東中國海表層懸浮體分布的遙感反演及輸運機制研究.pdf

1、懸浮體作為影響水色的三要素之一，對于水體質(zhì)量及水環(huán)境有著重要影響。懸浮體濃度分布是自然環(huán)境條件的綜合反映，與物質(zhì)來源以及海洋環(huán)流、風場、波浪等動力要素密切相關，也與底質(zhì)、地形等有著密切的聯(lián)系。作為營養(yǎng)鹽和其他污染物的載體，懸浮體的分布和輸運可以影響海水中污染物的分布以及造成營養(yǎng)鹽的富集，進而影響海洋生態(tài)環(huán)境。懸浮體輸運還可以為海洋沉積動力學的研究提供依據(jù)，對海岸淤積、海底侵蝕等造成影響，對海洋測繪、港口規(guī)劃、保護海洋環(huán)境等有重要意義。

2、 由于懸浮體對于水動力環(huán)境反應敏感，為了建立懸浮體分布和輸運的宏觀格局，需要長時間連續(xù)序列以及大空間覆蓋范圍的數(shù)據(jù)，這一點僅憑需耗費大量人力、物力和財力的現(xiàn)場觀測基本不能做到。而隨著衛(wèi)星遙感技術的發(fā)展，可以利用水色傳感器獲取的各波段離水輻射率來進行水色的探測與研究。 本文利用潘德爐等于2001年提出的反演公式以及美國國家宇航局(NASA)提供的1998-2006年SeaWiFS月平均三級網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，對渤、黃、東海(即東中國

3、海)的表層懸浮體濃度進行了反演。由反演結(jié)果得到的表層懸浮體時空分布特征與已有實測及模式結(jié)果一致性較好，說明這一反演體系(反演公式、遙感數(shù)據(jù)選取及處理)是有效可行的。 利用遙感反演結(jié)果對東中國海表層海水中懸浮體的分布和輸運的空間特征和季節(jié)變化進行了詳細研究。研究發(fā)現(xiàn)，東中國海懸浮體分布和輸運呈現(xiàn)明顯的空間分布和季節(jié)變化特征。懸浮體濃度近岸高離岸低；徑流入海的河口區(qū)一般為懸浮體濃度高值區(qū)，渤海灣和蘇北淺灘也存在常年濃度高值區(qū)；遼東灣

4、內(nèi)的懸浮體存在著“西低東高”的分布特征，對冬季而言尤為顯著。冬半年(11月-4月)較高濃度懸浮體分布面積遠大于夏半年(6月-9月)，且對于同一點而言懸浮體濃度一般也是冬季大于夏季。南黃海和東海懸浮體向東部深海的延伸存在著如下規(guī)律：冬季懸浮體向外擴散的范圍比夏季大，呈現(xiàn)“夏貯冬輸”的格局，而5月份和10月份為懸浮體“外延”和“內(nèi)退”的過渡季節(jié)：以10mg/L等值線來標記的話，夏季該海域懸浮體向外海輸運一般不能越過124°00′E，冬季不能

5、越過126°30′E。 影響表層懸浮體分布和輸運的因素包括地形、海底沉積物類型、徑流、躍層、風浪以及環(huán)流等等，海水中的懸浮體在這些因素的綜合作用下呈現(xiàn)出上述的空間分布特征和季節(jié)變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，風浪引起的再懸浮作用對于淺水區(qū)(一般為水深小于50m)的懸浮體分布起著最為重要的作用，淺水區(qū)同一地點的懸浮體含量的季節(jié)變化與之密切相關，這表明海底沉積物的再懸浮是表層海水懸浮體物質(zhì)的重要來源。環(huán)流在懸浮體向外輸送的過程中起著極為重要的作

6、用，尤其是對南黃海和東海海域中懸浮體向東部深海的輸運起著控制作用。入海徑流為海水提供了豐富的淡水資源和懸浮體資源，對入海口海區(qū)的夏季懸浮體分布和輸送起著控制作用。而躍層作為海底底層懸浮體向上擴散的屏障，其隨季節(jié)的生消對同一地點表層懸浮體含量的季節(jié)變化產(chǎn)生明顯影響。海底沉積物類型對懸浮體含量并不起決定作用，二者的關系常因海底地形及水動力因素的綜合作用而復雜化。 本文還利用月平均及天平均遙感資料的反演結(jié)果對1998年長江特大洪水事件

7、對長江口外懸浮體分布和輸運的影響進行了分析，結(jié)果表明，洪水汛期內(nèi)長江口外懸浮體分布和輸運主要受入海徑流的控制，由于長江沖淡水比平常年份的強度大而導致長江口外懸浮體向外海輸運地更遠，可達125°E左右；而洪水事件對于1998年冬季長江口外懸浮體的分布和輸運也有影響，懸浮體沿浙閩沿岸向西南輸運的距離更遠；長江口門及杭州灣(30°N-32°N)附近海域的懸浮體濃度值與高值區(qū)面積與平常年份同期相比也增大。且由懸浮體分布的型態(tài)可以得到汛期長江沖淡