渤海环流与输运季节变化的数值模拟

渤海的风和温度层结有明显的季节变化 ,因而其环流与输运亦有明显的季节信号。以季节平均的海面气象条件和开边界的潮波系统驱动三维斜压水动力模型———HAMSOM ,模拟了渤海冬、夏季的总环流。渤海环流冬强夏弱 ,表层风漂流常被下层逆风流所补偿。深度平均环流 ,即水柱内的输运 ,流型有显著的季节变化 :冬季在渤海中部沿逆时针方向旋转 ,辽东湾顶有一个顺时针流涡 ,阻碍了湾顶水与外海水的交换 ;夏季则为一个大的贴岸的顺时针流环 ,内嵌许多局地涡旋。这些与渤黄东海海洋水文图集中给出的多年观测的环流基本相同 ,同时也被水文要素分布及耐盐浮游动物的出现所佐证。风的季节变化决定了渤海大部分海区、特别是海峡附近环流的季节变化 ,但辽东湾东岸众多的岬角涡旋却不随季节变化 ,因为它们是由潮波系统与岬角岸型变化的非线性相互作用产生的。     

渤海环流与输运季节变化的数值模拟

渤海的风和温度层结有明显的季节变化，因而其环流与输运亦有明显的季节信号，以季节平均的海面气象条件和开边界的潮波系统驱动三维斜压水动力模型-HAMSOM，模拟了渤海冬、夏了的总环流，渤海环流冬强夏弱，表层风漂流常被下层逆风流所补偿，深度平均环流，即水柱内的输运，流型有显著的季节变化；冬季在渤海中部沿逆时针方向旋转，辽东湾项有一个顺时针流涡，阻碍了湾顶水与外海水的交换；夏季则为一个大的贴岸的顺时针流环，内嵌许多局地涡旋，这些与渤黄东海海洋水文图集中给出的多年观测的环流基本相同，同时也被水文要素分布及耐盐浮游动物的出现所佐证。风的季节变化决定了渤海大部分海区、特别是海峡附近环流的季节变化，但辽东湾东岸众多的岬角涡旋却不随季节变化，因为它们是由潮波系统与岬角岸型变化的非线性相互作用产生的。     

秋季和春季黄渤海黄色物质空间分布特征

利用2013年秋季和2014年春季两个季节黄渤海现场数据对黄色物质的水平分布及垂向分布的变化进行研究,并初步分析了其主要控制因素。垂向黄色物质表现为底部高上层低的特征。其中,秋季混合作用加强导致上层40m黄色物质混合较为均匀;春季北黄海温盐跃层已经形成,黄色物质分布开始出现明显的分层现象,上下层浓度差约为2?g/L。春季南黄海盐度跃层尚未形成,水深小于50m的水层黄色物质垂向分布均匀,近岸和远岸海域浓度分界线明显。水平方向上,黄色物质在秋季和春季分布趋势一致,由渤海、北黄海至南黄海浓度依次降低,且呈现出由近岸向中央海区递减的趋势,但整体上春季浓度较秋季明显偏低。海表盐度与黄色物质浓度两者整体上呈现负相关关系,可以将黄色物质浓度分布作为研究黄海暖流走向、划分水团性质的重要指标。     

黄河入海泥沙对渤海和黄海沉积作用的影响

渤海平均水深18m，最大水深70m，是一个较浅的海湾。黄海平均水深38m，其中部为水深大于50m的盆地。它们的共同特征是陆地环绕。沿岸河流输沙特征对沉积作用过程有重大影响，特别是黄河入海泥沙的影响尤为显著。 关于黄河人海泥沙对渤海和黄海沉积作用的影响，前人已从不同角度进行过讨论。黄河是世界上著名的多沙性河流。由于黄河尾闾长期以来不断发生变迁，纵横摆动于华北平原之上，交替注入渤海和黄海，因此，在讨论黄河入海泥沙在中国近海沉积中的作用时，必须把渤海和黄海作为一个整体，甚至南涉东海。本文试图在以往工作的基础上，概括讨论黄河入海泥沙对渤海和黄海海底沉积作用的影响。     

楚科奇海海冰周年变化特征及其主要关联因素

利用1999年美国国家冰雪资料中心的各种卫星遥感综合分析数据对楚科奇海海冰周年变化进行详细分析，将全年的海冰变化过程分成密集冰封期、东岸融化期、单湾结构期、双湾结构期、三湾结构期、全线北撤期、南进封闭期、全面冻结期8个阶段。海冰冻结期仅2个月，海冰融化期持续4～5个月，说明融冰过程的吸热是个漫长的过程。太平洋与北冰洋海面高度差形成的正压压强梯度力是白令海水进入北冰洋的主要动力，白令海水进入冰下形成的暖水海冰边缘区是海冰融化的重要机制。白令海水在楚科奇海扩散过程受到海底地形产生的Taylor柱效应的显著影响，使其产生绕过浅滩，沿海谷流动，在海谷的方向上输送更多的水体和热量的现象，形成海冰融化的湾状结构。楚科奇海的局地风场也是海冰形态变化的重要因素之一。局地风场在冬季阻碍白令海水的入流，而在夏季促进白令海水的入流。     

黄河2017特枯年入海有机碳的输运特征

河流是连接陆地和海洋两大碳库的重要通道,正确认识不同水文条件下河流碳输运规律是全球碳循环研究的重要方面。本文于2017年每月在黄河利津浮桥采集水样和颗粒物样品,通过分析溶解有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)、颗粒有机碳(Particulate organic carbon, POC)及其稳定同位素(δ~(13)C-POC),结合流量、悬浮颗粒物(Suspended particulate matter, SPM)、温度、pH和溶解氧(Dissolved oxygen, DO)等水文参数讨论了黄河在此特枯年入海有机碳的季节变化规律及其影响因素,并对有机碳的入海通量进行了估算。结果表明,2017年利津的流量和SPM含量明显低于以往年份,年均分别为(262±144) m~3/s和(126.8±79.9) mg/L。DOC的年均浓度为(3.06±0.95) mg/L,夏季最高,其它季节变化不显著。POC(%)(1%代表0.01 g/gdw (g dry sediment))的年平均值为(2.12±1.85)%,夏秋季节较高,高值出现在7、8和9月份。POC浓度的年平均值为(2.23±1.43) mg/L。颗粒物的δ~(13)C和C/N范围分别为-26.9‰～-25.1‰和3.2～12.5,表明2017年利津POC可能主要来源于黄河流域土壤和淡水浮游植物。2017年DOC和POC的入海通量(以C计)分别为2.8×10~(10)和1.3×10~(11 )g,两者均表现为夏秋季节较高。年入海有机碳通量之比,即DOC/POC(g/a/g/a)为0.22,这一数值高于以往年份,说明2017年黄河入海的有机碳中溶解态有机碳所占比例有增大趋势。在人类活动和气候变化的双重影响下,黄河水沙通量持续降低,近些年来甚至达到特枯状态,其对黄河碳输运及河口、边缘海生物地球化学的深远影响需要引起高度重视和关注。     

渤海动力对黄河入海泥沙输移的影响

海洋动力过程对黄河入海泥沙的淤积和扩散具有决定性作用，利用三维斜压动力－泥沙模型分析了黄河口外海域潮流动力变化与黄河入海泥沙淤积，扩散特性之间的响应关系，季节环流以及涨落潮的分布和变化很好地解释了黄河口南北浮泥的形成和消长变化以及黄河入海泥沙向海扩散的机理，结果表明，入海泥沙在洪季，枯季和表底层都具有不同的输移特性。     

渤海中华哲水蚤摄食的初步研究

于１９９２年８月－１９９３年６月期间，在渤海进行渔业资源增殖生态基础调查， 型浮游生物网采取浮游动物样品，从中取出４００个消化道内含有食物的中华水蚤标本。分析结果表明：中华哲水蚤营浮游植物食性，主要摄食硅藻类、辐射圆筛藻、偏心圆筛藻，未查明的圆筛藻和星脐圆筛藻是它的主要摄食对象。合计占８９．２％；此外，也摄食很少量的甲藻类，金藻类和纤毛虫类，它在渤海所摄食的食物类群，季节变化不大，食物类九更替率各     

黄河入海径流量与河口沉积物的侵蚀关系

河口地区海水环境变化复杂,岸滩侵蚀严重,入海径流对侵蚀的影响不可忽视。从入海径流量与河口盐度变化的关系入手,主要阐述了海水盐度变化对河口泥沙沉降及泥沙沉降后固结的影响,进而讨论盐度变化对河口沉积物侵蚀的影响,其中,着重对黄河口地区入海径流量与河口沉积物侵蚀的关系进行了探讨;并且概述了黄河口沉积物侵蚀相关的研究情况,指出在黄河三角洲等河口岸滩侵蚀的研究中,可以以盐度等为媒介,把入海径流与沉积物本身联系起来,综合考虑分析岸滩侵蚀机理。     

南太平洋风场时空统计特征分析

南太平洋风场时空统计特征对船舶远洋交通运输、远洋出访、南极考察和科学试验等活动有重要实用价值。本文根据 1 950～ 1 995年共 46a的南太平洋船舶气象报资料 ,按 1°× 1°和5°× 5°网格统计的海面风进行分析研究。通过分析每月风各要素的等值线分布图 ,得出南太平洋风场季节变化特点不如北半球各大洋显著 ,但仍有较明显的季节变化 ,只是季节性差异较小 ,冬季比夏季风强盛 ,相应的平均风速 6级和 8级以上大风频率也较大 ;全年风场基本相似 ,低纬度地区 (2 5°S以北至赤道 )为信风区 ,常年盛行东至东南风 ;2 5°S～ 35°S的广大海域上 ,风力较小 ,风向变化最大 ;40°S以南盛行偏西风 ,风力最强。     

黄河下游泥沙输沙率的预测

利用黄河利津站的精密水文泥沙测量结果对一些常用水流泥沙输沙率公式进行验证表明，Ｖａｎ Ｒｉｊｎ公式最适合于黄河泥沙输沙率的预测，对公式做部分校正则可以大大提高其预测能力。     

黄河下游泥沙输移特征对入海泥沙通量的影响

黄河下游河道是黄河流域系统中的一个重要的泥沙沉积汇，泥沙在这一沉积汇中的沉积对于入海泥沙通量有重要影响。作者引进河道排沙比来表示入海泥沙通量比率，并以黄河下游实测资料为基础，运用经验统计方法对人海泥沙通量比率与影响因子的关系进行了研究。入海泥沙通量比率与悬移质中大于0．05mm粗泥沙和小于0．025mm细泥沙的百分比有密切关系，粗泥沙部分所占比例越高，则入海泥沙通量比率越低，而细泥沙所占比例越高，则入海泥沙通量比率越高。洪水事件中最大含沙量和来沙系数越大，则入海泥沙通量比率越小。在黄河上、中游的4个水沙来源区中，两个清水区来水为河道提供了输沙动力，有助于减小淤积，有时甚至会发生冲刷，从而有利于输沙入海，增加入海泥沙通量比率。两个多沙区的来沙增大了下游河道的输沙负载，使泥沙容易淤积在河道中，从而降低入海泥沙通量比率。以年系列和洪水系列资料，建立了一系列表达上述影响的经验统计关系，运用这些关系可以解释和预测流域来水来沙及泥沙粒度因子的变化对入海泥沙通量比率变化的影响。研究发现，近30年来黄河入海泥沙通量比率呈减小趋势。由于黄河下游来水量不断减小，导致了河床的萎缩和输沙功能的衰退，使得输送入海的泥沙占下游来沙的比率减小。     

长江口南槽沉积物特征和运移趋势

根据2003年9月采集的长江口48个沉积物样品和在该区进行的海岸带调查所测取的沉积物资料分析表明，南槽沉积物渐趋细化。进一步利用Mclaren泥沙输运概率模型分析实测资料，结果发现南槽沉积物自北向南输运入海后，主要转向杭州湾北岸输移。此外，分析长江口不同潮时采集的沉积物粒度特征说明，不同潮时的动力作用下，大潮期间的沉积物粒度参数和物质组成与中、小潮期间相应的沉积物粒度参数及物质组成有所不同，因而对长江口不同时期的沉积物作比较分析时，选择同一湖时的沉积物可能更有意义。     

黄河入海泥沙的淤积与扩散

本文通过原型实测资料，分析了黄河入海泥沙淤积在三角洲陆上和滨海以及漂向外海的泥沙分配，统计了三角洲淤积造陆和向外海延伸的速率以及泥沙在滨海水下的淤积范围，并进一步对漂向外海的泥沙去向进行了分析     

黄河新入海河口演化及泥沙运移的初步研究

1996年7月为稳定现有流路和保护三角洲环境，通过人工疏浚，黄河经汊1入海，现场实测和卫星遥感研究表明，1996-1998年新入海河口以1.75km/a的速度向海淤进。黄河洪水期入海后形成高含沙量的泥沙流，其范围水平方向延伸约3km宽，垂直方向则从海底到海面，该泥沙流中部含沙量最高可达30kg/m^3，高于两边，且泥沙流含沙量随潮周期变化，实测表明，表层沙偏东南运移，而中层和底层沙则偏西北运移，这一现象已为LandsatTM资料所证实，中层和底层沙控制新河口的沉积，涨潮时段是形成河口沙坝的重要阶段。     

黄河钓口河口行水期泥沙输运过程的三维数值模拟

由于钓口流路行水时期普遍缺乏对河口和近海的系统观测,基于1976年黄河三角洲实测水深数据和汛期水沙数据,采用EFDC三维数值模式对钓口河口泥沙沉积动力过程进行了数值模拟研究。模型结果表明,钓口河口的羽状流和异重流的时空分布具有显著的潮周期变化特征。受与岸线平行的涨落潮流作用,表层羽状流的侧向摆动幅度较大,河口羽状流输沙主要平行于岸线方向,跨等深线的泥沙输运受到限制。汛期黄河入海的高浓度泥沙在钓口河口形成潜没的异重流,在底层沿河口轴线向北输运泥沙至三角洲前缘区域,泥沙输运通量比表层羽状流的输送通量高出一个数量级,且随着离岸距离的增大而呈指数形式快速衰减。随着水深增大,单宽泥沙通量的衰减速率逐渐减小。计算结果显示,由于汛期高浓度泥沙入海,钓口河口的异重流稳定存在,导致约75%的入海泥沙沉积在10 m水深以浅的区域,25%的入海泥沙淤积在三角洲前缘外侧,异重流过程对汛期钓口河口泥沙向深水区输运和沉积具有控制作用。数值模拟结果与前人根据水深变化揭示的三角洲冲淤分布格局一致,与钻孔的沉积记录基本吻合。     

48年来黄河入海水沙过程及其对流域人类活动的响应

黄河下游入海水沙现今出现急剧减少的趋势.水沙的季节性变化影响着年内的径流量、输沙量的分配情况.这种变化的影响因素有自然因素和人为因素两方面,而后者占主要地位.水沙的锐减对河口生态环境的变化有着负面影响.黄河干流已建成的大中型水库尤其是龙羊峡水库对入海水沙起着负面作用.     

黄河中游主要支流输沙量变化对黄河入海泥沙通量的影响

以60年来(1950-2009年)黄河中游7条主要支流(皇甫川、窟野河、无定河、延河、北洛河、泾河、渭河)及支流最终汇入黄河的控制水文站——潼关站逐年的水沙资料为依据,分析各支流年均径流量、输沙量的变化趋势,同时,对7支流、潼关、利津输沙量的年际变化过程研究,进一步探讨了中游泥沙减少对黄河入海泥沙通量变化的决定性作用。结果表明:黄河主要支流的年径流量和年输沙量均呈显著的减少,与20世纪50-60年代相比,7条支流总的输沙量由13.5亿t/a剧减至最近10年的3.4亿t/a,减幅达75%。黄河中游输沙量的急剧减少是降水减少,特别是黄土高原地区水土保持措施的实施(梯田、林地、草地、淤地坝等),以及退耕还林后植被覆盖度大幅度提高等因素共同作用的结果;黄河中游主要支流输沙量的急剧减少是黄河入海泥沙通量锐减的决定性因素,而20世纪80年代以来,下游引水、耗水的急剧增加以及水库调蓄(淤积)加剧了黄河入海泥沙通量的快速减少。     

黄河口垦东12区块海域泥沙输运的数值模拟

采用三维数值模型对垦东12区块海域流场变化、悬浮泥沙浓度分布进行了潮流周期内的数值模拟分析。研究结果表明,进海路修建后截断了现行清8汊河河口南侧的沿岸流通道,阻隔了入海径流和泥沙由现行河口的向南传输,导致河口入海泥沙在现行河口南侧沙嘴与进海路之间的区域快速淤积;同时,废弃的清水沟河口由于缺乏泥沙供应,海岸侵蚀加剧。数值模拟的结果与卫星遥感解译的岸线变化基本一致。     

黄河三角洲钓口叶瓣河道与岸线演化分析

现代黄河三角洲是由多个叶瓣组成,钓口流路叶瓣是1964—1976年形成,1976年之后废弃,这段时期历史记录相对比较完整。利用Landsat-TM卫星遥感图像,对黄河三角洲钓口叶瓣1964—2011年之间的岸线以及河道进行识别,结合历史测量资料,对钓口叶瓣岸线、河道变化规律进行了系统的分析。研究结果表明,1964年以来,岸线变化可划分为填湾取直—快速淤进—快速蚀退—缓慢蚀退4个演化阶段;河道变化可划分为漫流充填—河口突出—单一顺直—决口分叉—废弃5个阶段。