基于新型高频声学多普勒流速剖面仪的河口近底部边界层观测初探     

兰庭飞  吴昊  唐杰平  李占海  汪亚平 《海洋通报》2019,38(6):640-649

河口物质输运、能量交换与底边界层内的水动力过程密切相关,底边界层参数(如切应力、拖曳系数)的确定至关重要。挪威Nortek公司生产的新型声学多普勒流速剖面仪AD2CP相比传统ADCP具有高频、低噪的优点,可用于高频(16Hz)流速剖面观测,而被广泛应用于底边界层观测的ADV只能测量单点高频流速。本文采用AD2CP在长江口南槽最大浑浊带区域进行座底式观测,并与同步近底部三脚架上ADV的观测结果进行对比。结果表明,使用AD2CP测得的近底部平均流速与ADV的测量结果吻合良好;使用惯性耗散法计算了底切应力,基于ADV的单点高频流速数据计算结果为2.16×10~(-2)～5.69×10~(-1)N/m~2,基于AD2CP的结果为2.09×10~(-2)～4.26×10~(-1)N/m~2,二者范围大致相当。在此基础上,基于AD2CP数据计算出摩阻流速为4.55×10~(-3)～2.06×10~(-2)m/s、底拖曳系数范围为1.84×10~(-4)～2.49×10~(-3),与ADV的计算结果基本一致。此外,由于AD2CP可以获得高频的流速剖面数据,优于单点ADV,具备观测近底部边界层参数和边界层内湍流剖面的潜力。  相似文献   

风和径流量对长江口缺氧影响的数值模拟   总被引：1，自引：1，他引：0  

郑静静  刘桂梅  高姗  李云  李志杰 《海洋学报》2018,40(9):1-17

受自然和人类活动的影响，海洋缺氧现象日益严重，威胁着海洋生态环境，海洋缺氧问题已经引起了人们的广泛关注。本文应用区域海洋模式并耦合生态模式，对东海的生态系统进行了数值模拟和分析研究。与观测数据比较显示，该模型能较好地模拟长江口外生态变量的分布趋势。另外本文通过设置不同敏感性实验，探讨风和径流量对长江口底层缺氧现象的影响，结果分析表明，风和径流量对长江口外缺氧区的形成有显著的影响。径流量变化虽然对长江口外缺氧区的季节变化影响并不显著，但是对缺氧区域面积却存在显著的影响。径流量增加，水体层化增强，表层叶绿素浓度增加，最终导致缺氧区域范围扩展；径流量减小，水体层化减弱，表层叶绿素浓度减小，缺氧区域范围缩小。风向和风速的改变不仅影响长江口外缺氧区的季节变化，还影响缺氧区域面积。  相似文献   

潮致泥沙全沙净输运解析模式     

储鏖  徐怡  陈永平  郁夏琰  王彪 《海洋工程》2020,38(4):61-72

泥沙运动作为水流和底床相互作用的纽带,是河流、河口及海岸工程研究的重要内容。在潮波作用明显的河口、海岸地区,周期性的动力作用下的泥沙运动具有往复和可逆的特征,因此研究这类水域的泥沙的净输运更具有实际的意义。基于泥沙输运和流速呈指数关系假设,建立潮流环境下的泥沙全沙净输运的解析解公式,并对该公式的计算结果和数值计算以及数学模型的结果进行了检验和验证,结果表明本研究提出的公式能较好地反应潮流环境下的泥沙净输运。由此,基于本公式采用潮流分潮调和常数可计算得到全沙净输运,并可以分析各分潮流及其相互作用与泥沙净输运的关系。研究结果显示,在受径流影响较大的半日潮河口,S2、MS4、M2三潮相互作用对全沙净输运的贡献显著高于通常的潮流不对称作用,即M2、M4的相互作用。此外,河口区域径流导致的余流对泥沙净输运的贡献不可忽略,特别是在洪季,大径流量条件下往往导致余流较大,其对泥沙净输运的贡献所占比例较大。  相似文献   

长江口叶绿素a年际变化及其对三峡大坝的响应     

于兰芳  吴晓  毕乃双  刘京鹏  王厚杰 《海洋地质前沿》2020,36(7):56-63

通过SeaWiFS和MODIS卫星数据获得1997—2012年长江口区域年均、月均叶绿素a浓度,结合长江入海水沙资料,研究长江口叶绿素a浓度变化与长江来水来沙的关系及对三峡建坝的响应。结果显示,研究区在年均与月均尺度上,长江口叶绿素a浓度与长江径流量均存在较好的线性关系(判定系数分别为0.72和0.89),而与输沙关系较差,说明径流携带溶解态营养盐对浮游植物的贡献大于泥沙颗粒吸附的颗粒态营养盐贡献;三峡建坝后,研究区年均叶绿素a浓度出现下降趋势,月均叶绿素a浓度变化显示,原本的春、夏季峰值出现了一个月左右的滞后期,分析主要与建坝后较多枯水年份导致的春旱和三峡防洪前的排水以及夏季对洪峰的拦截有关;虽然蓄洪排枯增加了枯水月份径流量,但由于枯水月大多温度低、透光性差,不利于浮游植物生长,蓄洪排枯对枯水月份叶绿素影响不大,洪水季由于削峰导致叶绿素浓度较大坝建成前降低,因此,三峡大坝建成后研究区总体年际叶绿素a浓度呈降低趋势。  相似文献   

底栖有孔虫(Florilus decors)壳体微量元素/钙比值的LA-ICP-MS原位微区分析方法及应用——以长江口外海域为例     

南海明  许博超  黄湘通  杨守业  郭肖伊  王飞飞  邱敏志  张晓洁  于志刚 《海洋学报》2018,40(10):158-166

深海沉积物中有孔虫壳体的微量元素、同位素测试技术已较为成熟，而河口近海沉积物中有孔虫壳体元素微区测试却鲜有报道。本文报道了一种利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析法测试取自长江口外沉积物中的有孔虫壳体元素/钙比值的技术，研究了氦气载气流量、能量密度、束斑大小、激光剥蚀频率等参数对测试结果的影响，优化了活体有孔虫原位分析方法。应用确定的测试条件对2016年7月取自长江口外的底栖有孔虫优美花朵虫样品（Florilus decors）进行测试，发现Mg、Sr等元素/钙比值在壳体不同位置上无显著差异，而Mn的数据较为离散，可能与有孔虫生长过程中经历的水环境及其变化有关。  相似文献   

长江口邻近海域夏季底栖纤毛虫的多样性与群落结构特点     

孟昭翠  徐奎栋 《海洋与湖沼》2020,51(3):591-601

采用Ludox-QPS方法,研究了2011年8月采自长江口邻近海域9个站位沉积物中纤毛虫的群落结构及分布特点,并结合沉积环境进行综合分析。结果表明,表层8cm沉积物中底栖纤毛虫的平均丰度为(2782±1493)cells/10cm2,生物量为(10.06±6.41)μgC/10cm2。长江口海域北部站位的丰度和生物量呈从近岸向外海增加,南部的站位呈现相反的分布趋势。在垂直分布上, 62%的底栖纤毛虫分布在表层2cm, 12%分布在5—8 cm。本研究共检获纤毛虫106种,隶属于15纲/亚纲, 24目, 69属,前口纲在丰度及生物量上均为最优势类群(丰度占45.5%,生物量占56.4%),核残迹纲在生物量上居第二位。就食性来看,肉食性纤毛虫物种数最多(44种),其丰度和生物量所占比例也最高(40.3%,66.8%),但在长江口外站位(M1站),菌食性纤毛虫为最优势摄食类群。分析表明,研究海域底栖纤毛虫群落结构与底层水盐度最相关。聚类分析结果显示,由于较多量的伪钟虫属(Pseudovorticella)和原领毛虫属(Prototrachelocerca)种类出现导致长江口北部L1站的纤毛虫群落结构不同于其他站位。本研究所获底栖纤毛虫的丰度和生物量较东海离岸海域已有研究结果均高,表层8cm沉积物中纤毛虫的丰度约是上层30m水柱中浮游纤毛虫的116倍,生物量约是后者的150倍。基于目前黄东海有关底栖纤毛虫物种多样性的已有报道,其多样性在长江口离岸海域高于近岸潮间带,且在离岸海域东海低于黄海。  相似文献   

长江口表层沉积物中正构烷烃的高分辨分布特征及有机碳来源解析     

王春禹  姚鹏  赵彬 《海洋学报》2020,42(10):1-13

于2014年3月对长江口及邻近海域的表层沉积物进行了高分辨率采样，分析了沉积物粒级组成、比表面积、总有机碳含量及其稳定碳同位素组成(δ13C)、正构烷烃及其相关分子指标，讨论了此区域沉积有机碳和正构烷烃的高分辨分布特征，并结合基于主成分分析?蒙特卡洛模拟的三端元混合模型，对沉积有机碳的来源进行了定量解析。结果表明，长江口及其邻近海域表层沉积物中总有机碳含量为0.45%±0.16%，近岸泥质区总有机碳含量较高，外海砂质区含量较低。总正构烷烃(C₁₄?C₃₅)的绝对含量和相对于总有机碳的含量分别为(1.42±0.73) μg/g和(0.34±0.21) mg/g。泥质区以长链正构烷烃占优势，具有较强的奇碳优势；砂质区以短链正构烷烃占优势，且具有一定的偶碳优势。长江输入、老黄河口输入、闽浙沿岸小型河流输入和水动力分选等因素制约了正构烷烃的输运和分布特征。模型结果显示此区域沉积有机碳来自海源、土壤和高等植物的混合输入，其中以海源为主，其贡献为42.70%±18.18%，由陆地向外海贡献逐渐升高，其次是土壤和高等植物，其贡献分别为28.99%±15.37%和28.31%±17.12%。在水动力分选作用的影响下，两种陆源有机碳在入海之后的输运过程中存在明显的分异，土壤有机碳主要与细颗粒物结合，并沿闽浙沿岸向南输运，而高等植物来源有机碳则在长江口存在东北方向的输运。  相似文献   

东海北部小型底栖动物群落对径流及黑潮暖流入侵的响应   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘清河  马林  李新正 《海洋学报》2020,42(2):52-64

为探究小型底栖动物群落在东海北部及其临近海域的分布规律，及其对环境因子的响应，于2016年9月和12月，对研究海域共计20个站位的小型底栖动物和环境因子进行了取样调查。调查结果显示，研究海域内共鉴定出小型底栖动物类群16个，其中海洋线虫为绝对优势类群，其他优势类群主要包括桡足类、动吻类和多毛类。9月航次小型底栖动物平均丰度为(1 758±759)个/（10 cm2），线虫占95.6%；平均生物量为(1 216.4±464.7) μg/(10 cm2)(干重)，线虫占55.26%。12月航次平均丰度为(2 011±1 471)个/(10 cm2)，线虫占95.6%；平均生物量为(1 143.0±755.0)μg/(10 cm2)(干重)，线虫占67.28%。聚类分析结果显示，小型底栖动物群落主要可以划分为近岸和外海两个组，其中近岸组小型底栖动物丰度显著高于外海站位。但在各断面分布上，绝大多数站位小型底栖动物丰度最高值均出现在60 m等深线附近，并且该水深处站位的温度和盐度数值均表现出黑潮水的特征。黑潮近岸分支对东海陆架入侵是导致小型底栖动物分布差异的重要原因，小型底栖动物在60 m等深线附近具有的高丰度值可作为其对黑潮入侵的响应。推测，黑潮入侵所导致的水体初级生产力增加以及黑潮水所携带的溶氧可能是导致该深度处小型底栖动物丰度增加的主要原因。  相似文献   

基于潮汐动态淹没过程的长江口潮滩地形信息反演研究     

章敏  吴文挺  汪小钦  孙玉 《地球信息科学学报》2022,24(3):583-596

潮滩是陆地与海洋之间重要的生态过渡地带,具有复杂的生态过程和重要的服务功能。受陆海交互作用及人类活动的影响,潮滩处于高度动态变化过程中,而传统测绘技术受到潮滩可达性影响无法快速获取潮滩地形信息。为解决潮滩高程数据获取困难的问题,本文提出一种基于潮汐动态淹没过程和时序遥感影像的潮滩地形信息提取算法,利用K-means++聚类方法实现水域提取,并通过时序淹没特征计算潮滩淹没频率提取潮滩范围信息,最终综合区域潮汐特征反演潮滩地形。研究以崇明东滩为例,利用2016—2020年所有可用Sentinel-2和Landsat-8时序遥感影像,实现潮滩范围提取与高程反演,并通过实测高程数据进行精度验证。研究结果表明,潮滩范围提取总体精度为97.73%,F1_score为0.98;高程反演平均绝对误差为0.15 m,潮滩高程的反演精度与可用影像的数量呈正相关。研究利用该算法进一步反演长江口地区主要潮滩地形特征,结果表明区域内潮滩面积为346.93 km²,高程范围为1.00~3.84 m,且与现有潮滩范围数据集相比,本研究提取的长江口潮滩范围更为完整。该算法为潮滩地形的快速反演提供了可能,对潮滩资源动态监测和管理具有重要意义。  相似文献   

长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析     

张玉婷  段丽琴  宋金明  张乃星  尹美玲  李学刚  袁华茂 《地学前缘》2022,29(4):144-155

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。  相似文献