海洋科技创新路径下环境规制对海洋经济发展的影响

为促进我国海洋经济的高质量可持续发展,文章运用系统GMM实证检验海洋科技创新路径下环境规制对海洋经济发展的影响,并提出发展建议。研究结果表明：环境规制与海洋科技创新的联动显著促进海洋经济发展,且命令控制型环境规制的促进作用显著,而市场激励型环境规制的促进作用不显著;海洋劳动力投入对海洋经济发展起重要作用,对外开放程度对海洋经济发展的影响不显著;环境规制与海洋科技创新的联动显著促进东部和北部海洋经济圈的海洋经济发展且促进作用东部大于北部,但对南部海洋经济圈的促进作用不显著;未来应进一步完善环境规制政策、加快海洋科技创新、因地制宜发展、建设海洋人才队伍以及升级对外贸易结构。     

卫星合成孔径雷达探测海底地形研究进展

利用卫星合成孔径雷达(SAR)图像信息探测海底地形是海洋遥感物理学和海洋动力学研究具有挑战性的问题,这是因为根据电磁波传播原理,雷达脉冲没有能力穿透海水,因而不可能直接探测到海底地形特征,可是,许多卫星SAR图像上确实显示出海底地形特征。这些海底地形不仅分布在水深小于100m的浅海,而且在600~800m甚至2 000~3 000m的深海区也有发现。本文概略介绍该领域的发展前沿和研究进展,主要内容包括海面过程雷达成像基本理论,我国辽东浅滩、台湾滩以及美国东部湾流海域等3个海区海底地形特征SAR成像理论:分别为速度切变流纵向流经平行海底地形、层化流体横向流流经平行(周期性)海底地形和强海流流经孤立海底地形。据此建立的理论和分析方法可做为研究更复杂情况和探索新应用领域的基础和出发点。     

瑞利参数在海浪波高机器学习预测中的应用

海浪直接影响海上活动和航行安全,同时也蕴藏着巨大的可再生能源,对海浪核心参数之一波高预测至关重要。基于2015年7月～2022年6月山东小麦岛(36°N,120.6°E)站点实测的波高数据,利用反向传播神经网络(back-propagation neural network,BPNN)、长短记忆网络(long short-term memory, LSTM)和支持向量机回归(support vector regression, SVR)三种机器学习模型对波高进行预测,并分析了瑞利参数的引入对预测结果的影响。结果显示,模型输入项引入瑞利参数后,对1 h和6 h波高预测提升效果有限,预测值与测试集的相关性提升不超过0.02,均方根误差的降低不超过0.01 m;在12h和24h的预测中,BPNN和LSTM模型预测结果相关性提升0.03～0.07,均方根误差降低0.02～0.03m,而SVR模型预测结果变化不显著。说明瑞利参数有助改善BPNN和LSTM模型中长期海浪预报。此外,特征扰动方法(机器学习中特征重要性的计算方法之一)验证了瑞利参数在波高预测中的重要性,瑞利参数的引入为波高的机器学习预...     

加拿大海盆深层双扩散对流的观测分析

The Canada Basin(CB) is the largest sub-basin in the Arctic, with the deepest abyssal plain of 3 850 m. The double-diffusive process is the possible passage through which the geothermal energy affects the above isolated deep waters. With the temperature-salinity-pressure observations in 2003, 500-m-thick transition layers and lower1 000-m-thick bottom homogenous layers were found below 2 400 m in the central deep CB. Staircases with downward-increasing temperature and salinity are prominent in the transition layers, suggesting the doublediffusive convection in deep CB. The interface of the stairs is about 10 m thick with 0.001–0.002°C temperature difference, while the thicknesses of the homogenous layers in the steps decrease upward from about 60 to 20 m.The density ratio in the deep central CB is generally smaller than 2, indicating stronger double-diffusive convection than that in the upper ocean of 200–400 m. The heat flux through the deepest staircases in the deep CB varies between 0.014 and 0.031 W/m2, which is one-two orders smaller than the upper double-diffusive heat flux,but comparable to the estimates of geothermal heat flux.     

琼东上升流和越南沿岸上升流对超强厄尔尼诺事件响应的对比分析

利用海表温度(SST)、海面高度(SSH)、风场、热通量等数据,比较分析琼东上升流和越南沿岸上升流对1998年和2016年两次超强厄尔尼诺事件的响应。结果发现,两个上升流对同一厄尔尼诺事件的响应以及同一上升流区对两次厄尔尼诺事件的响应均不同。1998年夏季,琼东海域风场异常利于上升流发展,上升流增强,越南沿岸风场异常不利于上升流发展,上升流减弱;2016年夏季,两个上升流区均为利于上升流的风场异常,但琼东沿岸冷水区却大幅缩小,SST明显升高,越南沿岸冷水区变化不大,但总体温度也升高。这表明,除风场外,琼东和越南沿岸上升流还受其他过程影响。海洋动力过程分析发现,同一时间同一上升流区的海表温度异常(SSTA)变化与海面高度异常(SSHA)变化最为一致。1998年夏季,琼东的负SSHA和越南以东的正SSHA均与风场异常作用一致,从而琼东上升流增强,越南沿岸上升流减弱。2016年夏季,琼东和越南以东均为正SSHA,抵消了利于上升流的风场异常,使得琼东和越南沿岸上升流减弱。同一时间不同海区相比,风应力旋度异常对琼东上升流SSTA影响更大,SSHA和沿岸风应力异常则对越南沿岸上升流影响更明显。海面高度异常表征的中尺度涡和风场异常(尤其是沿岸风应力异常和风应力旋度异常)是超强厄尔尼诺后沿岸上升流变化的重要影响因素。     

热带气旋过程中的近惯性振荡解及频散关系

基于简单的Slab模式,建立了热带气旋过程中上层海洋近惯性流与风应力之间的定量关系。在此基础上推导出了近惯性振荡在海面能量输入通量及在温跃层内能量耗散表达式,揭示了近惯性流在大尺度准地转流场作用下的频散关系。研究表明:上混合层近惯性流的产生是局地风应力直接作用的结果。海洋因其层化效应存在相应的斜压正交模,当风应力频率与海洋内部固有的斜压模态相近时,二者共振产生近惯性振荡。而当海面输入近惯性能量大于其在上混合层能量损耗的水深平均值时,近惯性振荡处于增长阶段,反之则处于衰减阶段。大尺度准地转流的作用是对近惯性振荡流产生频移效应,而对近惯性流的能量耗散没有贡献。     

南海中尺度涡研究进展

根据维基百科的定义(https:∥en.wikipedia.org/wiki/Edd),海洋中水平直径在10~500km、持续时间由数天至数月之间的水平旋转水体通称为中尺度涡。南海中尺度涡最早发现于1956年,60a来的观测与研究表明,南海是中尺度涡多发、频发海区。南海中尺度涡研究大致经历了早期发现、将中尺度涡当作单体运动现象研究、统计分析和当作群体运动现象研究等阶段,本文概要评述南海中尺度涡研究发展史和近年最新研究进展。经过60a的观测与研究,南海中尺度涡的宏观特征,包括三维结构和运动学,已大致清楚。南海中尺度涡全年皆可发生,主要分布在水深大于1 000m的深海盆,其中吕宋海峡以西和海盆西边界最为集中,气旋式冷涡和反气旋式暖涡发生概率大致相同。南海中尺度涡海面半径大多分布在50~150km,半径随水深减小,平均水平尺度比太平洋的涡旋要小。涡旋个数逐月变化,但季节规律不明显;年际变化幅度约20%,但与ENSO无明显对应关系;年平均个数的统计结果不一,最少11个·a~(-1),最多49个·a~(-1)。南海中尺度涡旋转流场从表层一直延伸到海底,流矢量表层(100m)最大(可达40cm·s~(-1)),随水深减小,2 000m仍可达3.5~5.0cm·s~(-1),但相对涡旋中心不对称,涡轴线向西倾斜。南海中尺度涡以2.0~9.0cm·s~(-1)的速度向西传播,低速区分布在深海盆东边界和西南部分海域。海面涡度平均值在5.4×10~(-6)~20×10~(-6) s~(-1)区间,高于太平洋平均值。近期研究把南海中尺度涡视为群体运动现象,先后提出长寿涡列、驻波模态和罗斯贝标准模等新概念。关于南海中尺度涡的发生机制,前人多认为黑潮和南海局地为起源。最新观点认为以罗斯贝波和中尺度涡为表现形式的太平洋中尺度扰动直接进入南海,并与海盆固有振荡模态发生共振,从而构成太平洋起源。而南海中尺度涡耗散过程、中尺度涡与其他海洋过程的相互作用有待进一步研究。     

Turbulent dissipation and mixing in Prydz Bay

In this paper,we present measurements of velocity,temperature,salinity,and turbulence collected in Prydz Bay,Antarctica,during February,2005.The dissipation rates of turbulent kinetic energy(ε) and diapycnal diffusivities(K z) were estimated along a section in front of the Amery Ice Shelf.The dissipation rates and diapycnal diffusivities were spatially non-uniform,with higher values found in the western half of the section where ε reached 10-7 W/kg and K z reached 10-2 m 2 /s,about two and three orders of magnitude higher than those in the open ocean,respectively.In the western half of the section both the dissipation rates and diffusivities showed a high-low-high vertical structure.This vertical structure may have been determined by internal waves in the upper layer,where the ice shelf draft acts as a possible energy source,and by bottom-generated internal waves in the lower layer,where both tides and geostrophic currents are possible energy sources.The intense diapycnal mixing revealed in our observations could contribute to the production of Antarctic Bottom Water in Prydz Bay.