广西秋冬季降水特征分析

利用1961年1月至2006 年2月广西89个气象观测站的逐日降水数据,计算各观测站45a来的秋冬季降水时间序列,运用小波分析和Mann-Kendell非参数化统计检验方法, 分析广西秋冬季降水的时空异常分布和变化特征.结果表明,广西秋季降水南多北少,近20a来降水量总体上趋于减少;冬季降水则东多西少,20世纪70年代初期开始出现趋于增多的突变,近15a来这种变化比较显著.广西秋冬季降水时间序列存在着较为明显的年代际和年际两个振荡周期.广西秋冬季降水的地域性差异较大,西部地区秋季降水逐渐减少的趋势较为明显,桂南秋季出现异常干旱的情况比较频繁,桂东北、桂西南的冬季降水明显增多.     

渤海浮游植物生物量时空变化初析

本根据40年间收集的综合观测资料、部分成果以及1998／1999年本课题执行的2个航次的调查和岸边监测，分析了渤海浮游植物生物量的年循环规律、水平分布的年际变化及长期变化。结合渤海水温、盐度、黄河径流量及营养盐浓度的变化，初步分析了原因。渤海为高生产力陆架海，每年有2次生物量的高峰期，水华时间有1个月的前后移动；生物量及其水平分布的年际变化大于10年际变化，渤海温盐有增加趋势，无机氮浓度增加、磷酸盐浓度降低，河流输入变化只影响局部海域子系统，近岸海域的富营养化使得营养盐更多地消耗在近岸，而中央海区依然保持良好水质。物理系统的变化是该时空变化的重要原因之一。     

山西省近50年气温和降水变化基本特征研究

根据山西省近50年(1959-2008)108个地面气象观测站的年平均气温和年降水量系列数据,采用参数线性回归检验(LR)和非参数Mann-Kendall检验(MK)两种方法,从观测站、地级市、全省和山西省黄土高原地区综合治理地区4个层面,对山西省气温和降水的时空变化规律进行了研究.MK结果表明,(1)在108个地面站中,除河曲县站的年平均气温呈不显著减少趋势之外,其余107个站的年平均气温均呈升高趋势(+0.034～+0.896℃/10a("a"即"年";以下同).其中97个站的年平均气温显著升高,10个站的年平均气温升高不显著.除曲沃等8个站的年降水量呈不显著增加趋势之外,其余100个站的年降水量均呈减少趋势(-0.154～-57.750 mm/10a).其中16个站的年降水量显著减少,84个站的年降水量减少不显著.(2)11个地级市的年平均气温均表现出非常显著的升高趋势(+0.181～+0.417℃/10a).各市的年平均降水量均呈减少趋势(-6.954～-33.681 mm/10a).其中晋城、晋中、临汾和吕梁4市的降水量显著减少,太原、大同、阳泉、长治、朔州、运城和忻州7市的降水量减少不显著.(3)山西省的年平均气温呈极显著升高趋势(+0.295℃/10a),其年降水量呈显著减少趋势(-20.486 mm/10a).(4)山西省17个综合治理地区的年平均气温均呈显著升高趋势(+0.126～+0.375℃/10a).这17个地区的年平均降水量均呈减少趋势(-2.619～-34.417 mm/10a).其中5个地区的降水量呈显著减少趋势.总之,山西省的气温和降水在整体上分别呈显著升高和显著减少趋势,在较低层面上具有明显的空间异质性.对比分析同时表明,LR和MK所得的结果,就气温而言一致性非常高;就降水而言一致性则不确定(因研究层面不同很高或较低).     

晋城市蒸发量时空分布及年际变化分析

根据晋城市5个气象观测站的30年的蒸发观测资料,分析了该地区蒸发量的时空分布规律及年际变化特点.     

宫古海峡典型断面水文特征分析

宫古海峡是连接东海与太平洋的重要水道,其水文要素变化与两者交换密切相关.文中基于海洋再分析数据集JCOPE2(Japan Coastal Ocean Predictability Experiments 2)的温度和盐度模拟结果,分析了宫古海峡典型断面(KR断面)温度、盐度、密度垂向分布的变化特征,讨论了密度跃层的季节分布和年际变化.结果表明:(1)KR断面温度在表层大于22,℃并随深度降低,1,000,m左右温度为4,℃;盐度(S)在次表层(100~200,m)达到最大(S34.85),在中层(500~800,m)最小(S34.30);表层密度低于22,kg/m3,随深度逐渐增加,1,000,m左右密度大于27,kg/m3.等密线与等温线分布基本一致,两者在黑潮核心区向下倾斜.(2)KR断面温跃层在126°E以东外海区季节变化分为4个阶段,分别为无跃期(1—4月)、成长期(5—6月)、强盛期(7—9月)和消衰期(10—12月),盐跃层则只存在于7—9月的陆坡处且厚度较薄,密度跃层变化与温跃层一致.(3)密度跃层的分布主要受控于温度,仅在126°E附近近表层海域受盐度影响.100,m以浅的海洋密度跃层总时间变化(年际变化与季节变化之和)明显大于中深层,而且黑潮流核处总时间变化明显小于其两侧.水体不同深度的密度跃层主要时间变化机制存在差异,200,m以浅季节变化显著,200,m以深年际变化显著.     

气候变化背景下渤黄海海温时空特征分析

【目的】研究渤黄海海温时空变化特征及其与全球海温的关系。【方法】采用相关分析、小波分析等方法,对1985—2015年渤黄海海洋站的海温观测资料进行分析。【结果】渤海是中国内海,沿岸海温受陆地影响显著,变化幅度大,对气温响应快;黄海作为太平洋的边缘海,与外海水体交换通畅,水温变化幅度相对较小,水温变化与渤海相比具有一定的滞后性;各站海温变化周期特征不尽相同,但在2000年以后各站均有较为明显的8年周期;渤黄海海温与全球大部分海域一致,近30年呈现上升趋势,但上升速率与同纬度太平洋和大西洋相比较低,黄海海温上升速率高于渤海。【结论】渤黄海海温具有明显的月际、年际和周期变化特征,受海陆分布等因素影响渤黄海海温对气候变暖的响应低于同纬度太平洋和大西洋。     

闽江北支水道水文、泥沙特征分析

利用闽江口所设置5个定点连续观测站的流速、盐度、温度、浊度与悬沙资料以及同步观测的5个潮位观测站的潮位资料,分析闽江河口的水文特征和悬浮泥沙含量特征.研究表明,闽江口的水文特征有:涨潮历时短,退潮历时长,各潮位观测站的涨潮时刻由河口向感潮河段的上游依次推迟,落潮时刻由感潮河段的上游向河口依次推迟.温、盐分布情况受径流和潮流共同作用,径流对表层水体温度、盐度影响剧烈.在观测时间,观测区域内,温度变化范围在24.9-30.1℃,盐度变化范围在4.1-33.7.输沙量计算结果显示,在测量期间,壶江水道和熨斗水道落潮输沙量大于涨潮输沙量,河口输沙以河流输沙为主.     

大黑山鸟类环志侧记

烟波浩渺的渤海海峡庙岛群岛的西南,有个大黑山岛.岛上山岭叠嶂、谷涧清幽、林树蓊郁、草茂花杂,由于独特的地理位置和优越的自然环境,南迁北徙的候鸟在飞越渤海时,大都要在这个小岛上落脚歇憩.每年春绿秋黄、飞花落叶之际,大黑山岛便成了鸟的世界.金秋十月,我为了录制一些鸟鸣的录音资料,同长岛县鸟类环志站的老孙     

钦州市近56a降水变化特征分析

利用钦州气象站1954～2009年的降水观测资料,采用滑动平均、趋势分析、累积距平法等方法,分析钦州市近56 a来降水量的年际和年代际变化特征及趋势.结果表明:①降水量年代际变化特点为1950年代中期到1970年代为少雨期,其中1954～1960年代是降水量最少的时期,1980年代至2001～2009年代为多雨期.各季降水量除秋季外均呈增加趋势,以夏季增加最明显;近56 a以来,钦州市降水量呈上升趋势,但趋势变化不明显.②近56 a以来,钦州市暴雨日数有缓慢增加趋势,但不明显.暴雨主要集中在汛期,汛期暴雨日数占全年总次数的91%,其中又以7月份最多,占全年总次数的24%.     

渤海西部海面风速预报方法的探讨

用秦皇岛、塘沽、海上平台等5个自动站3年的逐小时风速历史资料对渤海和秦皇岛地区的风速的相互关系和自身变化进行研究和探讨。通过使用气象统计方法,总结出大风的年变化和日变化,对以前已经研究过的结论进行论证,同时通过对比研究塘沽和海上平台站的资料,提出本地大风的年变化趋势预报和近海地区风速短时预报方法,在原有基础上进一步设想,总结出近海海区风速预报方法的理想数学假设方程。     

渤海和北黄海溶解氧与营养盐年际变化特征

基于收集的1975—1999年间渤海与北黄海现场实测数据,分析溶解氧(DO)、磷酸盐(PO_4-P)和硅酸盐(SiO_3-Si)的年际变化特征.结果表明:在这25年间,渤海和北黄海溶解氧浓度均呈降低趋势,冬季年际降低程度比夏季明显,且冬季溶解氧与温度负相关性较夏季更显著.溶解氧最显著变化是夏季北黄海中部海域底层高值区逐渐缩小,至20世纪90年代全部低于6.0 mL/L.除夏季渤海北部和北黄海底层磷酸盐在20世纪80—90年代表现为升高趋势外,夏季研究海域内磷酸盐和硅酸盐浓度表现为波动性降低趋势,且在20世纪80年代中期(1984—1987年)下降到历史性最低水平;冬季研究海域内磷酸盐浓度表现为波动状态,硅酸盐却有着显著降低趋势.     

华北夏季降水80年振荡及其与东亚夏季风的关系

根据1470～1999年共530 a中国东部25个站旱涝等级资料和1951～1999年共49 a中国160个站降水的观测资料,利用相关分析、功率谱分析和小波分析对中国华北地区降水的年代际振荡及其与东亚夏季风的关系进行了研究,结果表明华北降水的80 a振荡与东亚夏季风强度的长期变化有很好的对应关系.CCM2.0 30 a模拟研究进一步证明了中国东部降水与东亚夏季风之间的密切关系.     

ENSO变率的不规则性

根据SST及SOI观测资料及代用资料分析了不同时间尺度的ENSO变率,主要结果如下:(1)根据ENSO有代表性的指数Nino 3.4区SST及SOI近一个半世纪的观测记录,ENSO变率以年际变化为主,集中在3个谱段;2～3 a、3～4 a及5～6 a.(2)ENSO变率有年代际变化,1920-1950年出现过3～4 a典型ENSO变率的减弱.近500年的ENSO代用资料表明,每百年内至少有1次类似的减弱.(3)大量的代用资料如冰芯,树木年轮、史料等证实小冰期ENSO的变率与20世纪没有很大差别.(4)考古资料表明大约从5 ka BP ENSO才活跃起来,在此之前ENSO的频率很低.ENSO气候模拟研究支持了ENSO变率这种长期变化与岁差有关的观点.     

深圳湾福田红树林湿地腺带刺沙蚕分布的生态响应

根据2005年3月至2008年1月在深圳湾福田红树林湿地3个断面10个取样站进行大型底栖动物12个季度监测获得的腺带刺沙蚕(Neanthes glandicincta)密度和生物量数据,阐述了腺带刺沙蚕数量的年际变化、季节变化和空间分布,分析了其栖息密度、生物量与部分环境因子的关系.结果表明,深圳湾福田红树林湿地腺带刺沙蚕密度和生物量的年均值大小顺序均是:2005年＞2006年＞2007年.季节均值大小顺序是:春季＞冬季＞秋季＞夏季;而生物量的季节均值大小顺序是:春季＞冬季＞夏季＞秋季.深圳湾福田红树林湿地腺带刺沙蚕的空间分布不均匀,不同断面或取样站之间数量差别很大,没有红树林的光滩取样站密度高,红树林内的取样站几乎很少采到.相关分析表明,腺带刺沙蚕密度时间分布与总有机质、气温、季度降水量、日照时数之间存在显著负相关,与盐度、相对湿度之间不存在显著相关.在空间分布上,腺带刺沙蚕的密度与总有机质和硫化物之间存在显著负相关,而与盐度、粘土等环境因子间无显著相关.     

近50年来黄河入海水沙通量变化的多尺度分析

基于利津站近50年来的水沙通量资料，利用功率谱、交叉谱和小波分析对黄河入海水沙通量的多尺度变化特征进行了研究. 谱分析结果显示，黄河入海水沙通量呈现明显的年际和年代际变化特征. 径流量和输沙量在2.11， 2.53， 4.75和12.67a的时间尺度上具有显著的相关关系，年代际变化尺度上输沙量滞后于径流量1.76a左右. 通过小波分析发现：20世纪70年代之前黄河入海水沙通量强度大且年际与年代际变化特征明显，而其后各种时间尺度的变化呈减弱趋势；水沙通量多尺度振荡的直接原因是黄河上中游流域降水量的周期性变化，而根本原因是西太平洋副热带高压的年际（准两年）和年代际振荡，且流域降水量多尺度振荡的递减特征导致了黄河入海水沙通量多尺度变化幅度的减弱趋势. 黄河入海泥沙通量多尺度变化的强弱与三角洲淤进速率的快慢基本吻合.     

利用卫星数据分析南大洋夏季表层水叶绿素和温盐年际分布特征

基于中国南极考察第16和第21航次现场走航观测的数据,从卫星遥感获得资料分析了南大洋夏季海表层水的叶绿素和温盐在1999-2000年和2004-2005年间的年际月平均变化.结果表明:南大洋叶绿素分布呈现随时间变化向岸梯度递增,高值区主要在冰边缘、岛屿附近和陆架海域;海表层水温由南向北呈现明显的随时间变化梯度递增,2℃等温线随年际变化南移至66°S,在南极辐散带和0经度断面上有明显的SST高值区;表层水的盐度呈不规则的盐度值或高或低的空间块状分布.从生产力和温盐三方面佐证了南大洋上升流的存在.     

冬季海水养殖水域环境因子的变化对养殖海参的影响研究

2016年和2017年两个结冰期内对渤海某海水人工养殖池塘冰厚度的变化和冰盖下水体的温度、盐度、p H和溶解氧进行连续观测。冰厚采用超声测距仪定时测量,冰温、水温、盐度、溶解氧和p H分层观测。研究发现,盐度的变化与冰的生长密切相关,而冰厚度的变化主要受气温的控制,p H和溶解氧的变化与水温和光合作用相关,冰融化时p H和溶解氧变化浮动较大,冰融水起到了稀释作用,溶解氧浓度降低。可见,气温影响冰厚和水温,进而间接影响了盐度、p H和溶解氧。观测的养殖池塘水体溶氧含量一直大于8 mg·L-1,没有出现缺氧的情况。p H范围在7. 7～9. 0之间,没有出现异常。养殖池塘内的海参对盐度的耐受范围是20～35,而其栖息的水体底层的盐度,主要是在29. 022 7～34. 028 6间,仅当冰融化时,盐度最低值降到21. 074 8,但在之后再3～5 d内上升至29,可见,盐度的变化是在其可承受范围内。综上分析,温度是决定冬季海水养殖生物存活率的限制因素。     

冬季太平洋海表温度与北半球中纬度大气环流异常的共变模态

根据近50年的全球海洋和大气再分析资料,利用奇异值分解和子波变换分析方法及绕极涡分析途径,揭示了冬季太平洋海表温度（SST）与北半球中纬度大气环流异常共变模态的时空特征．结果表明,冬季太平洋SST与北半球中纬度大气环流异常之间主要表现为两种时空结构显著不同的共变模态,即年际的ENSO模态和准20a时间尺度的年代际北太平洋模态．二者在空间结构上具有明显差异．对于年际ENSO模态,海洋异常表现为典型的ENSO型SST异常分布．其主信号在热带中东太平洋,次信号在北太平洋,两者变化位相相反;大气异常主要为PNA型波列,局限于太平洋一北美地区,具有局域性特征,对于年代际北太平洋模态,SST异常则主要限于中纬度北太平洋地区,表现为北太平洋中西部与北美西岸SST异常呈反相变化;大气异常则表现为整个中纬度西风带上纬向波列分布,具有纬向全球性特征,即不仅与PNA遥相关型联系,而且与太平洋上游的欧亚大气环流异常也有密切关系,当中纬度北太平洋异常冷时,则中纬度大气整个定常槽脊系统加强,反之,则减弱．进一步对大西洋分析表明,年代际北太平洋模态的产生很有可能与“两个海洋与一个大气”的耦合相互作用机制有关．     

夏季长江口—东海陆架大中型浮游生物分布特征及影响因素

根据2019年夏季长江口及邻近海域17个站位的大中型浮游生物与水质参数分析,研究了大中型浮游生物的空间分布特征及其主要影响因素。在长江口咸淡水混合影响下,长江口-东海陆架断面浮游生物物种数及生物多样性指数均随盐度增加而增大,且淡水及低盐度站位与高盐度站位的优势物种存在显著差异。长江口-东海陆架关键断面13个站位的大中型浮游生物密度及生物量与叶绿素a无显著相关性,与营养盐含量呈显著负相关,表明上行效应并非控制该断面浮游生物分布特征的主要因素。在咸淡水混合所致多因素变化的复杂影响下,该断面大中型浮游生物分布的主要影响因素呈现出盐度相关的区域性差异。首次利用浮游生物在线成像和分类设备（CPICS）在多个高盐度站位开展原位观测,获得了多种大中型浮游生物的原位影像,可对夜光藻、双生水母等大型浮游动物鉴定至种,对桡足类鉴定至亚纲。CPICS垂直布放原位观测与野外垂直拖网采样分析结果所反映的物种数变化趋势具有一致性。     

方解石晶体定向性对水的拉曼光谱影响的实验评估——天然包裹体盐度的测定

拉曼光谱是一种原位、快速、无损的分析技术,被广泛用于流体包裹体组分的定性描述和半定量-定量分析.盐水溶液的OH伸缩振动谱峰(ν_s-H_2O)随流体盐度升高向高波数偏移,同时其对称性也逐渐增强,是反映流体盐度的良好指标.需要注意的是,具有双折射性的寄主矿物本身的晶体定向性也会影响ν_s-H_2O谱峰的峰形,是限制该方法应用于自然包裹体盐度测定的重要因素.方解石是最常见的包裹体寄主矿物之一,其晶体定向性对ν_s-H_2O谱峰的影响规律缺少系统的实验研究.应用熔融毛细硅管合成包裹体技术制备了一系列含不同浓度NaCl溶液的透明腔体,在室温条件下收集其拉曼光谱,经过拟合处理后,建立了NaCl浓度和拉曼光谱参数之间的定量关系.而后,系统分析了沿{1011}{1121}和{0001}方向制备的方解石薄片的方向性对溶液的ν_s-H_2O谱峰的影响规律.方解石晶体定向性对ν_s-H_2O光谱形态的影响表现为使低波数部分得以增强或者减弱.在系统实验观测的基础上,提出了较为可行的方解石中包裹体盐度的原位拉曼光谱测定流程,即将包裹体片旋转0°～180°获取多条拉曼光谱,经拟合处理后获得其光谱参数的平均值,而后计算流体盐度.最后,将该方法应用于地质实例分析,测定了瑶岗仙钨矿晚期热液方解石脉中的包裹体盐度,并与显微测温法进行了对比,其偏差在±5%以内.