黄东海海区春季半经验分析生物-光学算法研究

基于2003年4月黄东海试验获取的现场实测的水体表观光学参数和固有光学参数数据,对生物-光学半经验分析算法进行了研究。根据算法的基本原理开发了黄色物质吸收系数光谱模型等一系列经验模型,利用多元非线性最小二乘法求解、反演叶绿素a浓度,并对模型进行检验。结果表明,模型的反演值与实测值的一致性较好。     

黄东海春季水体后向散射系数的经验模型研究

水体后向散射系数的反演模型研究是 II类水体生物 -光学算法开发的重要组成部分。通过对 2 0 0 3年 4月黄东海试验获得的水面之下遥感反射率 rrs (λ)和后向散射系数 bb (λ)的分析 ,以 bb (4 1 2 )为中间变量 ,根据水体后向散射系数的光谱特点 ,统计获得了 rrs (λ)反演的统计模型。从整体反演的效果可见 ,该模型在试验水域可使 73%的样品反演相对偏差控制在± 30 %之内 ,且多集中于± 1 0 %之内     

黄东海海区浮游植物色素吸收系数与叶绿素a浓度关系研究

浮游植物色素吸收与叶绿素a浓度关系研究是水色遥感生物-光学算法开发的重要组成部分,我们利用HD200304航次和HD200309航次的测量数据,开发了色素吸收系数的波段关系模型(αφ(λ)-αφ(675))和色素吸收系数与叶绿素a浓度关系(αφ(λ)-αφ(675))模型,并在模型开发的基础上,利用叶绿素a浓度反演典型波段的色素吸收系数,效果良好。     

南海东北部基于标准经验算法的遥感叶绿素a反演结果比较分析

比较了2000年夏季邻近珠江口的南海东北部海区海洋水色传感器SeaWiFS遥感与走航叶绿素a(Chla)的分布,着重对比在运用Ruddick的浑浊水体大气校正方法的条件下OC2,OC4和OCTSC的3种标准经验算法反演的SeaWiFS遥感Chla与实测Chla偏离的相对程度。结果表明,3种产品都能够反映Chla从近岸向远岸降低的空间分布特征,但从近岸到远岸划分3个子区域分别对遥感与走航Chla求均值比较的结果表明。OC4产品偏离实测Chla分布的程度明显小于其他2种产品。此外3种产品的Chla频率分布差异显著。这一结果可以为选择适用于该海域海洋环境变动研究的SeaWiFS Chla标准产品提供参考。     

三门湾秋季浮游植物现存量和初级生产力

对1987年9月浙江三门湾海区浮游植物细胞丰度、叶绿素a浓度和初级生产力的分布特征及其与环境的关系进行了研究。结果表明,调查海区的浮游植物细胞丰度、叶绿素a浓度和初级生产力均具有明显的空间区域性分布特征。叶绿素a浓度高值区位于三门湾顶部和健跳港口,从湾顶部往湾口海区方向,叶绿素a浓度逐渐下降。初级生产力的分布趋势与叶绿素a浓度的分布趋势一致。表层水浮游植物平均细胞丰度为(3.36±1.39)×103个/dm3,表、底层平均叶绿素a浓度分别为(1.47±0.42)μg/dm3和(1.12±0.19)μg/dm3,平均初级生产力为(36.0±29.5)mg/(m2·d)。     

CMODIS资料提取叶绿素a浓度的反演算法研究

中分辨率成像光谱仪(CMODIS)是我国“神舟3号”飞船上对地观测主载荷,是我国第一台上天的具有测量海面叶绿素a浓度能力的成像光谱仪.利用宽视场海洋水色扫描仪(SeaWiFS)反演叶绿素a浓度作为参考值建立CMODIS资料处理模型,得到三个基于蓝绿波段比值法的叶绿素a浓度反演算法,平均相对误差分别为26.6%,24%和33.5%,均方根误差分别为1.16,1.15和1.23 mg/m3.在叶绿素a浓度反演误差允许范围小于35%的条件下,比值算法的适用范围为悬浮泥沙浓度小于5 g/m3的海区.悬浮泥沙的强散射作用导致比值算法在高悬浮泥沙浓度条件下产生高估叶绿素a浓度反演值的现象;在中低悬浮泥沙浓度的海区,悬浮泥沙和浮游植物对离水辐亮度的综合作用使比值算法存在低估叶绿素a浓度的趋势.     

利用经验正交函数数据插值法重构东中国海叶绿素a质量浓度场

利用经验正交函数数据插值法(Data INterpolating Empirical Orthogonal Functions)重构由MODIS-Aqua卫星提供的三级产品叶绿素a质量浓度,得到了从2003—2009年东中国海叶绿素a质量浓度的月平均场。东中国海近岸叶绿素a质量浓度7 a平均值明显高于外海。对叶绿素a质量浓度季节平均场进行分析研究表明,东中国海叶绿素a质量浓度主要受长江径流、海表水温和季风的影响。对叶绿素a质量浓度异常场进行EOF分析表明,第一模态方差贡献为37.8％,空间分布显示,在长江口东北部出现叶绿素a质量浓度异常高值区,时间变化以半年和半年以下周期为主;第二模态方差贡献为21.4％,空间分布显示,在长江口东部出现叶绿素a质量浓度异常高值区,时间系数主要表现为年际变化。     

海洋生物-光学算法研究──南黄海叶绿素浓度的估算

根据1995年9月中日合作南黄海现场观测资料，对南黄海生物一光学算法进行研究。首先对南黄海现场多光谱反射比数据进行因子分析，解反射比协方差矩阵的特征问题；解出特征值和对应的特征向量，求出主因子，然后建立叶绿素a浓度对主因子的多元线性回归方程，并对算法进行回报和预报检验。计算结果表明，该算法具有较高精度，同时也显示出天气条件对估算精度产生较大影响。     

秋季湛江港和入海口温盐结构及生态特征

采用2015年10月采集的湛江港海域水体叶绿素a浓度、温度、盐度等参数,分析了秋季湛江港和入海口温盐结构及生态特征。研究结果表明,湛江港海域盐度的水平分布上由湾内往湾外逐渐递增,叶绿素a浓度由湾内往湾外逐渐递减,水深比较浅的区域水温较高,同时在航道入海口底层存在着“高盐低温低叶绿素”的相对稳定的冷水团结构。该水团的形成是由于湛江港出海口独特的地形构造促进区域性水体层化,同时底部水体透明度低,限制航道入海口区域底层的浮游植物的生长等因素所致。     

基于水色遥感的黄、东海叶绿素a浓度季节和年际变化特征分析

海洋叶绿素a浓度是衡量海洋浮游植物的生物量和富营养化程度的最基本指标之一。黄、东海叶绿素a浓度年际变化显著,其影响因素需深入分析。本文依据黄、东海的地理位置、水深和生态特征将其分为5个区域进行研究。由5个区域叶绿素a浓度的季节变化可以看出,水华发生早晚依次是黄海西岸—北黄海中部—南黄海中部—东海陆架区—东海近岸海区。从年际变化可以看出,除东海陆架外,其它4个区域的变化幅度均较大。在冬季和夏季,5个区域的基础生物量在2008年均达到最低;在春季和秋季,黄、东海近岸和北黄海中部的年际变化较大,5个区域在2006年春季均达到最高;2009年秋季较其它年份均低。5个区域基础生物量由高到低为:黄、东海近岸较高,然后是北黄海中部和南黄海中部,东海陆架最低。从与水温、风速和有效光合辐射的相关分析来看,浮游植物生长的年际变化受海面风速的影响较大。近岸区域水体混合均匀,营养盐丰富,风速较小时水体稳定有利于浮游植物生长,而水深较深区域,风速较大时,营养盐易补充到表层,有利于浮游植物生长。     

东、黄海沉积物中叶绿素的分析

研究了 2 0 0 0年 1 0月和 2 0 0 1年 5月东、黄海航次所采集的沉积物中叶绿素 a及其降解产物脱镁叶绿酸的含量与分布 ,比较了沉积物样品在不同氧化还原条件下培养后的叶绿素 a含量的变化。结果表明 ,整个东、黄海表层沉积物中叶绿素 a的含量是以长江口附近的 E4站含量最高 ,1 0月份为 2 .4 8μg/ g,5月份为 3.0 1μg/ g;对各站位 ,随深度增加叶绿素 a和脱镁叶绿酸的含量呈递减趋势 ,到一定深度含量不再变化 ;个别站位叶绿素 a和脱镁叶绿酸的含量在随深度增加而降低的过程中产生了小的突跃 ,可能是由于生物扰动和环境变化引起的 ;脱镁叶绿酸作为叶绿素 a的主要降解产物随深度增加成为叶绿素存在的主要形式 ;充空气和氮气培养均能增加表层沉积物中叶绿素 a的含量 ;比较了 2 0 0 0年 1 0月份沉积物中叶绿素 a与上层水柱中叶绿素 a的相对含量 ,就 5个站位的平均值而言 ,沉积物中的叶绿素占上层水柱中叶绿素的 36 .9% ,而长江口附近的 E4站沉积物中叶绿素的相对含量为 1 1 1 .1 % ,说明这部分含量是不容忽略的     

南黄海叶绿素a与初级生产力之间的相关分析

本文依据南黄海海域的调查资料,探讨了叶绿素ａ与初级生产力和真光层内叶绿素ａ积分值之间的相关关系。并对表层叶绿素ａ是否可以作为海洋中浮游植物蕴藏量的指标加以验证。验证的具体方法是分析表层叶绿素ａ（ＳＣ）;真光层内叶绿素ａ积分值（ＩＣ）和初级生产力（ＰＰ）三者之间的相关关系。分析表明：在叶绿素ａ含量高且变化梯度大的高生产力海域,ＳＣ、ＩＣ和ＰＰ之间存在着非常显著的相关性,ＳＣ可以作为某海域浮游植物现存量及其生产力的指标;而在叶绿素ａ和初级生产力低且分布均匀的海域,ＳＣ、ＩＣ和ＰＰ之间不相关。故指出利用ＳＣ作为某海域浮游植物蕴藏量和初级生产力指标时应慎重。     

Autumn living coccolithophores in the Yellow Sea and the East China Sea

An investigation was carried out on living coccolithophores(LCs) distribution in the Yellow Sea and the East China Sea from October 17 to November 24, 2011. A total of 223 samples from different depths were collected at 48 stations. Totally 18 taxa belonging to coccolithophyceae were identified using a polarized microscope at the 1 000× magnification. The maximum species abundance was found at the outside of Transect P. The dominated species were Gephyrocapsa oceanica, Emiliania huxleyi, Helicosphaera carteri, and Algirosphaera robusta. The abundance of coccoliths and cells ranged 0–2 965.73 coccoliths/mL, and 0–119.16 cells/mL, with the average values of 471.00 coccoliths/mL and 23.42 cells/mL, respectively. The LCs in surface layer were mainly observed on the coastal belt and middle part of the survey area. The comparison among Transects A, F, P and E indicated lower species diversity and less abundance in the Yellow Sea than those of the East China Sea. The highest abundance of LCs was found in transect F and P. The coccolith abundance increased slightly from surface to bottom in the water column, but the highest value of the cell abundance was observed in the depth of 10–30 m. Temperature, depth and nutrient concentration were suggested as the major environmental factors controlling the distribution and species composition of LCs in the studying area based on canonical correspondence analysis(CCA).     

东海北部叶绿素a极大值的分布规律

本文利用《中日黑潮合作调查研究(1986-1992)》的资料着重研究东海北部叶绿素a极大值在水平方向上的分布和季节变化规律等.研究表明,东海北部水动力环境,诸如锋面涡、海洋锋和上升流等等是促成叶绿素a极大值分布变化的重要环境因素.文中特别指出叶绿素a密集区离锋面远近的位置与锋面流速的跃变程度呈现一元线性负相关,可以通过此相关式来估计叶绿素a密集区的位置.     

黄海海区的叶绿素α和初级生产力

本文是对70年代末以来我国在黄海西部海区进行的叶绿素a及初级生产力调查和研究的综述。内容包括叶绿素a水平分布,垂直分布。粒径大小分级,初级生产力的季节变化,山东近岸初级生产力,浮游植物量子产值及光利用效率,初级生产力模式及利用遥感法估算叶绿素a等。结果显示,黄海初级生产力有明显季节变化,春季最高,冬季最低;高生产力区位于长江口外海及黄海北部;大部份海区年平均值在200～500mg·m~(-2)。d~(-1)(以碳计)之间,平均值在425mg·m~(-2)·d~(-1)左右。     

海洋水色遥感资料的经验正交函数分析

海洋中浮游植物进行光合作用,固定有机碳,是海洋生物链的基础,因此,研究浮游植物生物量的指标——光合色素(主要是叶绿素a)的时空变化具有十分重要的意义。我国自50年代以来,对海洋浮游植物色素分布进行了大量的现场调查和研究,取得了一些初步结果[1-3]。     

黄东海表观光学量与固有光学量经验模式研究

表观光学特性和固有光学特性是海洋光学研究领域的两大主要研究内容。文中通过2003年黄东海试验和2007年908专项海洋光学调查所获取的表观光学参数中的遥感反射率Rrs(λ)、水下遥感反射率rrs(λ)、海水透明度Zs、下行辐照度漫衰减系数Kd(490)、固有光学参数中的后向散射系数bb(λ)和水体吸收系数a(λ),建立了区域性、季节性的表观光学量和固有光学量之间的经验模式,并对模式进行了误差分析和改进。