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期刊信息/Journal information
海洋与湖沼
海洋与湖沼

相建海

双月刊

0029-814X

liuxiujuan@qdio.ac.cn

0532-82898753

266071

青岛市南海路7号

海洋与湖沼/Journal Oceanologia et Limnologia SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本学报系海洋与湖沼科技领域最早、最有影响的综合性学术刊物。以报道基础研究、应用基础研究论文为主的刊物。论文涉及水圈范围内的物理、化学、地质、生物及其分支学科的研究报告、简报（阶段性研究成果）、学术争鸣及研究综述等。学报连续5年入围被引频次最高的中国科技期刊百名榜的第34名。学报被国际六大检索系统中的五大系统所收录，如SA、CA、JICST、PЖ、SCI。2000年荣获中国科学院优秀期刊一等奖和山东省科技期刊质量评估优秀级。
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    用于厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)研究的海气耦合模式综述:中间型和混合型模式

    张荣华
    1-23页
    查看更多>>摘要：厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)是地球气候系统中最强的年际变率信号,起源于热带太平洋海气相互作用过程,并对全球的天气和气候等产生显著的影响.过去几十年来,广泛、深入而细致的海气相互作用研究致力于发展和改进海气耦合模式以用于ENSO模拟和预测,各种类型的海气耦合模式应运而生.经过半个多世纪的努力,ENSO数值模式及其应用已经取得了巨大进展,包括已发展了一些高度理想化的概念(concept)模型来解释ENSO准周期性循环(包括正负反馈机制等);同时也已发展了几类复杂程度不同的海气耦合模式并用于对ENSO的真实模拟和实时预测等研究,尤其是已能提前6个月或更长时间对ENSO事件的发生和发展等进行有效的实时预测.其中最为复杂的模式是基于原始方程组的大气环流模式(Atmospheric General Circulation Models,AGCMs)与海洋环流模式(Oceanic General Circulation Models,OGCMs)等所组成的环流型耦合模式(Coupled General Circulation Models,CGCMs),这类模式变量取为完全变量的形式(如总的海表温度场,其可以分解为气候态部分和年际异常部分),还考虑了尽可能详尽的物理过程及其参数化方案.中间型耦合模式(Intermediate Coupled Models,ICMs)是一类介于高度理想化概念模型与复杂的环流型耦合模式之间的简化模式,其对应的控制方程组采用距平形式,直接取大气和海洋年际异常场作为预报变量(如海表温度年际异常),而相应的气候平均态部分则由对应的观测资料来给定;大气与海洋模式间的耦合采用异常耦合(anomaly coupling).混合型耦合模式(Hybrid Coupled Models,HCMs)是另一类简化的海气耦合模式,其中海洋或大气模式有一个分量模式采用了简化的距平类模式(类似于ICMs),而另一个分量模式则采用环流型模式(General Circulation Models,GCMs);如可采用统计的大气风应力年际异常模式与OGCM间的耦合而构建一种HCMOGCM,也可采用简化的海洋距平类模式(如ICM中的海洋分量模式)与AGCM间的耦合而构建另一种HCMAGCM.历史上,ICMs、HCMs和CGCMs等这几类耦合模式都在ENSO理论体系的发展、数值模拟和实时预测等方面都起到了重要作用.本文主要回顾作者与合作者所研发的ICMs和HCMs的构建、特点和应用例子等.

    厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)海气相互作用中间型耦合模式混合型耦合模式ENSO模拟性能

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    滆湖北部人工地形重塑下风浪场变化研究

    秦灏张怡辉朱金格胡维平...
    24-36页
    查看更多>>摘要：风浪是影响浅水湖泊物理生境环境重要的水动力要素之一.基于涌湖实测风浪数据,建立了涌湖风浪模型,验证结果表明模型可以较好模拟滆湖风浪随风场变化情况.在此基础上开展涌湖北部水域在人工地形重塑工程实施后的风浪变化情况分析.结果表明,不同季节盛行风下,风浪强度和湖底扰动强度均有一定程度的衰减,这有利于水体透明度和水底光照条件的改善.风浪强度的衰减使得具有有利于水生植物生长与发育风浪条件的水域面积显著扩增.人工地形重塑的实施,有利于滆湖北部水域水生植被物理生境环境改善,从而为滆湖北部水域水生植被的修复提供较好的环境支撑,也为其他浅水湖泊地形重塑工程的实施提供借鉴.

    涌湖风浪地形重塑风浪扰动生境环境

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    一个理想河口中拦门沙的存在对河口羽流扩展的影响

    吴文森张昊丹刘嘉欢龚文平...
    37-50页
    查看更多>>摘要：河口羽流是河口冲淡水在陆架中扩展的主要形式,其扩展受到诸多动力与地形因素的影响,口门拦门沙就是其中之一.以一个理想化的河口为例,采用区域海洋模型(regional ocean modelling system,ROMS),研究口门拦门沙对河口羽流扩展的影响,具体包括拦门沙对羽流的出流状态、扩展范围以及远场区沿岸流淡水输运的影响.研究结果表明,拦门沙增加了 口门处的水体分层,减小了羽流出流速度,增大了羽流凸出体的半径,减小了远场区沿岸流宽度,并进而减少了沿岸流中的淡水输送.本项研究对地形因素对河口羽流的扩展研究以及陆源物质的向海输运等均具有重要意义.

    河口羽流拦门沙ROMS海洋模式

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    基于Holland台风模型及三重嵌套海浪模式的台风浪数值模拟研究

    马秀玲魏来
    51-64页
    查看更多>>摘要：现有的风场资料存在台风中心附近风速偏低的问题.为改进台风期间风场数据,使用Holland经验台风模型结合多平台交叉校准数据(cross-calibrated multi-platform,CCMP)及欧洲中期天气预报中心的再分析数据(European Centre for Medium-range Weather Forecasts Reanalysis data,ERA5)风场资料,研究了不同台风最大风速半径(maximum wind radius of the typhoon,RMW)、Holland B参数对模拟效果的影响,确定了最优模拟参数,并以改进后的风场驱动三重嵌套海浪模型对台风"威马逊"发生期间的台风浪进行模拟.模拟结果与实测数据对比表明,(1)改进的风场资料与实测结果更为接近,作为海浪模式驱动项可更好地模拟台风期间波浪状况;(2)三重嵌套海浪模型的波浪模拟效果优于单独的海浪模型.

    Holland台风模型台风"威马逊"台风浪海浪数值模拟

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    基于Sentinel-2卫星影像的海南西岛珊瑚礁识别和变化分析

    周雅君何明郡刘聪贺双颜...
    65-76页
    查看更多>>摘要：珊瑚礁是海洋中最重要的生态系统之一,近年来在全球气候变化和人为干扰加剧的影响下,我国南海珊瑚礁总体处于快速退化状态.以海南西岛珊瑚礁为例,基于Sentinel-2系列卫星10 m空间分辨率影像,利用面向对象分类法(object-based image analysis,OBIA)对2017年12月～2018年3月和2021年12月两个时期的海南西岛珊瑚礁底质进行了识别分类,并进行珊瑚礁面积变化分析.将2021年12月的分类结果与现场调查数据进行对比验证,总分类精度和Kappa系数分别为83.3％和0.71.对比两个时期珊瑚礁底质分类结果表明,西岛西侧珊瑚礁覆盖面积未出现明显变化,东侧珊瑚礁显示恢复趋势.本文研究表明,10 m地面分辨率卫星系列影像和面向对象的阈值分类方法可以对海南西岛珊瑚礁进行较为准确的识别和变化分析,监测结果可为海南岛沿岸西岛等小型岛礁珊瑚保护及修复提供参考.

    珊瑚礁Sentinel-2影像西岛底质识别遥感监测

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    台风事件对东中国海悬沙浓度时空演变的影响分析

    赵仁灵周春艳许春阳刘伟...
    77-91页
    查看更多>>摘要：东海大陆架常受台风侵扰,强风浪在破坏水体结构的同时引起大量泥沙再悬浮.台风是影响东海表层悬沙浓度(suspended sediment concentration,SSC)的主要动力之一.本文将台风类型分为登陆和非登陆两大类共八种.基于GOCI(geostationary ocean color imager)遥感数据统计分析了2017～2020年9个不同类型台风事件对表层悬沙浓度时空分布的影响.结果表明,近海活动型和远海活动型台风使SSC显著增高了 150％～200％;随着风速减小,SSC逐渐下降,但需要3～4 d才能恢复至台风之前的SSC.风速变化与SSC变化率的相关性高达0.86.近海及远海活动型台风影响研究区域的风向为偏北风,该类型台风使秋季SSC等值线向外海延伸,出现舌状分布特点;而登陆型台风影响研究区域的风向前期为偏北风,后期为偏南风,该类型台风使SSC等值线呈基本平行向外海移动较短距离,但不出现向外海延伸的舌状分布.近海及远海活动型台风事件使SSC分布迅速向气候态平均天气下的冬季输运类型转变,其中近海活动型台风对SSC分布的影响比远海活动型更显著.登陆型台风对研究区域SSC跨陆架方向分布的影响比远海活动型台风更小.

    表层悬沙浓度GOCI台风类型风速

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    基于封闭湖泊碎屑沉积粒度异常指数定量重建黄旗海1885～2010年间湖面波动

    贾玉连周淑金王朋岭万智巍...
    92-106页
    查看更多>>摘要：基于沉积序列重建古气候环境是研究全球变化的基础性工作.优选指标应该是各类指标体系中的敏感参数.但是,各种环境背景变化会模糊其敏感程度,使重建结果失真.我们创建了一个包含17个参数的粒度系统,由此提供的粒度异常指数对位于东亚季风区农牧交错带的封闭湖泊黄旗海百余年湖面波动进行了定量重建.结果表明:异常指数与湖面波动具有非常敏感的相关关系,其敏感程度远高于普通粒度指标.1885～1895年和1950～1985年间为黄旗海高湖面阶段,1895～1950年和1985～2010年间为低湖面阶段.这一结果与沉积相、流域降水记录、遥感及文献记录显示的结果一致.不过,对1990～2010年而言,粒度异常指数与湖面波动并不相关,表明这个阶段的湖面升降原因复杂,明显是受到了人类活动,如拦河筑坝、开采地下水等的干扰.本研究创建了基于沉积物粒度异常指数定量重建封闭湖泊湖面波动历史,对研究全球气候变化提供了方法学参考.

    黄旗海湖泊沉积粒度异常指数湖面波动

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    秦皇岛外海低氧区颗粒物吸收光谱特征

    于廉涛张桂成杨伟赵亮...
    107-117页
    查看更多>>摘要：近年来,渤海夏季低氧现象频发,引起了人们的广泛关注.然而对该海域低氧形成的机制还未得到充分认识.研究基于在秦皇岛外海的现场观测,分析了海水中颗粒物吸收光谱特征及其与不同粒径浮游植物叶绿素a(chi a)组成、环境因子的关系,评估了夏季底层水体脱氧过程中有机物来源与特征.结果显示,夏季秦皇岛外海微型浮游植物chia占总量的80％.表层水体中,总颗粒物吸收光谱[ap(λ)]特征由浮游植物色素吸收光谱[aph(λ)]主导,在中、底层水体中则由碎屑颗粒物吸收光谱[ad(λ)]主导.垂向上,ap(440)和ad(440)均表现为表层＜中层＜底层.结果还表明,浮游植物粒径主导秦皇岛外海chia的光吸收效率,即aph*(440).基于三粒级chia含量,可利用多元回归预测aph(440).碎屑颗粒物的吸收光谱同样受浮游植物群落、有机质相对含量等的影响.研究结果表明初级生产产生的微型颗粒有机物是底层水体脱氧的主要底物.

    颗粒物吸收光谱叶绿素a秦皇岛外海

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    渤海氮磷营养盐和叶绿素浓度时空分布数值模拟与富营养化评估

    赵宇李克强孙珊陈衎...
    118-134页
    查看更多>>摘要：当前渤海富营养化风险仍居高不下,严重制约了环渤海社会经济可持续发展.开展近海富营养化评估与趋势分析是国家生态安全保障的需求,其难点在于富营养化评价要素长期演变进程高质量数据的获取.基于HAMSOM海洋生态模型,通过修正溶解有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)的难/易降解组分降解动力学形式,构建了适用于富营养化评估与趋势分析的渤海三维水动力/生物地球化学耦合模型.利用2019年渤海春、夏、秋、冬四个季节DON、溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)、溶解无机磷(dissolved inorganicphosphorus,DIP)和叶绿素 a(chlorophyll a,chl a)调查结果,对模型进行了校正,并利用1980年至2020年的长期调查结果进行了验证,模拟结果与调查结果相比较,在数值大小和变化趋势上均吻合较好,相对标准偏差、相似性系数和Kappa系数分别为24％、0.77和0.60.利用模型模拟计算的DIN、DIP、DON和chl a长期演变进程数据,计算了营养状态质量指数(nutritional quality index,NQI).结果表明,当前渤海富营养化状态整体上处于贫营养状态,但在渤海湾、辽东湾和莱州湾湾底近岸海域处于富营养状态,季节上5～10月份处于中等富营养化状态,从长期变化趋势看,渤海整体上富营养化状态趋于改善.与复合富营养化指数(compound eutrophication index,CEI)对比表明,渤海富营养化评估按NQI计算结果与按CEI计算结果相当吻合,相似性系数为0.83.文章建立的渤海富营养化评估方法具有较高可靠性,可用于渤海富营养化评估.

    渤海生态模型富营养化评估数值模拟

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    基于UPLC-Q-Exactive MS构建麻痹性贝类毒素的特征指纹溯源技术

    张帆郑关超王潇潇翟毓秀...
    135-144页
    查看更多>>摘要：麻痹性贝类毒素污染是世界共同关注和重点管控的食品安全问题,其溯源一直是产业监管的难点和技术重点.基于指纹溯源技术理论,采用室内模拟3种产毒藻暴露紫贻贝后风险形成过程,开发基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Exactive MS)鉴定麻痹性贝类毒素区域特征的指纹溯源技术.结果表明,采用乙腈/甲醇/丙酮(体积比为1∶1∶1)混合溶液作为提取剂,C8色谱柱联合正离子模式,质荷比(m/z)100～600和Amide色谱柱联合正离子模式,m/z 600～1 500作为色谱质谱检测条件下,提取的化合物数量较多且稳定性良好,覆盖了 40.4％指纹信息;紫贻贝与产毒藻中的共检出11种毒素成分,且具有高度相关性.N-磺酰胺甲酰基类毒素(如C类)和膝沟藻毒素(GTX类)在暴露期发生了显著的代谢转化;将摄食3种产毒藻后紫贻贝的差异化合物与特征毒素组分进行主成分分析及正交偏最小二乘法判别分析,共筛选出13种复合指纹物质.构建6种特征物质的Fisher判别模型,交叉验证准确率为88.9％,可实现产毒藻种溯源.该研究建立了基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱UPLC-Q-Exactive MS紫贻贝特征指纹溯源技术,初步实现了从污染麻痹性贝类毒素的贝类到肇事藻种的逆向溯源,可应用于贻贝麻痹性贝类毒素风险溯源研究.

    溯源产毒藻麻痹性贝类毒素特征指纹提取方法

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