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调研了近几年光纤传感器在海洋探测方面的研究进展,主要包括测量海水温度、压力、盐度、叶绿素、pH值和溶解氧的相关光纤传感器以及光纤水听器。简要介绍了光纤传感器的基本原理、结构及性能,同时跟踪了国内外相关的最新研究进展,并与传统的测量方法进行了比较,分析得出光纤传感器是对现有传统海洋探测器的重要补充,并在一些探测领域具有独特的优势。文章最后,探讨了光纤传感技术的未来发展趋势,认为在海洋温度、压力、叶绿素、水听器等领域可能会率先突破技术瓶颈并实现商用,同时提出了未来海洋光纤探测技术新的研究方向。 相似文献
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针对热液区生态科学研究和海底硫化物可持续开采所需的底栖生态环境探测,本文阐述了热液区的生态环境特点,以及热液区多金属硫化物开采存在的潜在环境问题。之后,归纳海底取样和光学影像调查等常用方法并指出存在调查点原有生态的破坏问题。梳理国内外发展的光学类和化学类深海原位生态环境探测传感器及国内投入海洋科考的深海着陆原位探测平台。对比当前应用于海洋发声物种识别的模式识别算法,分析虾蟹类栖息地声信号的探测方法。最后,对降低取样及影像调查对环境的影响、深海生态环境原位探测传感器的性能优化和虾蟹类栖息地生境声学探测技术等进行展望。本文将为热液区底栖生态环境探测方法研究提供参考。 相似文献
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三种微纳光纤环形腔海水盐度传感器理论研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,(7)
盐度在研究海水水体密度、水质监测、海洋渔业等方面发挥着重要的作用,为发展一种新型的光学传感器来进行海水盐度的测量。从理论上设计3种温度不敏感的微纳光纤环形腔海水盐度传感器并进行了数值计算。利用有限元软件COMSOL计算了微纳光纤中传输的基模有效折射率,结合MATLAB对盐度传感器的特征参量进行数值研究。首先,研究了传感器的温度特性,得到了温度不敏感条件对应下的光纤半径。其次,研究了温度不敏感下传感器的灵敏度和探测极限。结果表明,在选择MgF2为镀膜材料的情况下,通过优化传感器参数,盐度灵敏度可达到0.02nm,盐度探测极限可达到0.18。本文结果可以为微纳光纤环形腔应用于海水盐度测量提供理论依据。 相似文献
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真光层海水中普遍存在甲烷过饱和现象,尤其是天然气水合物区真光层的甲烷明显异常。由于临近海气界面,真光层过饱和甲烷与大气甲烷排放及全球温室效应密切相关。目前,对真光层海水的过饱和甲烷来源仍没有统一的认识。综合前人研究成果梳理了真光层海水过饱和甲烷的来源,归纳了真光层海水过饱和甲烷现象形成的影响因素,进一步探讨了原位微生物可能参与的甲烷代谢机制。真光层过饱和甲烷可能来源于沉积物、临近河流或原位微生物,且受区域、季节、营养盐等多种因素的影响。由于受氧气影响,真光层海水甲烷产生的代谢机制有其特殊性,目前推测微生物可能依旧利用常规的产甲烷途径,它们存在于海水微厌氧环境中,或自身形成抵抗氧气影响的能力;此外,微生物也可能选择对氧不敏感的新的产甲烷途径。因此,针对天然气水合物区真光层甲烷过饱和现象,开展甲烷的来源和代谢机制的研究,以期为天然气水合物试采与开发的环境评价提供理论支撑,并为探究海水甲烷对大气及全球气候的影响提供理论依据。 相似文献
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本文报道了用动态（ｄｙｎａｍｉｃ）技术，经抽取、气相色谱法测定海水中溶存甲烷浓度的方法．详细论述了溶存甲烷经起泡、收集（吸附）、解吸和检测四步完成，并逐步讨论了起泡时间、起泡气体流速以及收集温度等有关因子对测定的影响。结果表明：该方法分析速度快、精密度好、灵敏度高，可广泛应用于海上现场测定海水中溶存的甲烷。 相似文献
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基于光学技术的水下气泡探测实验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
热液/冷泉溢出含有硫化氢、甲烷、二氧化碳等化学成分的气泡。实验室模拟海底热液/冷泉资源溢出气泡环境搭建了实验平台,以甲烷气体为实验气体,在黑暗环境下用高速光电探测器对气泡后向散射光进行接收,用拉曼光谱仪实现甲烷气体气泡后向散射光的拉曼检测,并与计算拉曼光谱比较。由结果可知激光拉曼光谱可以探测到气泡后向散射光,并识别气泡中含有的气体成分。通过探测气泡成分,从而判定这些气泡是否来自海底热液/冷泉等甲烷资源溢出。这样的探测方式,探测准确率高,缓解探测深度,同时避免探测设备直接与海底资源直接接触而造成的寿命缩减,为将来的海洋探测与实际应用打下了良好的基础。 相似文献
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海湾区海水中的溶存甲烷 Ⅰ.分布特征及成因 总被引：1，自引：0，他引：1
本文基于日本东京湾、伊势湾和浜名湖的调查资料，详细地讨论了海湾区海水中溶存甲烷的分布特征、成因及其来源。溶存甲烷在海湾中的分布主要受物理混合过程所控制；由河流携入和沉积物中产生是海湾区海水中溶存甲烷的两个主要来源。 相似文献
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The huge amount of methane hydrate deposits identified in deep marine sediments is considered as the new resource for future energy. Since carbonates are one of the major components of marine sediments, in the present study, an investigation has been made to study methane hydrate stability and kinetics in the presence of CaCO3 and MgCO3. Effect of the presence of carbonates on the solubility of methane in the system has also been examined as it directly affects the hydrate formation process. It has been observed that in presence of CaCO3 and MgCO3, the hydrate formation is inhibited. Comparative studies have also been done in the presence of artificial seawater to consider the effect of presence of different salts. Mole consumption of methane gas during hydrate formation in different carbonate samples was measured using real gas equation and found to be minimum in CaCO3 in seawater sample due to the combined effect of the presence of CaCO3 and different salts of seawater. An increase in nucleation and induction time was also observed demonstrating the inhibition of hydrate formation in the presence of these components. Further, the decrease in hydrate formation rate also confirmed the inhibition effect of CaCO3 and MgCO3 on hydrate formation. 相似文献
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本文基于日本东京湾、伊势湾和浜名湖的调查资料，详细地比较了这3个海湾海水中的溶存甲烷浓度、饱和度。表层海水中，溶存甲烷浓度以供名湖最高，达95nmol／dm3，伊势湾和东京湾相近，分别为41nmol／dm3和37nmol／dm3；其表层测定浓度是其平衡浓度的13～78倍，并分别计算了这3个海湾中甲烷的海气交换通量；用平均值外推法得出全球海洋环境中总的甲烷海气交换通量为6．3Tg／a。 相似文献
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本研究首次探究了西太平洋雅浦海沟北段从表层到超深渊海水中甲烷（CH4）及二甲基硫（DMS）的前体物质二甲基巯基丙酸内盐（DMSP）的浓度变化情况。结果表明:雅浦海沟海水甲烷浓度变化范围为1.49~3.87 nmol/L。其上层海水甲烷平均浓度最高,有明显的次表层极大现象。雅浦海沟氧最小层海水的甲烷平均浓度最低;在500~1 000 m中层水中甲烷浓度有一定程度的增大,1 000 m以下至底层甲烷浓度继续升高。研究海区溶解态DMSP（DMSPd）和总DMSP（DMSPt）平均浓度的垂直变化随深度呈先增大后减小趋势,颗粒态DMSP（DMSPp）的平均浓度随深度呈波动式变化,在中层达到最大。雅浦海沟CH4和DMSP浓度垂直变化受浮游生物、微生物、光照、温度、压力、大洋环流等的复杂影响。在真光层海水中,CH4浓度与DMSPd、DMSPp和DMSPt浓度表现为负相关关系,在200 m至底层海水中,CH4浓度与DMSPd、DMSPp和DMSPt浓度表现为正相关关系,显示光照条件是造成雅浦海沟不同深度海水CH4和DMSP浓度相关性差异的关键因素。 相似文献
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珠江口淇澳岛海岸带沉积物中硫酸盐还原和不同形态硫的分布 总被引：4，自引：2，他引：4
对珠江口淇澳岛海岸带3个站位(QA-11,QA-9和QA-14)的沉积物中不同形态的还原硫(酸可挥发性硫,黄铁矿和有机硫)、总有机碳(TOC)和孔隙水中SO42-,甲烷浓度进行了测定,并且利用稳态扩散模型计算其中2个站位(QA-9和QA-14)硫酸盐还原通量[1.74和1.14 mmol/(m2.d)]和甲烷厌氧氧化通量[0.34和0.29 mmol/(m2.d)]。研究结果表明由于潮间带沉积物受到SO42-供给的限制,因此位于潮间带的QA-11站位硫酸盐还原带较浅(约16 cm);在潮下带的QA-9和QA-14站位,随离海岸距离和水深的增加,硫酸盐还原通量呈现减小的趋势,并且硫酸还原逐渐受到可利用活性有机质的限制;甲烷厌氧氧化对硫酸盐还原的贡献表现出增加的趋势,由19.2%增加至25.5%。三个站位沉积物中按不同形态还原硫含量由大到小列出,它们是有机硫(OS)、黄铁矿(DS)、酸可挥发性硫(AVS)。沉积物中AVS的空间分布与硫酸盐还原通量有正相关性。QA-11和QA-14站位的黄铁矿与AVS硫的含量比值大于3,分别为7.9和3.6,表明两个站位的黄铁矿形成可能受硫酸盐还原作用的控制;QA-9站位黄铁矿与AVS硫的含量比值为2.2,暗示AVS向黄铁矿转化受到可利用活性铁的限制。 相似文献
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The amount of methane leaked from deep sea cold seeps is enormous and potentially affects the global warming,ocean acidification and global carbon cycle. It is of great significance to study the methane bubble movement and dissolution process in the water column and its output to the atmosphere. Methane bubbles produce strong acoustic impedance in water bodies, and bubble strings released from deep sea cold seeps are called "gas flares"which expressed as flame-like strong backscatter in the water column. We characterized the morphology and movement of methane bubbles released into the water using multibeam water column data at two cold seeps. The result shows that methane at site I reached 920 m water depth without passing through the top of the gas hydrate stability zone(GHSZ, 850 m), while methane bubbles at site II passed through the top of the GHSZ(597 m) and entered the non-GHSZ(above 550 m). By applying two methods on the multibeam data, the bubble rising velocity in the water column at sites I and II were estimated to be 9.6 cm/s and 24 cm/s, respectively. Bubble velocity is positively associated with water depth which is inferred to be resulted from decrease of bubble size during methane ascending in the water. Combined with numerical simulation, we concluded that formation of gas hydrate shells plays an important role in helping methane bubbles entering the upper water bodies, while other factors, including water depth, bubble velocity, initial kinetic energy and bubble size, also influence the bubble residence time in the water and the possibility of methane entering the atmosphere. We estimate that methane gas flux at these two sites is 0.4×10~6–87.6×10~6 mol/a which is extremely small compared to the total amount of methane in the ocean body, however, methane leakage might exert significant impact on the ocean acidification considering the widespread distributed cold seeps. In addition, although methane entering the atmosphere is not observed, further research is still needed to understand its potential impact on increasing methane concentration in the surface seawater and gas-water interface methane exchange rate, which consequently increase the greenhouse effect. 相似文献
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产甲烷古菌在滨海沉积物碳循环过程中起着重要作用。本研究以渤海不同区域沉积物为研究对象,通过T-RFLP以及室内富集培养方法,解析了渤海不同区域沉积物产甲烷菌群落结构差异,并评估其产甲烷潜力。结果表明,渤海不同区域沉积物细菌和产甲烷古菌群落结构组成存在差异,其主要优势产甲烷菌为Methanobacterium和Methanosarcina,主要优势细菌为Desulfovibrio和Thiobacillus。渤海不同区域沉积物在实验室培养条件下产甲烷量存在明显差异,表现为近岸区域沉积物产甲烷量较高。且渤海沉积物具有较高的产甲烷潜力(乙酸转换率达到46.46%),潜在甲烷排放量估计值可达1.74亿t/年。 相似文献