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南海南沙岛礁附近悬浮泥沙分布特征的遥感研究
Alternative TitleRemote sensing of spatial-temporal distribution of suspended sediment surrounding islands and reefs in the South China Sea
殷宇威
Thesis Advisor唐丹玲
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name硕士
Degree Discipline海洋生物学
Keyword南海 悬浮泥沙 岛礁建设 时空分布
Abstract本文利用高频地波雷达观测资料对粤西海域进行潮流调和分析,得到该海域夏季的基本潮流潮能特征,并结合卫星遥感以及ROMS模式资料对上升流的空间结构以及对台风的响应特征进行了分析,得到了不同台风路径下上升流的空间温度结构和当地流场的变化特征。高频地波雷达是一种新型的探测海洋表面矢量流的仪器。粤西高频地波雷达在2014年7月开始试运行,利用2015年6月份试运行期间布放的潜标ADCP定点观测站对高频地波雷达的探测海洋表面流的数据质量进行分析。试验结果表明,雷达在试运行期间,运行状况良好,有效观测时次占总观测时间的84.8%,在两台雷达扇形共同覆盖的区域内,越靠近中心高精度覆盖区域,雷达的时间采样率越高,往两侧采样率逐渐降低。最大的探测距离可以达120km,斗龙站和博贺站探测径向流的均方根误差仅为12.4cm/s和13.1cm/s。高频地波雷达的应用可以让我们获得高分辨率的潮流,潮能空间分布,对粤西海域潮汐分析的结果表明:粤西近海主要属于不正规半日分潮,浅水分潮较强。以M2分潮为例,潮流运动形式主要为逆时针的往复流为主,方向沿西北-东南方向。粤西近海的潮能主要由东部陆架输送进来,潮能自东向西传播,在大潮期间,粤西的潮能出现向岸方向分量,表现为从东南向西北方向传播。通过潮能收支方程计算潮能耗散,发现粤西近海潮能耗散的高值区在西部岛屿密集区域,与琼州海峡的存在和局地地形变化存在明显的相关关系。在台风期间进一步分析粤西海域的空间结构,结果表明,粤西海域夏季主要受西南季风的控制,台风对粤西上升流的影响主要发生在30m以浅区域,30m以深的海域,上升流结构较为稳定。不同路径的台风过境会导致粤西上升流出现不同的变化特征,从西南方向穿过海南岛的台风“鲸鱼”会导致上升流出现先减弱再增强最后又恢复的趋势,而从东北方向穿过的台风“北冕”使粤西上升流强度发生减弱,原本的低温水体被压制在比初始更深水深处,并在过境之后才会慢慢恢复,上升流的恢复速度与区域水深有关,在水深较浅的区域,上升流恢复的速度越快。悬浮泥沙含量是重要的水质参数,直接影响水质透明度,浑浊度和和海洋水色等光学性质,进而影响水层和底栖生态环境,对水体生态环境有重要影响。传统的悬浮泥沙调查方法采用实地逐点采样方式,只能获取离散的少量数据,不能满足对泥沙动态研究的需求。海洋水色遥感手段以其范围广和效率高的优势广泛应用于悬浮泥沙的研究中。国内外研究者对于悬浮泥沙的研究主要集中在沿海河口地区,特别是长江口、珠江口,或是内陆湖泊,而对海洋中的悬浮泥沙较少有研究涉及。在岛礁建设中,工程项目对岛礁附近海域的悬浮泥沙产生的影响引起了特别关注。我们也亟需对由海洋中工程项目引起的悬浮泥沙分布变化和运输情况进行深入研究。鉴于岛礁环境远离大陆的特殊性,难以获取较为完整的悬浮泥沙实测数据,本研究首先分析前人反演算法,选择适合本研究区域和数据的参数调整后的经验算法,再利用Landsat 8 OLI影像数据反演悬浮泥沙浓度。着重分析南海岛礁附近悬浮泥沙时空分布特点,研究岛礁建设工程对悬浮泥沙产生和分布的影响,并探究岛礁附近海水物理环境与悬浮泥沙时空分布的关系。研究结果显示在岛礁建设和岛礁水动力环境的综合影响下,南沙群岛岛礁附近悬浮泥沙分布具有以下特征。(1) 通过对实验区域的研究发现三波段经验算法能较好模拟岛礁附近悬浮泥沙含量情况。反演结果显示,岛礁附近水体高悬浮泥沙分布有明显区域性。在永暑礁,高悬浮泥沙主要分布在岛礁西南部,东北部和潟湖内;而在美济礁和渚碧礁,高悬浮泥沙主要分布于环礁以内的潟湖。(2) 在时间序列上,悬浮泥沙浓度增加主要出现在岛礁面积快速增长期;结合卫星影像观察到的岛礁附近密集的施工船只,推断岛礁处于建设的吹沙填岛阶段。同时影像数据显示,观察到明显岛礁建设情况时,附近水域都在一定时期探测到悬浮泥沙明显分布的浑浊带。特别是在永暑礁,研究显示,岛礁建设时期悬浮泥沙含量大幅提升,在建设中期部分海域悬浮泥沙含量一度到达50 mg·l-1甚至更高,而在岛礁建设吹沙填岛完成后,悬浮泥沙水平即大幅降低,恢复至建设前普通水平。在空间上,悬浮泥沙分布影响范围最远约离岛10 km,分布海域范围一般在25 km2内。(3) 高悬浮泥沙分布区的方位也与同期海域的物理环境,特别是风场和流场的方位和岛礁形状相关。环礁附近悬浮泥沙分布以内部为主,而狭长型岛礁附近沿边缘分布。在永暑礁岛礁西南部和东北部高悬浮泥沙水域的出现都与同期的风场流场方向一致;除澙湖外,美济礁附近悬浮泥沙高值水域还出现在岛礁西北部的时期,与此时期风场流场方向向北相匹配。研究结果显示,岛礁建设活动与海域物理条件在短期内对岛礁附近悬浮泥沙分布造成影响。首先吹沙填岛产生的悬浮泥沙是附近海域悬浮泥沙分布的源,其次风场流场等水环境的动力特征以及岛礁形状与地形共同决定悬浮泥沙输运的方向,最终综合影响下得到南海岛礁附近短期、小范围内悬浮泥沙的特色时空分布。从糖多孢红霉菌Saccharopolyspora erythraea SCSIO 07745发酵产物中分离了2个大环内酯类化合物,用波谱学分析及XRD单晶衍射技术,分别鉴定为sporeamicin A(10)和erythromycin A enol ether(11)。同时,利用生物信息学技术对基因组进行注释并对合成该类化合物的基因簇进行了定位分析,推导了其生物合成途径。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18030
Collection学位论文(硕士)
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GB/T 7714
殷宇威. 南海南沙岛礁附近悬浮泥沙分布特征的遥感研究[D]. 南海海洋研究所,2018.
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