桑沟湾水动力特征及其对养殖容量影响的研究——观测与模型

主要介绍了从动力学研究桑沟湾养殖容量的主要思路、方法及结果。研究以精细过程观测为基础,以数值模型为手段,从物理海洋学角度考察养殖海区水动力特征,研究水动力对物质循环的影响、对颗粒态/溶解态营养物质的补充和对养殖生物量的影响,探寻不同养殖模式效果的技术路线;介绍了两个航次设计方案与目的。通过观测发现养殖对水动力垂直结构有很大影响,底层流速最大并滞后表层,发现弱动力条件下海底颗粒物和营养盐无法进入水体上层的事实。据此提出双边界层动力模型,建立一维数值模型进行机制探讨,将养殖阻力三维化建立水动力数值模型,定量给出养殖对水动力和水交换的阻碍;以此驱动三维养殖生态模型,充分考虑养殖对水动力的影响、水动力对生源要素的输运。建立了一个真正的物理-生物过程耦合模型。利用该模型进行的数值模拟和实验表明,贝藻兼养多元养殖是健康、高效养殖的有利措施;桑沟湾在现有养殖模式下,目前已基本达到了它的养殖容量,养殖品种分布不变,减少养殖密度至目前的0.9倍会略微提高产量,降低成本;减少湾口海带养殖密度,会大幅度提高贝藻兼养区的营养盐总量和养殖生物产量,从海带与贝类经济价值对比会有更高的效益。人为提高水动力混合或许是解决湾内营养盐缺乏的途径。     

基于SAR波模式数据的沉船事故海浪要素分析

涌浪是近海波浪系统中的重要组成部分,因其持续时间长且蕴含巨大能量,可导致渔船沉没事故,造成生命、财产和环境危害。合成孔径雷达(SAR)能够对海浪成像并提供二维方向谱,成为遥感海浪的重要手段。本研究将利用欧空局环境卫星搭载的高级合成孔径雷达(ENVISAT-ASAR)的波模式轨道数据提供的涌浪信息,量化涌浪在中国近海浪致渔船沉没事故中的影响。首先,对浪致渔船沉没事故、ASAR数据和模式数据进行时空匹配;其次,对匹配成功的数据进行对比统计,分析涌浪要素特征,量化涌浪影响。结论:渔船沉没事故发生时,(1)天气形势多为冷空气、温带气旋或台风;(2)风浪、涌浪混合有效波高绝大部分大于2.0 m,涌浪波高占比在50%以上;(3)风浪和涌浪夹角45°,当同时满足(2)和(3)条件时更容易发生沉船事故。