSO)数据,对全球海表面叶绿素a(Chla)浓度进行了反演,并构建了基于激光数据的前向神经网络模型(FNN-LID),重构了北冰洋海水二氧化碳分压(pCO_(2))昼/夜长时序数据集。在此基础上,对基于主动遥感的极地海水Chla浓度和海水pCO_(2)数据进行了验证与分析。结果显示,基于该算法的反演产品,具有较高的数据质量,不论是和其他被动遥感的产品还是独立浮标观测数据集都有较好的一致性,且能够有效“填充”极地冬季的数据空白。在北冰洋海区,受陆源强烈影响的边缘海都表现为较高的海表Chla浓度。北冰洋海水pCO_(2)的空间格局表现出经向的差异,且pCO_(2)的季节变化十分剧烈,甚至超过80μatm。近20年来,北冰洋稳定地表现为大气二氧化碳的汇,而在东西伯利亚海和喀拉海等海冰显著衰退的地区,海面pCO_(2)的增长率非常显著。

关键词：星载激光雷达反演北冰洋海水二氧化碳分压极夜长时序研究

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多核素示踪粤西广海湾水体和颗粒物输运过程

原子能科学技术 2024年

作者：谷河泉吴梅桂赵峰王中瑗倪志鑫李冬梅赵力郑远来周鹏国家海洋局南海环境监测中心海南南沙珊瑚礁生态系统野外科学观测研究站自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室

利用放射性同位素在海洋环境中的迁移行为，探索与其相对一致的海洋学过程，已成为海洋学研究的一种重要技术手段。本文利用海洋放射性同位素示踪技术，以溶解态镭同位素224Ra、223Ra、228Ra和颗粒态核素7Be、210Pb、234Th为示踪核素，... 详细信息

利用放射性同位素在海洋环境中的迁移行为，探索与其相对一致的海洋学过程，已成为海洋学研究的一种重要技术手段。本文利用海洋放射性同位素示踪技术，以溶解态镭同位素224Ra、223Ra、228Ra和颗粒态核素7Be、210Pb、234Th为示踪核素，于2019年10月至2020年1月期间开展了粤西广海湾水体和颗粒物输运过程的调查研究，并用修正224Ra/228Ra模型计算了广海湾水体滞留时间。结果表明，广海湾水体及其携带溶解态物质向外海迁移的时间尺度约为1 d。在定量评估广海湾颗粒态7Be和210Pb的各项来源与归宿的基础上，构建了两核素箱式模型。结果表明：大气沉降是广海湾7Be和210Pb的重要来源，广海湾向湾外输送是7Be的最大归宿；珠江来沙随粤西沿岸流以涨落潮形式进入广海湾，构成广海湾210Pb的潜在重要来源。利用典型海湾7Be、210Pb和234Th颗粒物滞留时间模型，分别估算了广海湾悬浮颗粒物滞留时间，通过对比三核素估算结果，本文认为以210Pb示踪的广海湾颗粒物滞留时间(τp,Pb=12～45 d)能更好地指示广海湾颗粒物及其携带颗粒活性污染物（如重金属、部分有机污染物）输运过程的时间尺度。

关键词：镭同位素 Be Pb Th 滞留时间粤西广海湾

1949—2021年登陆我国热带气旋历史规律研究

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海洋预报 2024年第3期41卷 80-89页

作者：孟凡昌李本霞王娟娟国家海洋环境预报中心北京100081 国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081 河海大学海洋学院江苏南京210024

基于1949—2021年中国气象局最佳热带气旋路径数据,按照相应规则筛选出登陆我国的热带气旋及登陆位置,分析研究登陆热带气旋的数量、强度、时间等特征和变化规律,并具体分析沿海各地区登陆热带气旋的变化规律。结果表明:1949—2021年登... 详细信息

基于1949—2021年中国气象局最佳热带气旋路径数据,按照相应规则筛选出登陆我国的热带气旋及登陆位置,分析研究登陆热带气旋的数量、强度、时间等特征和变化规律,并具体分析沿海各地区登陆热带气旋的变化规律。结果表明:1949—2021年登陆我国的热带气旋数量呈略微减小趋势,有明显的高峰、低谷期,2018年后处于一个较低的水平;热带气旋登陆时的强度主要集中于强热带风暴、台风级别,登陆月份主要集中于7—9月;1949—2021年登陆我国的低强度热带气旋有减小趋势,而高强度热带气旋有增大趋势,说明登陆的高强度热带气旋将会越来越多,这可能与全球变暖以及热带扩展有关;1949—2021年登陆热带气旋位置在纬向上有轻微的南落,经向上无明显变化,这和前人的研究结论不一致,可能是由于选取的数据源以及时间跨度不一致造成的;我国沿海各地区热带气旋登陆频次最高的是广东地区,其次是台湾地区、海南、福建地区,大体上从南到北逐渐减少;台湾地区高强度登陆热带气旋占比最多,其次为浙江、福建、广东、海南地区;长期来看,广东、台湾地区年热带气旋登陆频次呈现减小趋势,浙江、福建地区呈现上升趋势。

关键词：登陆热带气旋历史变化规律登陆位置沿海地区

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基于维纳滤波的船载地波雷达海流反演方法

现代雷达 2024年

作者：李晨田应伟赵久瑞王蕾自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室国家海洋局南海信息中心武汉大学电子信息学院

在利用船载便携式高频地波雷达进行海洋探测过程中，由于海风、海浪的影响，平台难以保持稳定的航向。为了更准确地提取海流参数，有必要在海流反演过程中对平台偏航运动进行补偿处理。本研究基于阵列信号模型，推导了平台偏航运动条件... 详细信息

在利用船载便携式高频地波雷达进行海洋探测过程中，由于海风、海浪的影响，平台难以保持稳定的航向。为了更准确地提取海流参数，有必要在海流反演过程中对平台偏航运动进行补偿处理。本研究基于阵列信号模型，推导了平台偏航运动条件下回波信号的时频域表达式，提出一种基于维纳滤波反卷积的补偿方法。此外利用船载仿真和试验实测数据验证了该方法，结果表明：经过偏航运动补偿后雷达径向流估计误差降低了4.18cm/s，表明了这种海流反演方法的有效性。

关键词：船载雷达径向流反演偏航补偿维纳滤波