渤海海域的风特性统计分析

利用渤海海域１２个气象台站１９６５￣１９８６年２０余年的定时测风资料，统计确定了该海域年最大风速的概率分布参数，常风向及风速相关系数；并利用该海域Ｊｚ２０－２平台二个冬季的连续测风资料的相关台站２０余年的定时测风资料，统计了渤海辽东湾疲劳的风速的概率分布及其分布参数，从而为该海域的海洋结构物设计和疲劳累积损伤分析提供了直接可用的风特性依据。     

渤海海上测风与沿岸实测风的对比分析

本文利用１９７９￣１９８１年春、秋季黄海渤海气象联防的大风资料,对海上为８ｍ／ｓ以上强风及大风天气情况下,渤海海上风与沿岸实测风进行日变化,季节变化,日较差分析以及多点间的对比分析。通过分析可以看出海上风,沿岸风及其比值都具有明显的日变化和季节变化,而且其比值与日较差随季节和风向而变化,该结果对于渤海海面风场客观分析具有重要的应用价值。     

基于危险率分析的风浪联合重现期研究

采用二维逻辑冈贝尔分布,基于工程使用期和危险率,提出海洋工程结构设计过程中海洋环境要素(风速和波高)联合重现期的确定方法,并且以某海区资料为例,介绍基于危险率分析的风浪联合重现期分析过程.通过此例,在考虑工程使用期和危险率的基础上进行联合重现期的计算使海洋工程结构物设计过程中重现期的选取更加合理,安全性以及投资建造成本更加明确.     

溢油污染的渤海海冰反射光谱特征实测研究

Oil spilled on the sea ice surface in the Bohai Sea of China is studied through the field measurements of the reflectance of a simulated sea ice-oil film mixed pixel. The reflection characteristics of sea ice and oil film are also analyzed. It is found that the mixed pixel of sea ice and oil film is a linear mixed pixel. The means of extracting sea ice pixels containing oil film is presented using a double-band ratio oil-film sea-ice index(DROSI) and a normalized difference oil-film sea-ice index(NDOSI) through the analysis of the reflectance curves of the sea iceoil film pixel for different ratios of oil film. The area proportion of the oil film in the sea ice-oil film pixel can be accurately estimated by the average reflectance of the band of 1 610–1 630 nm, and the volume of the spilled oil can be further estimated. The method of the sea ice-oil film pixel extraction and the models to estimate the proportion of oil film area in the sea ice-oil film pixel can be applied to the oil spill monitoring of the ice-covered area in the Bohai Sea using multispectral or hyperspectral remote sensing images in the shortwave infrared band(1 500–1 780 nm).     

渤海模型冰运动特征的现场观测研究

Sea ice drift is mainly controlled by ocean currents, local wind, and internal ice stress. Information on sea ice motion, especially in situ synchronous observation of an ice velocity, a current velocity, and a wind speed, is of great significance to identify ice drift characteristics. A sea ice substitute, the so-called "modelled ice", which is made by polypropylene material with a density similar to Bohai Sea ice, is used to complete a free drift experiment in the open sea. The trajectories of isolated modelled ice, currents and wind in the Bohai Sea during non-frozen and frozen periods are obtained. The results show that the currents play a major role while the wind plays a minor role in the free drift of isolated modelled ice when the wind is mild in the Bohai Sea. The modelled ice drift is significantly affected by the ocean current and wind based on the ice–current–wind relationship established by a multiple linear regression. The modelled ice velocity calculated by the multiple linear regression is close to that of the in situ observation, the magnitude of the error between the calculated and observed ice velocities is less than12.05%, and the velocity direction error is less than 6.21°. Thus, the ice velocity can be estimated based on the observed current velocity and wind speed when the in situ observed ice velocity is missing. And the modelled ice of same thickness with a smaller density is more sensitive to the current velocity and the wind speed changes. In addition, the modelled ice drift characteristics are shown to be close to those of the real sea ice, which indicates that the modelled ice can be used as a good substitute of real ice for in situ observation of the free ice drift in the open sea, which helps solve time availability, safety and logistics problems related to in situ observation on real ice.     

渤海海冰中太阳辐射的光谱特征观测研究

通过采用多光谱仪器,对渤海营口港一带的近岸固定冰进行了3个站位11个谱段的入射辐射、反射辐射和透射辐射随时间变化过程的观测和研究。结果表明,发生在海冰中的反射辐射和透射辐射与入射太阳辐射的谱分布有明显差别,而且有显著的日变化。文章确立了入射辐射、反射辐射和透射辐射随时间的变化与太阳高度角的正弦成精确的线性关系,海冰的积分反照率与太阳高度角的正弦满足二次函数关系,可将不同时刻的观测值归算到正午时刻的辐射值,使不同时刻的观测结果具有可比性。计算结果表明,海冰只衰减特定强度的辐射,衰减量与入射辐射光谱分布以及辐射的强度无关,导致绿光的透射辐射最强。该文是对渤海海冰透射辐射的初步尝试,所获得的结果对未来大范围海冰光学观测打下了基础。     

渤海沿岸海冰单轴压缩强度的基本特性分析

海冰单轴压缩强度是寒区海洋工程中的一个重要设计参数,也是影响海冰动力学行为的主要因素。在2008-2012年间的三个冬季,对渤海沿岸的海冰单轴压缩强度进行了现场与室内试验,由此分析了其在温度、卤水体积和应力率下的基本特征。测试结果表明,海冰单轴压缩强度与其温度呈幂函数关系,与卤水体积平方根呈指数关系,与应力率呈线性关系。此外还分别在不同温度与卤水体积下确定了海冰单轴压缩强度上包络限的变化规律。最后,综合考虑卤水体积和应力率的影响,对海冰单轴压缩强度分布特征进行了分析。以上研究有助于揭示渤海海冰基本力学性质,为冰区结构设计和海冰动力学分析提供参考依据。     

基于CCMP卫星遥感海面风场数据的渤海风浪模拟研究

CCMP（Cross Calibrated Multi-Platform）风场数据是一种具有较高的时间、空间分辨率和全球海洋覆盖能力的新型卫星遥感资源。在充分分析CCMP海面风场数据可靠性的基础上,以该卫星遥感海面风场数据为强迫输入项,运用第三代浅水波浪模式SWAN对渤海一次风浪过程进行了模拟,将模拟的结果与T/P、Jason卫星高度计观测得到的有效浪高数据进行比较分析,发现两者相关性达到0.78,模拟结果平均偏高0.3 m。试验表明CCMP卫星遥感风场数据能满足海洋浪高预报需求,能在海洋数值预报和海洋环境研究中发挥重要作用。     

渤海沿岸固定冰粗糙特征的实测研究

The surface roughness characteristics(e.g., height and slope) of sea ice are critical for determining the parameters of an electromagnetic scattering, a surface emission and a surface drag coefficients. It is also important in identifying various ice types, retrieval ice thickness, surface temperature and drag coefficients from remote sensing data. The point clouds(a set of points which are usually defined by X, Y, and Z coordinates that represents the external surface of an object on earth) of land fast ice in five in situ sites in the eastern coast Bohai Sea were measured using a laser scanner-Trimble GX during 2011–2012 winter season. Two hundred and fifty profiles selected from the point clouds of different samples have been used to calculate the height root mean square, height skewness, height kurtosis, slope root mean square, slope skewness and slope kurtosis of them. The root mean square of the height, the root mean square of the slope and the correlation length are about 0.090, 0.075 and 11.74 m, respectively. The heights of 150 profiles in three sites manifest the Gaussian distribution and the slopes of total 250 profiles distributed exponentially. In addition, the fractal dimension and power spectral density profiles were calculated. The results show that the fractal dimension of land fast ice in the Bohai Sea is about 1.132. The power spectral densities of 250 profiles can be expressed through an exponential autocorrelation function.     

两类典型台风路径影响下的黄、渤海海浪场特征研究

台风引起的海浪灾害对我国黄、渤海沿岸影响巨大,严重威胁相关区域人民群众生命财产安全.本文主要利用ERA5(the fifth generation European Center for Medium-Range Weather forecasts atmospheric reanalysis of the globa...     

渤海湾风浪场的数值模拟

采用SWAN模型对渤海湾在定常风和非定常风作用下的波浪场进行了模拟,并利用黄骅港附近波浪统计资料对模拟结果进行了验证。结果表明：SWAN模型较好地模拟了渤海湾在定常风和非定常风作用下风浪成长和传播过程。此外,还应用ADCIRC潮流模型,初步探讨了潮流对波浪要素的影响：(1)无流存在时,波高的成长和波周期的变化是一条光滑的曲线,但当有流加入时,由于其流速和水位在一个潮周期内随时间的变化足不均匀的,其对波浪成长产生影响,使波高和周期呈不规则变化;(2)波浪成长初期,流对波高增长的影响并不明显,但当波高增大到一定程度时,流的存在对波高的影响是很明显的。     

MEOFIS平台在渤海湾北部海面气温和风速精细化预报中的适用性分析

基于＂动力-统计＂预报方法的MEOFIS（精细化气象要素客观预报）平台以相关模式预报结果为基础,结合历史实况资料建立预报模型,实现站点的精细化预报.利用2009～2011年的T639模式产品和渤海湾北部相关观测站的数据积累统计建模,并对2012～2013年海面4个季节的气温和风速进行预报统计,对比分析该平台在海面气温和风速预报中的适用性.经客观检验,1℃误差范围内,海面各季节的气温和风速预报准确率均高于陆上的预报;海面日最高、日最低和逐3 h气温预报准确率均超过68%,秋季的日最高气温、逐3 h气温和冬季的日最低气温预报最为理想,准确率分别达86.8%、75.2%和78.9%,春季的气温预报整体不理想;显著性检验结果显示：和T639直接输出的结果相比,MEOFIS在各季节的气温预报中具有明显的订正能力.2 m/s误差范围内,过渡性季节春、秋季的日最大风速预报准确率均超过75.0%,夏季的预报效果较差,但逐3 h风速预报准确率最高,达78.0%,冬季的风速预报效果整体不佳;利用总体平均经验模态分解法（EEMD）对各月逐3 h的海面气温和风速预报误差做滤波处理,结果显示MEOFIS平台对这两要素的预报误差均存在明显的双周震荡波,通过滤波可以提高二者预报的准确率,且气温预报准确率的提高更大.预报偏差和方差小的季节,预报准确率的改善更为理想.     

渤海湾浮游桡足类群落特征

采用浅水Ⅰ型浮游生物网,分别于2017年春、夏、秋和冬季在渤海湾海域采集浮游动物,分析了桡足类群落的组成种类、生物多样性和丰度分布特征及环境因子与桡足类群落特征之间的关系.结果如下:调查海域共出现桡足类20种,其中秋季种类最多达到13种,春季和冬季分别为12种和9种,夏季最少为8种.渤海湾海域桡足类丰度的平均值在春季最...     

全新世以来渤海湾沉积物的粒度特征

渤海湾泥质区M9-2与M9-4站柱状沉积物的粒度分析结果表明,沉积物粒度组成在垂直分布上有较明显的变化规律,早全新世期间部分站位(如M9-2)沉积物较粗,另一部分站位(如M9-4)沉积物则较细,与现代黄河物质粒度近似;中全新世的沉积物粒度组成变化较大,但呈减小的趋势,向类似于黄河物质粒度特征发展,说明黄河物质对渤海湾影响作用的加强;到了晚全新世,黄河物质对渤海湾的影响则明显占据着主导地位,故沉积物粒度特征与现代黄河物质类似。上述的渤海湾沉积物粒度特征不仅反映出水动力条件的变化(与海平面变化相联系),更说明了研究区物质来源的变化,尤其是明显反映出黄河物质对渤海湾阶段性的影响。     

莱州湾、渤海湾及渤海中央盆地沉积物岩芯地球化学的初步研究

本文对莱州湾、渤海湾、渤海中央盆地的海洋底质沉积环境进行了研宄,通过对17柱沉积物岩芯样品中Fe,Al,Mn,Ti的测定和分析,论述了四元素在底质表层沉积物中及在岩芯沉积物中的含量和分布规律,用数理统计的方法分析了渤海中央盆地Fe,Al,Mn,Ti的丰度值,为渤海环境背景值及环境背景历史的研究提供了重要参数。     

渤海湾西部表层沉积物粒度及黏土矿物特征分析

对渤海湾西部海域和西岸入海河流中76个表层沉积物样品进行粒度及黏土矿物分析,研究表明该区有3种沉积物类型,黏土质粉砂分布于整个研究区,约占表层样的90%,是研究区最主要的沉积物类型;研究区黏土矿物以伊利石为主,黏土矿物组合为伊利石-高岭石-绿泥石-蒙皂石;渤海湾西部表层沉积物主要来源于海河等渤海湾西岸入海河流中的陆源碎屑物,滦河对研究区基本没有影响,黄河对研究区的影响变得比较小。对于研究渤海湾西岸的沉积特征及沉积物物源、了解陆地河流对于研究区海洋沉积环境的影响有着一定的科学意义。     

渤海湾秋季浮游动物群落特征及影响因素

本研究基于2017年秋季在渤海湾海域以浅水Ⅰ型浮游生物网采集的浮游动物样品,分析了浮游动物的种类组成、丰度分布和生物多样性;通过结合现场获取的环境参数,探讨了环境因子与浮游动物群落特征之间的关系。结果如下:秋季浮游动物调查共鉴定各类浮游动物22种、浮游幼虫6类,合计种类数为28。桡足类为最为优势的类群,其在浮游动物的物种丰富度中占46.4%。渤海湾秋季浮游动物的优势种类共5个,包括中华哲水蚤、小拟哲水蚤、真刺唇角水蚤、近缘大眼水蚤和强壮箭虫。秋季浮游动物平均丰度为86.9ind./m³,平均湿重生物量为640.7mg/m³,香农-威纳指数和物种丰富度指数分别为1.87和1.08。浮游动物丰度与环境因子间的相关性分析表明,秋季影响渤海湾海域浮游动物分布的主要环境因子组合为盐度、叶绿素和浊度。与同期历史数据相比,浮游动物的丰度和生物量均有所下降。     

渤海湾和胶州湾表层沉积物中甾醇的分布和来源

测定了渤海湾和胶州湾22个表层沉积物样品中甾醇类化合物的含量,分析了其分布特征和来源.研究表明,所测定的8种甾醇类化合物在两海区表层沉积物中的含量和分布具有很大的区域差异,其含量为0～4.303 μg/g,渤海湾甾醇总含量为0.287～18.579μg/g,高于胶州湾0.084～10.584 μg/g.8种化合物中只有谷甾醇在全部样品中检出,而粪便甾醇仅存在于受人类活动影响较大和有生活污水输入的近岸区域.而代表陆源高等植物来源的特征甾醇化合物豆甾醇和谷甾醇则在河口区表层沉积物分布较高.另外,根据表层沉积物中不同甾醇化合物的组成、含量和分布特征,可以很好地指示河流输入以及大量生活废水的排放对近岸海区的污染状况,从而可以作为近岸环境污染监测和评价的重要指标.     

渤海湾浮游桡足类群落特征与影响因素

采用浅水Ⅰ型浮游生物网,分别于2017年春、夏、秋和冬季在渤海湾海域采集浮游动物,基于网采样品数据分析了桡足类群落的组成种类、生物多样性和丰度分布特征及环境因子与桡足类群落特征之间的关系。结果如下：调查海域共出现桡足类20种,其中秋季种类最多达到13种,春季和冬季分别为12种和9种,夏季最少为8种。渤海湾海域桡足类丰度的平均值在春季最高,达到了882.5 ind/m3。夏季和秋季分别为84.0 ind/m3和48.4 ind/m3。冬季最低,为11.8 ind/m3。桡足类在秋季时,其香农-威纳指数和物种丰富度指数的平均值达到了最高,夏季时桡足类的香农-威纳指数平均值达到了最低,桡足类在春季时,其物种丰富度指数的平均值达到了最低。通过分析环境因子与桡足类丰度间的相关性,结果显示：温度、盐度、溶解氧、磷酸盐、硅酸盐、pH和浊度等环境因子会对渤海湾海域桡足类群落结构的季节变化产生显著影响。春季桡足类丰度的总体分布趋势与叶绿素水平分布的趋势相似;夏季和冬季桡足类丰度的总体分布趋势与温度水平分布的趋势相似;秋季桡足类丰度的总体分布趋势与温度水平分布的趋势相反。     

渤海湾中化学需氧量(COD)扩散、降解过程研究

对渤海湾中水质因子化学需氧量(COD)的随流输移扩散和生物化学过程进行了研究。在对有机污染物的生化降解过程进行试验研究的基础上,建立了模拟浅水、缓坡海湾有机物(COD)迁移转化规律的水质模型,并应用实测资料结果对水质模型进行了验证。