香港近岸海域悬浮固体浓度空间变异特征的地统计分析

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雾霾藏1300种微生物,大多数无害

雾霾藏1300种微生物,大多数无害
Ch i n e s e J o u r n a l o f o c e a n o l o g y a n d l i mn o l o g y , 2 0 1 2. 3 0 : 2 9 5 — 3 ( 4 .
e n e r g e t i c s h e l f s e a[ E s t u ri a n e , C o a s t a l a n d S h e l f S c i e n c e , 2 0 0 7 .
S e n s i n g o f E n v i r o n me n t , 2 0 1 I , l 1 5 : 4 4 — 5 4 .
[ 1 9 ]L a r o u c h e P , B o y e r - Vi l l e ma i r e U. S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e ma t t e r i n
t h e S t . La wr e n c e e s t u a y r nd a Gu l f s u r f a c e l a y e r nd a d e v e l o p me n t
作者简介 :吕君伟( 1 9 8 7 一 ) , 女, 河北承德人, 中国地质大学( 北京) 信
t h e g e o g r a p h i c a l d i s t r i b u t i o n o f s u s p e n d e d p a r t i c l e s i z e i n n a
[ 1 3 ]Y u , Z F, C h e n , X L . As s e s s me n t o f t o t a l s u s p e n d e d s e d i m e n t c o n c e n t r a t i o n s i n P o y a n g L a k e u s i n g H J 一 1 A / 1 B C C D i ma g e r y[ J 】

基于 GOCI 数据的杭州湾跨海大桥两侧水域悬浮泥沙浓度空间分异规律研究

基于 GOCI 数据的杭州湾跨海大桥两侧水域悬浮泥沙浓度空间分异规律研究

基于GOCI数据的杭州湾跨海大桥两侧水域悬浮泥沙浓度空间分异规律研究刘波,程乾,曾焕建,杨润华【摘要】摘要:静止轨道卫星数据具有时间分辨率高的特点,对高动态的河口水质环境监测具有极大的科学价值.本研究使用GOCI数据,杭州湾水域样点实测数据,建立基于GOCI数据的反演悬浮泥沙浓度的经验模型,并对2013年8月9日杭州湾跨海大桥两侧水域进行了悬浮泥沙浓度反演.通过对杭州湾跨海大桥两侧钱塘江上下游悬浮泥沙浓度进行差异性对比研究,结果表明,杭州湾大桥两侧悬浮泥沙浓度呈现一定的梯度特征,表现为大桥上游浓度高,下游浓度相对较低.不同时间段研究区悬浮泥沙浓度为南北两侧变化不同,跨海大桥上游一侧悬浮泥沙浓度变化强度明显高于下游.【期刊名称】杭州师范大学学报(自然科学版)【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6【关键词】悬浮泥沙;GOCI数据;杭州湾跨海大桥0 引言二类水体,主要分布在水陆交接和沿海地区,这一地区受地形地貌,水动力环境等影响,容易产生海洋沉积,而且水体集中于受人类活动影响较大的河口及近岸地区,是水色遥感研究中的重点和难点[1].杭州湾地形特殊,是一个海水与河口水交汇剧烈的水域,潮水具有潮大、流急、含沙量高等特点,港口航道、滩涂及水产资源丰富,而高浓度含沙水体对港口建设及运营河口水生态等影响巨大[2].杭州湾大桥是一座横跨杭州湾海域的跨海大桥,它北起浙江嘉兴海盐郑家埭,南至宁波慈溪水路湾,全长36 km,是世界上最长的跨海大桥.杭州湾跨海大桥工程量浩大,一共有墩身1428个[3].然而大桥无论是在工程建设,还是建成后肯定都会对其周边生态环境带来影响,文章主要研究大桥两侧悬浮泥沙浓度分布的差异性.针对杭州湾水域悬浮泥沙分布情况研究,国内外许多学者已经做过大量研究工作,尽管大量研究已经提出众多遥感模型,如沈芳等基于MERIS数据结合半经验辐射传输模型理论建立的长江口水域悬浮泥沙模型[4],何贤强等在大量实测数据支持下基于GOCI数据建立的经验反演模型[5],但由于河口大气环境特殊,悬浮泥沙浓度较高以及变化频率较高等特点,至今尚无统一针对河口高悬浮泥沙浓度精度较高的遥感模型[6].杭州湾水域泥沙主要来自长江口,但由于其地形特点外加潮汐影响,每日潮水现象剧烈,带起沉积的泥沙,使悬浮泥沙变化及分布很复杂[7].GOCI是韩国2009年发射的地球静止气象卫星COMS上的水色传感器,可获取从可见光到近红外共8个波段的遥感物理量,时间分辨率可达1 h,每天10景的拍摄任务,其中8 景成像时间在白天,2景在夜晚( 红外),并实时监测以韩国为中心( 36°N,130°E)包括我国在内的约2500 km×2500 km的区域[8].通过建立基于GOCI传感器的杭州湾水域悬浮泥沙浓度等水质参数实时监测反演,能够快速了解杭州湾水域状况.本文利用杭州湾水域实测数据,模拟GOCI数据特点,建立了多波段组合悬浮泥沙浓度经验反演模型[9];同时收集了2013年8月9日3景GOCI影像数据,利用所建模型进行了悬浮泥沙浓度反演,研究了3个时刻杭州湾跨海大桥两侧悬浮泥沙浓度分布情况.1 数据和方法1.1 研究区概况本次研究区位于杭州湾地区(如图1),经纬度为:30°14′~30°35′,120°56′~121°17′.受喇叭形海湾以及潮汐影响,非正规半日潮.潮水的频繁运动引起水中泥沙运动,致使杭州湾水域一直都比较浑浊,含沙量大[7].本次研究主要围绕杭州湾跨海大桥进行,因此实测样点也是围绕大桥两侧布置.1.2 遥感数据本文主要遥感数据来源为2013年8月9日10:16,11:16, 12:16,3个时刻GOCI数据.1.3 实测数据水体光谱的测量采用的是水面之上测量法[10].悬浮泥沙质量浓度的测量采用质量法[11].在测量水体光谱的同时,每个样点采取水样,本次实验中悬浮泥沙浓度范围为93.5~1108mg/L.通过对各样点悬浮泥沙浓度统计,可以看出,悬浮泥沙浓度最大值为13号点1108mg/L,最小值为26号点93.5mg/L,均值为391.6mg/L.杭州湾是著名的强潮型河口,在强烈的潮流作用下, 湾内沉积物受强劲复杂的动力作用影响重新起动悬浮,水中悬浮固体浓度很高[12].水体中悬浮物浓度平均值为705mg/L, 最大可达1950mg/L[13],根据1996年10月杭州湾水域实测资料得知,海区内平均含沙量为1340mg/L,其中:大、中、小潮分别为2000mg/L、1720mg/L和470mg/L,大、中潮远大于小潮,大潮含沙量是中潮含沙量的1.2倍,是小潮含沙量的4.3倍;海区内涨潮含沙量为1480mg/L,落潮含沙量为1320mg /L,涨潮含沙量大于落潮,其比值为1.12[14],本文观测结果与前人研究基本一致.1.4 研究方法及工作流程研究方法和流程见图2.2 模拟GOCI数据的悬浮泥沙浓度遥感反演模型建立2.1 波段反射率与悬浮泥沙浓度相关分析利用水面测量法所获取的研究区域的反射率曲线(图 3)与实测的各样点悬浮泥沙浓度,可以看出随着悬浮泥沙浓度的增加,各波段的反射率都普遍增大,且增幅最大的位置与波峰位置基本吻合,另外,反射率波谱具有双峰特征,即悬浮泥沙水体的反射率有两个峰值,分别在710nm和810nm附近,与前人研究基本一致[15-16].在350~500nm 之间,含沙水体反射率相对较低;在560~720nm之间有一个反射峰, 当泥沙浓度较小时, 其峰值主要在560~610nm之间, 且峰值反射率较低, 当泥沙浓度增大时, 其峰移在690~720nm之间,且峰值反射率较高.此外, 在790~820nm之间, 还有一个反射峰.从40组有效实验数据中选取28组来建立模型.2.2 模型建立及验证本次研究通过将实测样点光谱数据与悬浮泥沙浓度数据分为两组,一组建模,一组验证,建模组30组数据,验证组10组数据.利用地面实测高光谱数据模拟GOCI各波段数据,分析各样点各波段数据与样点实测悬浮泥沙浓度关系,发现GOCI数据的7波段与8波段与悬浮泥沙浓度相关性较好,单波段线性拟合,R2都在0.7以上.为了相应地提高反演精度,考虑对各波段进行组合,分析其与悬浮泥沙相关性,最后发现波段5与波段7组合效果较好.而何等建立的模型波段选择为第7波段与第3波段[5].图4即为B7/(B4+B5)波段组合与悬浮泥沙浓度线性拟合结果.将验证组B7/(B4+B5)数据带入反演模型中,计算出预测值,与实测值对比,得到标准误差为66.94mg/L,平均相对误差为28.67%,基本能满足此次反演研究.图5即为验证组预测值与真实值在对数坐标系中比较,可以看出实测值与预测值较好的分布于1:1线两侧.综上,在误差允许范围内,对于GOCI影像数据,则此次研究使用模型即为B7/(B4+B5)波段组合与悬浮泥沙浓度之间模型:(1)其中SSC为悬浮泥沙浓度,B7为GOCI数据第7波段反射率,B4为GOCI数据第4波段反射率,B5为GOCI数据第5波段反射率.3 基于GOCI影像数据的杭州湾水域悬浮泥沙浓度反演在GOCI数据自带处理软件GDPS支持下对GOCI数据1级数据产品进行数据检查,并将其转化为ENVI软件能够识别的数据格式.在ENVI软件中对所选3景GOCI数据进行辐射校正、大气校正.GOCI数据的大气校正有多种方法,如何贤强等提出的基于UV-AC模型改进的大气校正模型[5],田小娟等提出的基于MODIS数据的人工神经网络大气校正方法等[17].本次研究数据有限,其中辐射定标主要参照GDPS软件参数设置进行,大气校正利用ENVI软件FLAASH进行校正.大气校正结果在ARCGIS软件中利用当地基准的TM影像数据进行地理配准并进行研究区裁剪.在ENVI软件中利用矢量数据对研究区进行水域信息提取,最后利用BAND MATH模块运用式(1)进行悬浮泥沙浓度反演.由于三景数据时间都集中在阳光条件较好的时段,因此不考虑反演模型因影像时向差异对反演结果产生的差异,最终反演结果如图6所示.从图6给出的2013年8月9日从10:16到12:16的杭州湾研究区域悬浮泥沙浓度分布结果可以看出:受地形、潮流运动、滩涂分布等原因影响,研究区内悬浮泥沙浓度主要呈南高北低的分布特征,三个时段南侧悬浮泥沙浓度都维持在高浓度水平,从三个时段反演结果可以看出,研究区内北侧悬浮泥沙浓度变化频率相对较大,从10:16到12:16浓度逐渐增大,而南侧相对较小;杭州湾大桥两侧悬沙浓度呈现明显的梯度特征,表现为大桥上游浓度高,下游浓度相对较低,与实测数据基本一致.而且随着时刻变化这种梯度特征也在变化;图6中d为3个时段研究区内悬浮泥沙浓度平均值,最大平均浓度为2466.42mg/L,最小平均浓度为45.47mg/L.同时也可看出,受地形影响,潮水在慈溪西山段形成回流,悬浮泥沙在南侧慈溪庵东段浓度明显较高[7].北侧嘉兴乍浦段有部分高值区,结合实地实验与考察,研究区北部区域港口较多,港口建设及运营等原因可能对江水泥沙产生相应的阻隔作用.4 结论和讨论本次研究主要围绕基于实测数据模拟卫星参数进行的模型构建,GOCI影像数据处理与杭州湾跨海大桥两侧水域悬浮泥沙浓度分布及差异性的研究展开.最后结果可以总结为以下几点.1)同一天的多时相GOCI数据悬浮泥沙浓度反演能够较好的反映杭州湾水域高频率的变化特点.通过模型建立与验证研究,发现模拟GOCI数据的B7/(B4+B5)波段组合与悬浮泥沙浓度相关性较好,经验模型+234.6可以较好完成杭州湾水域泥沙浓度分布反演.通过对反演结果研究,可以看出杭州湾水域悬浮泥沙浓度分布主要是南侧比较高.2)从2013年8月9日3景GOCI数据反演的杭州湾大桥两侧悬浮泥沙浓度分布结果可以明显看出,大桥两侧悬浮泥沙浓度呈现一定的梯度特征,表现为大桥上游浓度高,下游浓度相对较低.3)如果要明确跨海大桥对研究区内水域悬浮泥沙浓度分布具体影响,还需要更多数据支持和实验研究.如跨海大桥建成前后对比,潮汐与桥墩作用对大桥两侧悬浮泥沙浓度影响等等.参考文献:[1] 刘大召,付东洋,沈春燕,等.河口及近岸二类水体悬浮泥沙遥感研究进展[J].海洋环境科学,2010,29(4):611-616.[2] 陈沈良,谷国传.杭州湾悬沙浓度变化与模拟[J].泥沙研究,2000(5):45-50.[3] 王仁贵.杭州湾跨海大桥技术创新生与应用[M].杭州:浙江科学技术出版社,2008.[4]SHENF,VERHOEFW,ZHOUYX,etal.Satelliteestimatesofwide-rangesuspendedsedimentconcentrationsinChangjiang(Yangtze)Estuaryu singMERISdata[J].EstuariesandCoasts,2010,33(6):1420-1429.[5]HEXQ,BAIY,PANDL,inggeostationarysatelliteoceancolordatatom apthediurnaldynamicsofsuspendedparticulatematterincoastalwaters[J].R emoteSensingofEnvironment,2013,133:225-239.[6] 李四海,恽才兴.河口表层悬浮泥沙气象卫星遥感定量模式研究[J].遥感学报,2001,5(2):154-160.[7] 刘猛,沈芳,葛建忠,等.静止轨道卫星观测杭州湾悬浮泥沙浓度的动态变化及动力分析[J].泥沙研究,2013,2(1):7-13.[8] 李冠男,王林,王祥,等.静止水色卫星GOCI及其应用进展[J].海洋环境科学,2014,33(6):967-971.[9]ZHANGMW,TANGJW,DONGQ,etal.Retrievaloftotalsuspendedmatterco ncentrationintheYellowandEastChinaSeasfromMODISimagery[J].Remote SensingofEnvironment,2010,114(2):392-403.[10] 唐军武,田国良,汪小勇,等.水体光谱测量与分析Ⅰ:水面以上测量法[J].遥感学报,2004,8(1):37-44.[11] 周虹丽,朱建华,韩冰,等.重量法测量悬浮物浓度关键技术研究[J].海洋技术,2004,23(3):15-20.[12] 李京.水域悬浮固体含量的遥感定量研究[J].环境科学学报,1986(2):166-173.[13] 王繁,周斌,徐建明,等.基于实测光谱的杭州湾悬浮物浓度遥感反演模式[J].环境科学,2008,29(11):3022-3026.[14] 蒋睢耀,吴明阳.上海国际航运中心洋山港区水文地形特性与建设方案选择标准的分析研究[J].水道港口,2000(3):1-6.[15] 王艳姣,张培群,董文杰,等.悬浮泥沙反射光谱特性和泥沙量估算试验研究[J].泥沙研究,2007(5):36-41.[16] 陶菲,张鹰,王晶晶,等.悬浮泥沙浓度遥感反演模式研究[J].海洋工程,2007,25(4):96-101.[17] 田小娟,曾群,王正,等.渤海浑浊水体GOCI影像神经网络大气校正研究[J].湖北大学学报(自然科学版),2014,36(4):370-374.doi: 10.3969/j.issn.1674-232X.2016.01.019基金项目:国家自然科学基金项目(41271417); 国家高分辨率对地观测重大专项(E05-Y30B02-9001-13/15-4); 浙江省科技创新活动计划暨新苗人才计划(2014R408003).。

香港海域2004年浮游植物群落结构特征

香港海域2004年浮游植物群落结构特征

分析 了香 港海 域浮 游植 物 的种类 组 成 、丰度 、优 势种 、群 落组 成 、多 样性 和均 匀度 等 群落 特征 。2 0 年 香港 海域 的 浮游植 物 共鉴 定 04
了 7 3属 16 种 (含 变种 和变 型 ) 9 ,其 中潜 在赤 潮种 8 种 ,丰度 范 围在 91 × 1 el/ 8 . 7 0 cl L~85 × 1 el/ s . 6 0 cl L之 间 ,平均 值 s
为 9 1 × 1 cl / . 5 0 el L。丰度 的周 年 变化 曲线 呈单 峰 型,夏 季 高 ,秋冬 季节 低 。香港 海 域 的浮游 植 物种类 多样性 较 高, 以暖 水性和 s 广 分 布性 种类 为 主 ;浮游 植 物群 落 与上 世纪 7 年 代相 比,仍 以硅 藻 为主 导 ,但 甲藻和 微 型隐 藻 的优势 有 所增 加 。 由于海 洋环 境特 0
收稿 日期 :2 0.22 ;收 修改稿 日期 :2 0 —60 0 80-7 080 —5
基金项 目:福建省科技重大专项前期研究项 目 ( 0 5 12 ;科技部基础性工作专项 ( 0 6 Y100 ;国家 自然科学基金 ( 07 00 2 0YZ 0 4) 2 0 F 2 10) 4 66 8、
水 对香 港海 域 的影 响程 度 ,将香 港海 域 分为 东部 水域 、西部 水域 、中部 水域和 南 部水 域 J 。香港 特有 的地
理 环境 ,使香 港海 域 形成 了 多样 的海 洋环 境和 复 杂 的海 流 系统 。香 港人 口密 集 ,人类 活 动对海 域 环境造 成 严 重 的影 响 ,2 世 纪 8 0 0年 代 以来 ,香 港成 为 世界 上 赤潮频 发 的地 区之 一 L,因此 ,海 洋浮游 植 物成 为香 4 J

结合实测光谱数据的珠江口水质遥感监测

结合实测光谱数据的珠江口水质遥感监测

结合实测光谱数据的珠江口水质遥感监测解学通;吴志峰;王婧;黄彦歌;张棋斐【摘要】河口近岸海域面积广阔,生物生产力高,受人类活动及陆源物质的影响较大,是自然因素和人为因素共同影响水体生态环境的典型区域.文章研究了珠江口近岸海域水体叶绿素a浓度和悬浮物浓度的遥感定量反演方法,并在实验水域验证了现有遥感反演模型的适用性;结合实测数据和遥感影像数据,通过统计分析建立珠江口近岸水域的叶绿素a浓度和悬浮物浓度的反演模型;利用Landsat8遥感影像反演了珠江口近岸海域叶绿素a浓度和悬浮物浓度的分布情况,提取珠江口近岸水域面状水质信息;反演结果符合理论分析和实际情况,证明本研究建立的水质参数遥感反演模型及方法适用于珠江口近岸海域水质监测.【期刊名称】《广州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(015)004【总页数】6页(P73-78)【关键词】定量遥感方法;叶绿素a;悬浮物;珠江口【作者】解学通;吴志峰;王婧;黄彦歌;张棋斐【作者单位】广州大学地理科学学院,广东广州510006;广州大学地理科学学院,广东广州510006;广州大学地理科学学院,广东广州510006;广州大学地理科学学院,广东广州510006;广州大学地理科学学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TP79;P343.5结合遥感数据进行水质监测的方法,是目前陆地水体和海洋水体的主流研究策略.河口近岸海域是陆地与海洋交汇的场所,承担着海陆之间物质和能量交换的重要功能.我国河流众多,地表径流是影响河口海域生态环境的重要因素.近岸海域的水体水质受径流量、季风、潮汐和温度等季相因素的影响,时空变异性大,因而传统监测方法难以满足其时空覆盖率的要求.珠江口近岸海域的水质时空变化大,是人为因素和自然因素长期共同作用的结果.将卫星遥感方法应用于珠江口近岸水域动态监测,能更加宏观、快捷、准确地反映其水体水质情况.相对于传统定点采样分析方法,遥感水质监测方法具有时空延展性,是河口水质研究的一个发展趋势.在海洋遥感领域,自然水体按其所含物质成分的差异被划分为2类,即一类水体和二类水体,开放海域属于一类水体,河口近海海域属于二类水体.二类水体中除了浮游植物及其附属物外,还含有较多的悬浮无机物和可溶性有机物(黄色物质)[1].水体中不同物质成分的吸收和散射特性存在差异,进而产生不同的反射光谱曲线[2].水质遥感正是基于这一原理,通过建立水体反射率和水质指标浓度之间的定量函数关系,实现水质参数的定量反演[3].不同研究者提出了从全球到区域范围的多种水色参数反演算法,这些方法可归纳为经验方法、半经验方法和分析方法3类. 经验方法主要利用遥感影像辐亮度或反射率与水质参数地面现场观测数据之间的经验函数关系,通过相关分析寻找最优波段或波段组合,并建立遥感反射率数据与实测水质参数之间的定量模型,进而实现水质参数的反演.MOREL[4]通过对大西洋热带海域和太平洋的实测研究,结合统计分析建立了一个海水反演经验关系模型.O′REILLY等[5]建立了NASA OC4v4业务化算法用于反演SeaWiFS卫星一类水体的叶绿素a(Chl-a)浓度,但在反演二类水体时效果欠佳.TASSAN[6]构建了基于三分量的近岸水体水色模型,并使用SeaWiFS数据反演了浮游植物色素浓聚物、悬浮物和黄色物质的浓度.GITELSON[7]进行了大量归一化荧光高度法研究,该算法在许多海区取得了较高的反演精度.王繁等[8]利用MERIS遥感数据,采用简单线性回归模型反演了河口悬浮物浓度指数,建立简单统计回归模型.光洁等[9]利用二类水体的Landsat7 ETM遥感影像,运用模糊回归分析方法,建立反射率和悬浮物浓度之间的指数模型.半经验方法则是以辐射传输模型为理论依据,建立离水辐射率与水体中各物质成分的吸收和散射系数之间的定量关系,利用水体反射率反推各组分浓度.HE等[10]利用高光谱半分析模型模拟了叶绿素a、悬浮物和黄色物质的遥感反射率,建立了一种叶绿素a的反演算法.CARDER等[11]基于遥感反射率和生物光学特征模型建立了半经验算法,并利用MODIS数据反演了叶绿素a、浮游植物和可溶有色物质的浓度.吴敏等[12]利用MODIS遥感影像,对巢湖水域叶绿素a、悬浮物和透明度等参数进行了定量提取研究,结果发现叶绿素a与某些波段反射率比值呈现出明显的对数关系.分析方法是一种完全基于辐射传输理论的水质参数定量遥感方法,它通过辐射传输方程建立离水辐射率与水体中各组分浓度之间的定量关系,并通过求解辐射传输方程获得各组分浓度.LAHET等[13]建立了可溶性有机物、浮游植物和矿物颗粒3要素的遥感反演模型,并提取了近岸水体的叶绿素a浓度.MOORE等[14]利用不同波段的水表面反射比的理论关系模型来反演悬浮物浓度.DEKKER[15]根据实地测量的水体光学特征,建立了光学分析模型,并在此基础上导出了悬浮物浓度估算算法. 以上3类方法各有其优点和局限性,目前经验方法和半经验方法在水质遥感监测中应用较广.本文将尝试采用经验方法,并结合实测光谱数据,进行珠江口近岸海域的水质参数的遥感建模与反演研究.1.1 数据采集与分析1.1.1 实测数据本研究采用2015年11月19日及20日广州市海洋与渔业监测中心的水质监测数据,以及同步测量的水体高光谱数据进行建模与反演研究,16个采样点分布见图1,经纬度坐标见表1.光谱测量采用美国ASD公司生产的高分辨率双通道光谱仪.实验期间,11月19日天空云量较多,11月20日云量较少,风力2~3级,水面风浪较小.水体光谱测量在船上进行,测量时光纤探头垂直于水面,探头距水面约1.2 m.叶绿素a的测定采用分光光度法,悬浮物用GF/C滤纸过滤,采用电子天平称重法测定.选取2015年10月18号广州幅Landsat-8 OIL影像作为准同步遥感实验数据,Landsat-8轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道,以同一地方时、同一方向通过同一地点,保证了遥感观测条件的基本一致,因此使用准同步影像时,影响珠江入海口水质的主要因素是潮汐、盐度和径流量等.经过对比2015年11月19日和2015年10月18日中国海事服务网的潮汐监测数据,可确定实测数据和遥感影像拍摄的时间段内潮高近似,故可认为潮汐对水质监测影响不大;近岸水域的海水盐度主要受径流量影响,10月和11月都属于珠江的平水期,径流量变化也不大,因此准同步影像可用于水质参数反演实验.1.1.2 实测光谱数据处理2015年11月19日与20日珠江近岸水域16个采样点的实测光谱数据,经过计算后得到水体反射率(Rrs),16条水体反射率光谱曲线见图2,16条水体光谱曲线分别对应图1中的16个水质实测点,编号为#1~#16.因叶绿素a和悬浮物主要对波长范围在400~900 nm波段的水体反射率产生影响,故本文采用了该波段域进行研究.图2中反射率光谱曲线峰值位置具有明显的红移现象,因此可认为珠江口近岸水域为典型的二类水体.1.2 研究方法本研究以珠江口近岸水域作为实验区,以叶绿素a和悬浮物为遥感监测主要研究对象.研究中使用的数据包括地面水体光谱测量数据、Landsat-8卫星遥感数据和水质参数实测数据.采用研究方法为经验模式,建立水质参数的遥感定量估测模型,用于反演珠江口近岸水域水质指标.经验方法是水质遥感反演中应用最广泛的一种模式,该方法是将实测数据与遥感数据结合进行相关性分析,找出水体光谱中对水体组分响应较高的波段,根据分析结果,选择相关系数较高的波段进行比值运算,构建可用于反演水质参数的模型.本研究拟采用的反演模型表达式如下[7]:式中,Y为叶绿素a或悬浮物浓度,RN1和RN2为敏感波段1和波段2的反射率,α和β为模型系数,模型构建就是利用实测数据寻找最佳波段组合并确定模型系数α和β.中水质参数反演模型的构建和应用如下:(1)分析叶绿素a和悬浮物的光谱特征,结合卫星遥感数据与地面实测数据的统计分析,选择用于反演水体中叶绿素a和悬浮物浓度的最佳波段和波段组合.(2)使用统计回归分析方法,根据已有模型,建立或分析叶绿素a和悬浮物的遥感定量估测模型,研究反演模型的精度和适用范围.(3)应用模型和算法提取珠江口近岸海域的叶绿素a浓度和悬浮物浓度图像,分析珠江口水域水质变异的时空特征.2.1 敏感波段分析分析表明,水质参数与水体反射光谱曲线的某个单一波段的相关性均不大[16],因此本文在相关性分析的基础上,尝试利用敏感波段比值法构建遥感反射率数据与叶绿素a和悬浮物浓度之间的定量函数关系,进而实现参数反演.为了找出指示叶绿素a和悬浮物含量的敏感性波段,优化波段组合,本研究对水体反射率进行标准差归一化处理[17],计算归一化水体反射率RrsN与叶绿素a和悬浮物浓度的Pearson相关系数,分析结果见图3.图中显示水体的总叶绿素a浓度与RrsN的相关性较好,在400~580 nm的范围内相关系数为正,580~800 nm范围内相关系数为负,极小极大值分别为-0.760 0和0.816 9.水体的总悬浮物浓度与RrsN的相关性也很突出,在480~550 nm范围内和650~800 nm范围内,相关系数极值分别为-0.799 8和0.756 6.2.2 实测数据建模2.2.1 叶绿素a浓度估算模型由归一化反射率与叶绿素a的相关系数计算结果来看,珠江口实测光谱反射率与叶绿素a浓度相关系数的2个峰值分别位于520 nm和600 nm,说明这2个波长的遥感反射率对浓度变化最为敏感,因此,利用波长520 nm和600 nm的反射率构建珠江口水体叶绿素a浓度反演模型可靠性较高.最终建立模型如下:式中,C为叶绿素a浓度,RN520和RN600为波长520 nm和600 nm处的反射率,拟合结果见图4,R2=0.549 5,由于数据较少以及其他条件影响,测定系数偏小,但R2仍然大于0.5,模型拟合效果可以接受,根据统计学相关理论,回归效果基本满足建模要求.2.2.2 悬浮物浓度估算模型对实测光谱反射率进行归一化处理后,归一化反射率RrsN和悬浮物浓度相关系数2个峰值分别位于波长567 nm和683 nm处,说明这2个波长的遥感反射率对浓度变化最为敏感,且此波段处大气校正后的结果较好,利用567 nm和683 nm 波长的归一化反射率可建立珠江口水体悬浮物浓度反演模型如下:式中,lnSS为悬浮物浓度指数, RrsN683和RrsN567为波长567 nm和683 nm处的归一化反射率,拟合结果见图5,R2=0.713 9表示模型可对71%的悬浮物浓度变化进行响应,根据统计学理论,R2大于0.7的模型属可靠性较好的范围,可用于反演悬浮物浓度信息.2.3 遥感图像反演本文利用Landsat-8卫星遥感数据,珠江口实测光谱数据的叶绿素a浓度反演结果,最终确定最佳反演波段比值为Band3/Band2,模型如下:式中,C为叶绿素a浓度, B3和B2为OLI的第3波段和第2波段.反演得到2015年10月18日叶绿素a浓度图像,见图6.从叶绿素a浓度反演图中可看出,整个珠江近岸海域的叶绿素a分布呈现西高东低的趋势,叶绿素a浓度较高的区域集中于入海口的左岸.这是因为该区域集中了珠江径流的大部分支流河口,径流中溶解的营养物质较多,为浮游植物生长提供了条件.根据珠江口实测光谱数据的悬浮物浓度反演模型,悬浮物浓度反演的最佳波长和landsat8 OLI数据波段波长比对,确定最佳反演波段比值为Band4/Band3,模型如下:式中,SS为悬浮物浓度,BS = Band4·Band3-1,Band4和Band3为OLI的第4波段和第3波段.反演得到2015年10月18日悬浮物浓度图像,见图7.悬浮物集中的区域主要在珠江入海口的左岸,由于珠江入海口位于北半球,在地转偏向力的作用下,北半球的河流将会相对于其运动方向向右偏转,即右岸遭受侵蚀,左岸接受堆积,因此河水携带的泥沙悬浮物多数聚集于左岸,故珠江近岸水域的悬浮物浓度分布情况符合水文学理论.河口近岸水域属二类水体,与深海水域的一类水体相比,易受人为因素和气候条件影响,生态环境变异性较大,水体构成组分受时空影响有着很大的差异.本文分析了二类水体遥感定量研究的方法,基于建立了珠江口近岸水域的遥感水质指标估算模型,得到的结论如下:(1)研究使用了实测数据和遥感数据相结合的方法,进行了珠江近岸海域叶绿素a 和悬浮物浓度的遥感方法定量研究,建立了适用于该区域的遥感水质反演模型,提取了水体水质参数的面状及宏观分布趋势.水质遥感反演方法有利于监测水质参数在空间和时间上的变化情况,发现常规方法难以揭示的污染源位置及污染物扩散规律等信息.(2)本研究获取的数据量较少,建立的珠江河口近岸水体叶绿素a和悬浮物浓度反演模型为半分析回归模型.在完成更多数据采集后,将进行水体化学需氧量、总含氮量和总含磷量的定量分析,研究以上组分浓度对水体光谱特征的影响,根据2者之间对应关系的辐射传输方程,构建适用于珠江口近岸水域的水质反演分析模型.(3)因数据采集时间天气条件制约,采用准同步ETM遥感影像,实现了主要水质参数的反演,获得了叶绿素a和悬浮物浓度的面状分布信息.对影像中叶绿素a和悬浮物浓度分布自西北向东南趋于降低的情况进行分析后,确定反演结果符合水文学和地理学的相关理论,且与实测数据反映的趋势一致,可认为本研究建立的遥感水质反演方法适用于珠江口近岸污染物监测.致谢:本文所用叶绿素和悬浮物浓度实测数据由广州市海洋环境监测中心提供,在此表示衷心感谢!【相关文献】[1] VOLPE V, SILVESTRI S, MARANI M. 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黄东海悬浮泥沙浓度的垂向分布特征及其回归模型

黄东海悬浮泥沙浓度的垂向分布特征及其回归模型

泥沙研究 2009年10月Journal of Sediment Research第5期黄东海悬浮泥沙浓度的垂向分布特征及其回归模型庞重光1,韩丹岫1,2,赵恩宝1,2(11中国科学院海洋研究所,山东青岛 266071;21中国科学院研究生院,北京 100049)摘要:以1959年至2006年期间,东中国海域现场调查的24个航次4813组悬浮物(泥沙)浓度数据资料为基础,采用相关分析和回归分析等方法,研究了东中国海域悬浮物浓度的垂向分布特征,给出了适用于不同季节、不同区域的悬浮物浓度的垂向分布模型。

结果表明:悬浮物垂向浓度呈现明显的冬、春季高,夏、秋季低的特征;悬浮物浓度的大小与相对水深相关性良好,而水深对悬浮物浓度的影响则表现在其垂向梯度变化方面:垂向浓度梯度在长江口至杭州湾一带的河口区(A类站)呈现出高值,在与海岸线平行的苏北浅滩至闽浙沿岸的近滨区(B类站)呈现中值,外滨(C类站)的广大海域则呈现明显的低值;春、夏、秋、冬四个季节近滨区B类站分布范围分别与10~30m,10~20m,10~20m,20~40m的等深线区域相吻合,其范围的季节变化与黄东海水动力条件的季节变化密切相关。

利用悬浮物垂向浓度模型可以由已知的海水表层浓度计算得到不同水层的悬浮物浓度,其有效性检验和拟合结果检验表明,该模型置信度较高,且能够更为有效的预报海水中、上层水体的悬浮物浓度值。

关键词:悬浮物浓度;垂向梯度;区域性特征;垂向分布模型中图分类号:P736 文献标识码:A 文章编号:04682155X(2009)0520069207黄东海是一个水动力状况相当复杂的半封闭宽陆架海。

本海区悬浮颗粒物(其主要成分为悬浮泥沙,特别是水深50m以浅海域)含量高,季节变化明显,影响范围广,是世界上悬浮物含量最高的海域之一。

该海域悬浮物以陆源入海碎屑物质为主要组成部分,同时携带大量营养盐和污染物,在黄东海广阔的陆架海域扩散、迁移、沉积,对该海域的生态、环境和资源产生深远的影响。

基于Landsat-8数据南海近岸悬浮泥沙与叶绿素a浓度定量反演

基于Landsat-8数据南海近岸悬浮泥沙与叶绿素a浓度定量反演

第36卷第2期世界地质Vol.36 Na2 2017 年 6 月GLOBAL GEOLOGY Jun. 2017文章编号:1004 — 5589 (2017) 02 — 0616 — 09基于Landsat-8数据南海近岸悬浮泥沙与叶绿素a浓度定量反演孟凡晓,陈圣波,张国亮,范宪创吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026a进行浓度估算,基于Landsat-8数据确定悬浮泥 摘要:为了对南海近岸海域海水悬浮泥沙与叶绿素沙与叶绿素a的敏感波段并构建估算模型。

结果表明,Landsat-8数据第一、二、四波段对悬浮泥沙 浓度较为敏感,第一、二、三波段对叶绿素a浓度较为敏感,而以上单波段仍不能单独用于准确提取 该区悬浮泥沙与叶绿素a,故建立多种形式的统计模型。

由第一、二、四波段线性组合形成的悬浮泥 沙浓度反演模型的相关系数达到0.904,平均相对误差为10.24%,反演精度为89.76%。

由第一、二、三波段线性组合形成的叶绿素a浓度反演模型的相关系数达到0. 886,平均相对误差为11. 27% ,反演精度为88. 73%。

关键词:L andsat-8;悬浮泥沙;叶绿素a;估算模型;空间分布中图分类号:TP751.1文献标识码:A d o i:10. 3969/j. issn. 1004-5589. 2017. 02. 029 Quantitative inversion of nearshore suspended sediment and chlorophyll-a concentration based on Landsat-8 data in South China SeaMENG Fan-xiao, CHEN Sheng-bo, ZHANG Guo-liang, FAN Xian-chuangCollege of Geo-exploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China Abstract:In order to estimate the nearshore suspended sediment concentration and the concentration of chlo- rophyll-a in South China Sea, the authors determined their sensitive wave bands and built the experience models based on Landsat-8 data. The results showed that Band 1, Band 2 and Band 4 in Landsat-8 data were sensitive to suspended sediment, and Band 1, Band 2 and Band 3 were sensitive to chlorophyll -a. However, the single-band model was not accurate enough to retrieve the concentration of suspended sediment or chlorophyll -a, therefore, a combination estimation model was established. The correlation coefficient, average relative error and inversion ac­curacy of suspended sediment concentration inversion model using Band 1, Band 2 and Band 4 were 0. 904, 10. 24% and 89. 76% , respectively. The correlation coefficient, average relative error and inversion accuracy of chlorophyll - a concentration inversion model using Band 1,Band 2 and Band 3 were 0.886,11. 27 % and 88. 73% , respectively.Key words:Landsat-8;suspended sediment; chlorophyll-a; estimation model; spatial distribution收稿日期:2016-08-23;改回日期:2016-10-30基金项目:乐东工区遥感地质解译和国家地质矿产调查评价项目(1212011087112).通讯作者:陈圣波(1967-),男,教授,博士生导师,主要从事定量遥感、地理信息系统研究.E-mail:chensb@第2期孟凡晓,陈圣波等:基于Landsat-8数据南海近岸悬浮泥沙与叶绿素a浓度定量反演617〇引言海水悬浮泥沙与叶绿素a是海洋水质监测研究 的重要组分。

长江口及其邻近海域悬浮颗粒物浓度和粒径的时空变化特征

长江口及其邻近海域悬浮颗粒物浓度和粒径的时空变化特征

长江口及其邻近海域悬浮颗粒物浓度和粒径的时空变化特征高永强;高磊;朱礼鑫;李道季【摘要】The Changjiang (Yangtze River)Estuary is a typical high-turbidity estuary,and Suspended Particulate Matter(SPM)in the Changjiang Estuary and its adjacent sea have large variation ranges of mass concentration, and show quite active and complicated behaviors there.SPM at 99 and 89 stations in this area was studied using OBS and LISST instruments in July 9-20,2015 and in March 7-19,2016,respectively,and parameters of tur-bidity,beam attenuation coefficient,floc total volume,mean size,and size spectrum of SPM were obtained from the two instruments.SPM mass concentration at surface,middle,and bottom layers of all stations were obtained after filtration,and δ13C(‰)values of particulate organic carbon (POC),δ15N(‰)val ues of particulate nitrogen (PN),and molecular ratios of POC/PN in SPM at typical stations were also obtained.The three parameters of turbidity,beam attenuation coefficient,and floc total volume all showed significant positive correlations with SPM mass rger SPM mean sizes were generally found at bottom rather than at surface in the study are-a,and generally found in the dry season rather than in the flood season.The mean sizes of SPM released by the Changjiang freshwater were also much larger in March than in July.The SPM contents with similar size spectra could be further differentiated by their significantly different δ13C and δ15N values.The parameter of SPM mean ef-fective density,calculated by mass concentration divided by floctotal volume,can help elucidate the field deposi-ting processes.The two parameters of SPM mean effective density and size showed significant negative correlations during both cruises.All the above results suggest that in March under the influence of strong vertical mixing,the Changjiang-originated SPM(with larger size,lower density and then lower depositing velocity)would be mixed with the resuspended sediments near the Changjiang mouth bar,and then transported as far as the eastern edge of the northern part of the study area.However in July,the Changjiang-originated SPM with smaller size,higher density and then higher depositing velocity would deposit rapidly near the river mouth.%长江口是典型的高浊度河口,长江口及其邻近海域悬浮颗粒物(suspended particulate matter, SPM)浓度跨度大,泥沙过程活跃、复杂.2015年7月9-20日(洪季)和2016年3月7-19日(枯季),使用OBS和LISST分别测定了该区域99个和89个站位的 SPM浊度、光衰减系数、总体积浓度、平均粒径和粒径谱等参数;同时通过现场过滤测定了各站位表、中、底3层的SPM质量浓度以及典型站位SPM中颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的δ13C、颗粒氮(particulate nitrogen, PN)的δ15N以及POC/PN摩尔比值.结果表明,浊度、光衰减系数、总体积浓度等3个参数均与SPM质量浓度显示出了显著的正相关关系.研究区域SPM平均粒径一般表层大于底层、枯季大于洪季;长江淡水端元输出的SPM粒径枯季也明显大于洪季.具有相似粒径谱特征的 SPM可以通过测定δ13C和δ15N值来进一步区分其来源和组成.SPM质量浓度和总体积浓度等参数结合还可以计算SPM有效密度,用以了解研究区域SPM的沉降过程.结果表明两个季节SPM有效密度和粒径之间显示出了显著的负相关关系,说明枯季长江输出的SPM由于粒径大、密度小、沉降速度低,加之强烈的垂直混合和口门拦门沙附近的再悬浮,随着环流可能到达研究区域北部的最东端;而洪季长江输出的SPM由于粒径小、密度大、沉降速度高,在口门附近快速沉降.【期刊名称】《海洋学报(中文版)》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】12页(P62-73)【关键词】光学后向散射仪;激光现场散射透射仪;悬浮颗粒物;絮团粒径;长江口【作者】高永强;高磊;朱礼鑫;李道季【作者单位】华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062【正文语种】中文【中图分类】P736.21 引言河口海岸地区泥沙的来源、输运、沉积、沉降、冲淤收支等过程一直是河口海岸学研究的重要内容[1]。

《黄河口海域悬浮物浓度遥感反演算法及时空分布特征研究》范文

《黄河口海域悬浮物浓度遥感反演算法及时空分布特征研究》范文

《黄河口海域悬浮物浓度遥感反演算法及时空分布特征研究》篇一一、引言黄河口海域作为我国重要的河口区域,其悬浮物浓度的监测与研究对于海洋环境、生态保护以及资源开发具有重要意义。

随着遥感技术的不断发展,利用卫星遥感数据进行海洋环境监测已成为一种重要的手段。

本文旨在研究黄河口海域悬浮物浓度的遥感反演算法及其时空分布特征,为海洋环境监测和生态保护提供科学依据。

二、研究背景及意义黄河口海域是我国重要的海湾之一,其水质受到自然因素和人为因素的影响,悬浮物浓度时常发生较大变化。

因此,对黄河口海域悬浮物浓度的监测与评估具有重要意义。

传统的监测方法主要依靠现场采样和实验室分析,但这种方法耗时耗力,难以实现实时监测。

而遥感技术具有覆盖范围广、时效性强、数据获取方便等优点,为黄河口海域悬浮物浓度的监测提供了新的途径。

三、遥感反演算法研究1. 数据源选择本研究选用卫星遥感数据作为主要数据源,包括多时相、多光谱的卫星图像数据。

通过分析不同卫星数据的分辨率、光谱范围和辐射定标等参数,选择适合黄河口海域悬浮物浓度反演的卫星数据。

2. 算法设计根据卫星遥感数据的特性,设计适用于黄河口海域悬浮物浓度反演的算法。

主要包括辐射传输模型的选择、大气校正、水体反射率计算、悬浮物浓度反演等步骤。

其中,辐射传输模型的选择对于反演结果的准确性至关重要。

3. 算法验证通过将遥感反演结果与现场采样数据进行对比,验证算法的准确性和可靠性。

同时,对不同算法进行综合评估,选择最优的算法进行后续研究。

四、时空分布特征研究1. 空间分布特征利用遥感反演得到的悬浮物浓度数据,分析黄河口海域的悬浮物浓度空间分布特征。

通过地图可视化手段,展示不同时期的悬浮物浓度空间分布情况,分析其空间变化规律。

2. 时间变化特征通过对不同时期的遥感数据进行反演,分析黄河口海域悬浮物浓度的时间变化特征。

通过统计分析和趋势预测等方法,揭示其时间变化规律和趋势。

3. 影响因素分析结合气象、水文、生物地球化学等因素,分析影响黄河口海域悬浮物浓度的主要因素。

福清市近岸水体悬浮固体浓度空间异质性分析

福清市近岸水体悬浮固体浓度空间异质性分析

第25卷第6期V ol 125 N o 16长春师范学院学报(自然科学版)Journal of Changchun N ormal Un iv ersity (N atural Science )2006年12月Dec 2006福清市近岸水体悬浮固体浓度空间异质性分析涂长永,费 龙(长春师范学院城市与环境科学学院,吉林长春 130032)[摘 要]本文利用地统计学提供的变异函数研究了福清市近岸水体悬浮固体浓度的空间异质性。

结果表明:变异函数对系统属性的空间异质性的定量揭示具有客观性和准确性。

福清市近岸水体中的悬浮固体的浓度在空间存在明显的各向异性,其中既有几何异性,又有带状异性。

[关键词]空间异质性;变异函数;悬浮固体浓度;福清市[中图分类号]P962 [文献标识码]A [文章编号]1008-178X(2006)06-0086204[收稿日期]65[作者简介]涂长永(),男,吉林东辽人,长春师范学院城市与环境科学学院教师,硕士研究生,从事3S 应用与开发研究。

1 引言111 空间异质性的概念 空间异质性(spatial heterogeneity ,简记SH )是90年代生态学研究的一个极为重要的理论问题,同时也是生态学家研究不同尺度的生态学系统功能和过程中最感兴趣的问题。

是系统或系统属性在空间上的复杂性(com plexity)和变异性(variability)的体现。

系统属性可以是生态学所涉及的任何变量如植被类型、种群密度、生物量、土壤氮含量等。

复杂性涉及到系统属性的复杂性和变异性而不考虑功能作用,仅考虑结构特征时,空间异质性称为结构异质性(structure heter ogeneity );相对应,如果我们测定的系统复杂性和变异性与生态学功能和过程有关时,称为功能异质性(functional heterogeneity )。

空间异质性是产生空间景观格局的主要原因。

空间异质性是限制干扰传播的主要因素,并在生物系统的多样性和动态方面起作用。

东中国海水体悬浮颗粒物吸收的空间分布特征研究

东中国海水体悬浮颗粒物吸收的空间分布特征研究

东中国海水体悬浮颗粒物吸收的空间分布特征研究作者:魏兰苏孙德勇李楠来源:《江苏科技信息》 2018年第23期魏兰苏,孙德勇 * ,李楠(南京信息工程大学海洋科学学院,江苏南京 210044)摘要:悬浮颗粒物是海洋光学特征的主要影响因素,吸收系数是海洋水色遥感反演的重要参数。

因此,研究悬浮颗粒物吸收系数在东中国海的空间分布特征研究中具有重要意义。

文章利用2016年9月以及12月两个航次的实测数据,对东中国海的悬浮颗粒物的吸收系数进行计算,绘制东中国海悬浮颗粒物吸收系数分布图,研究该区域悬浮颗粒物吸收特征的空间分布规律。

研究结果表明:整体来看,近岸的悬浮颗粒物吸收系数高于远洋;从区域来看,内海的悬浮颗粒物吸收系数通常高于外海。

关键词:悬浮颗粒物;吸收特征;空间分布特征中图分类号: P733.3 文献标识码: A0 引言东海、渤海和黄海海区的水色受悬浮颗粒物的影响最为显著,这也是我国近海水体的普遍特点之一[1-2]。

悬浮颗粒物在东中国海这样的Ⅱ类水体[3-6]中为重要组成部分[4]。

除此之外,悬浮颗粒物在近岸的分布对于海洋环境变化和沿岸水利工程、港口选址、近岸工程建设都有重要意义[5]。

而悬浮颗粒物的吸收特征通常由吸收系数表征,是水色遥感中的一个关键参数。

因此,研究东中国海悬浮颗粒物吸收系数的空间分布特征对于建立水色遥感光学模型具有重要意义。

对于中国近海悬浮颗粒物浓度的空间分布,国内不少学者都有过探讨。

邢飞等[ 5 ]学者在对江苏近岸海域的研究中发现苏北近岸海域存在着长江口北支口外和废黄河口海域两个悬浮泥沙的高值中心;王桂芬等[ 7 ]学者在对南海北部海区的研究中发现,表层水体的非藻类颗粒物吸收系数与总悬浮颗粒物浓度有线性关系,且广东沿岸水体的非藻类颗粒物吸收远大于南海北部开阔海域的吸收。

前人多以悬浮颗粒物浓度为主研究空间分布特征,而对于悬浮颗粒物吸收系数的空间分布特征研究较少。

结合前人的研究,本文通过研究东中国海总悬浮颗粒物、浮游藻类颗粒物和非藻类颗粒物的吸收系数,绘制吸收系数分布图,分析其空间分布规律,得到东中国海悬浮颗粒物吸收的空间分布特征。

香港大气能见度与污染物长期变化的特征和相互关系

香港大气能见度与污染物长期变化的特征和相互关系

中国环境科学 2009,29(4):351~356 China Environmental Science 香港大气能见度与污染物长期变化的特征和相互关系林盛群1,2,林莽1,万军明1,3,陈尊裕1*,桑雪芳1(1.中山大学环境科学与工程学院,广东广州 510275;2.潮州市环境保护研究所, 广东潮州 521011;3.佛山市南海区环境保护局, 广东佛山 528200)摘要:利用香港天文台40年(1968~2007年)的能见度数据,中西区空气监测站24年(1984~2007年)的空气质量数据,采用多元回归法,分析了香港地区大气环境状况与大气污染物变化的关系.结果表明,香港地区1968~2007年间低能见度时数百分比平均每10年上升3.1%,其中,其上升趋势在1968~1989年较为平缓(平均0.7%/10a),20世纪90年代后(1990~2007年)则较为明显(平均7.3%/10a),且与地面臭氧浓度呈同步上升趋势.1993年前,低能见度时数百分比与NO2和NO x相关性显著,1993年后,与其相关性显著的污染物则是O3、SO2和NO2.这说明香港地区能见度的恶化在1993年前与光化学烟雾有关,但在1993年后则同时受光化学烟雾和与硫酸盐粒子有关的气溶胶烟雾的共同影响.关键词:低能见度;光化学烟雾;近地面臭氧;硫酸盐;香港中图分类号:X511 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(2009)04-0351-06Characterization and relationship of long-term visibility and air pollutant changes in the Hongkong region. LIN Sheng-qun1,2, LIN Mang1, WAN Jun-ming1,3, CHAN Chuen-yu1*, SANG Xue-fang1 (1. School of Environmental Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China;2. Environmental Protecting Research Institute of Chaozhou, Chaozhou 521011, China;3. Nanhai Environmental Protection Bureau, Foshan 528200, China). China Environmental Science, 2009, 29(4):351~356Abstract:40 years (1968~2007) visibility and 24 years (1984~2007) air quality monitoring data from Hongkong were analyzed to examine the relationship between atmospheric environmental degradation in terms of reduced visibility (RV) and air pollutant concentration change by multiple regression analysis method. The time with RV in Hongkong increased 3.1% during 1968~2007. The increase trend was mild during 1968~1989 (0.7% per decade), but being sharp from the 1990s (1990~2007, 7.3% per decade), simultaneously with increase in surface ozone concentration. Time with RV correlated well with NO2 and NO x before 1993, but with O3, SO2 and NO2 after 1993. The visibility degradation in Hongkong related to photochemical smog before 1993, but afterwards, it was also affected by aerosol smog associated with sulfate besides photochemical smog.Key words:reduced visibility;photochemical smog;surface ozone;sulfate;Hongkong能见度作为大气环境的一个重要物理参数,通常被视为反映大气环境质量好坏的指标[1].近年来,珠江三角洲地区城市化和工业化进程不断加快,区域空气污染问题日益严重[2],香港位于珠江三角洲的边缘,不可避免地受到大气污染的影响.在1968~2003年的30多年间,香港的能见度有下降的趋势[3].本研究探讨了香港地区在过去40年间的能见度与大气污染物的变化特征及其相互关系,为探寻引发该地区大气环境质量下降的原因提供参考. 1材料与方法1.1数据来源能见度数据由位于尖沙嘴的香港天文台(HKO)总部提供,时间为1968年1月~2007年12月.能见度由受过气象训练的天文台观测员,每1h或3h进行观测所得[3],以各月总低能见度时数收稿日期:2008-10-20基金项目:国家自然科学基金资助项目(40875075);广东省自然科学基金重点项目(8251027501000002)* 责任作者, 教授, chzy@352 中国环境科学 29卷的形式给出.根据HKO的定义,低能见度指能见度低于8km,不包括由雾、薄雾、降水及高湿度(相对湿度≥95%)造成的个案[3-4].撇除气象条件的影响,低能见度的出现往往标示着空气带有对健康有害的污染物[1],因此在此定义下的低能见度可以视作由污染物引起的低能见度.空气质量监测数据和污染物排放量数据由香港环境保护署(EPD)提供,其监测站位于离HKO(22°18′N,114°10′E)直线距离约4km的中西区(22°17′N,114°09′E).空气质量监测数据包括SO2, PM10, NO x, NO2,和近地面O3 5种污染物的浓度数据,其监测方法及仪器参见文献[5].这些数据(除PM10)由1984年开始进行24h连续监测,是南中国覆盖时间最长的空气质量数据,每5min贮存一个平均值,最终以小时平均浓度给出.在数据处理过程中,当监测时段内67%以上的数据为有效值时,算出的平均值才有效,否则作废弃处理[5-6];EPD的质量保证和控制按照美国环境保护署的要求完成[5].本研究使用的数据覆盖时段为1984年1月1日~2007年10月31日,其中PM10由1993年1月1日开始监测统计.污染物排放量数据来自EPD编制的排放清单[7],包括SO2、NO x和PM10 3种主要污染物,覆盖时段为1990~2006年,以年总排放量的形式给出.1.2数据处理与分析因为不同月份总时数不同,低能见度时数并不能准确地表示该月低能见度出现的频率,为了消除差异,本研究用各月低能见度时数除以该月的总时数,求出各月的低能见度时数百分比.同样,年低能见度时数百分比则是由各年低能见度时数除以该年的总时数求得.由于回归分析中需要用到污染物月平均浓度,本研究将所需要计算的时间内的污染物所有时浓度数据相加,再除以总时数,求得该时期的污染物平均浓度,当污染物小时平均浓度数据缺失时,该小时并不算入总时数内,年平均浓度亦用同样方法求得.首先通过一元线性回归分析及显著性水平为0.05的t检验分析能见度和各大气污染物排放量和浓度的变化趋势[3].然后,再对数据进行多元线性回归分析,其中月低能见度时数百分比作因变量,各污染物月平均浓度作自变量,多元线性回归分析主要考虑在多种污染物同时存在的情况下,排除它们之间的相互影响[8],分析低能见度与污染物的关系.在多元线性回归分析中,t检验及F检验的显著性水平均定为0.05.2结果与讨论2.1能见度与污染物浓度的变化特征由图1可见,香港地区HKO低能见度时数百分比不断升高,由1968年的1.8%上升至2007年的14.8%,一元线性回归分析得出的变化趋势为平均每10年增长3.1%,达到统计学上0.05的显著水平,其中,1968~1989年间增长速率为0.7%/10a,1990年后的增长速率高达7.3%/10a,这与前几年的研究结果一致[3-4].1990年前低能见度出现的频率均较小,且变化不明显,低能见度时数百分比均低于5.0%,从20世纪90年代起,上升趋势开始变得明显,1991年的低能见度时数百分比(5.7%)首次超过5.0%,并在1997年及2004年各达到一个明显的峰值,分别为11.1%和17.8%.在近5年(2003~2007年),低能见度出现的频率明显高于过去,且各年的低能见度时数百分比均大于10%.这说明近年来香港地区的大气能见度在不断恶化.除了O3和SO2浓度的上升趋势达到统计学上0.05的显著水平外,其余污染物的浓度变化呈波动状(图1).线性回归分析表明,1984~ 2007年,O3浓度平均每10年上升10.0μg/m3,且上升趋势达到了统计学上0.05的显著水平,这表明香港地区的O3污染状况是不断恶化的,与Chan等[6]的研究一致.这与南中国甚至整个东亚地区城市化发展导致的污染物排放加剧和不同尺度下的污染物输送有关[6,9-10].值得注意的是,O3浓度在1984~1989年间呈现下降趋势,从1990年开始才呈现持续的上升趋势,这与1990年后的低能见度出现频率增长趋势一致.4期林盛群等:香港大气能见度与污染物长期变化的特征和相互关系 353图1 低能见度和O3、SO2、PM10、NO x和NO2浓度年变化趋势Fig.1 Trends in the annual averaged of reduced visibility and concentration of O3、SO2、PM10、NO x and NO2354 中 国 环 境 科 学 29卷线性回归分析表明,SO 2浓度从1984~2007年,平均每10年上升2.5μg/m 3.1993年前SO 2浓度保持上升趋势,1993年香港实施了一系列燃料及车辆管理条例后SO 2的浓度开始下降, 1999年起 SO 2浓度再次呈上升趋势.1999年SO 2浓度的回升可能跟近年深圳和香港的SO 2排放量都有所增加有关(图2)[2].PM 10、NO x 和NO 2浓度变化均不呈统计学上0.05显著水平的上升或下降趋势.值得注意的是,NO x 和NO 2在1984~1988年间呈现一个大幅度的波动变化,1989年后其波动变化转小,波动范围均约为20μg/m 3.从1993年开始监测的PM 10亦同样一直保持20μg/m 3的波动范围.0246810121416S O 2、N O x 排放量(×104 t )P M 10排放量(×103 t )1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006年份图2 SO 2、NO x 和PM 10排放总量的年际变化 Fig.2 Trends in annual emission of SO 2, NO xand PM 10由图2可见,1990~2006年,3种主要污染物SO 2、NO x 和PM 10排放量均呈明显的下降趋势,都达到统计学上0.05的显著水平.虽然香港地区污染物的排放量一直显著下降,但大气中污染物的浓度却没有呈现显著的下降趋势.这表明香港地区的污染状况属区域性污染,不仅受本地排放的污染物影响,还受其他地区传输过来的污染物影响[9]. 2.2 低能见度与污染物浓度的相互关系 由于PM 10由1993年才开始监测,所以自变量包含5种污染物的回归方程只覆盖了1993年1月~2007年10月[式(1)],而覆盖了全时段(1984年1月~2007年10月)的回归方程只包含了4种污染物[O 3、SO 2、NO x 、NO 2,式(2)].同时,为了探讨自变量包含PM 10和不包含PM 10的区别,对1993年1月~2007年10月作只包含4种污染物(O 3、SO 2、NO x 、NO 2)的多元线性回归分析[式(3)],另外,亦对1984年1月~1992年12月作回归分析[式(4)],以作前后2段时期的对比.[RV] =0.003[SO 2]+0.003[NO 2]+0.002[O 3]-0.155 (1) [RV] =0.002[SO 2]+0.001[NO 2]+0.002[O 3]-0.114 (2) [RV] =0.003[SO 2]+0.003[NO 2]+0.002[O 3]-0.163 (3) [RV] =0.001[SO 2]+0.001[NO 2]-0.011 (4) 式(1)~式(4)中:[RV]为低能见度时数百分比, [SO 2]、[NO 2]、[O 3]分别为相关污染物浓度.4个多元线性回归模型均通过F 检验(P <0.05),即回归方程是显著的,不同时期的低能见度时数百分比均显著受各污染物浓度的共同作用影响.表1 月低能见度时数百分比与各污染物月平均浓度的多元线性回归分析结果Table 1 Results of multiple linear regression analysis between monthly percentage of reduced visibility and monthlyaverage concentration of air pollutants回归方程污染物 t 值 P 值 偏相关系数SO 2 2.968 0.003a 0.227 PM 10 0.430 0.668 0.034 NO x-0.767 0.444 -0.060NO 2 3.8750.000a 0.291 式(1)O 3 2.950 0.004a 0.226SO 2 4.066 0.000a0.243NO x 0.738 0.461 0.045NO 2 3.3750.001a0.203 式(2) O 3 7.392 0.000a 0.414SO 2 3.218 0.002a 0.241 NO x -0.680 0.498 -0.052NO 2 6.2270.000a 0.433 式(3) O 3 3.532 0.001a 0.263SO 2 1.239 0.218 0.129 NO x 4.575 0.000a0.432NO 2-2.638 0.010a -0.267 式(4)O 3-0.863 0.390 -0.090 注:a 达到统计学上0.05的显著水平 由表1可见,1984~2007年的多元线性回归分析模型中,O 3、SO 2、NO 2的偏相关系数通过显4期林盛群等:香港大气能见度与污染物长期变化的特征和相互关系 355著性检验,表明香港这24年来能见度主要受O3、SO2、NO2这3种污染物的影响;1993~2007年的回归模型中,无论有否包括PM10,偏相关系数通过显著性检验的污染物都是O3、SO2、NO2,表明从1993年开始,能见度同样主要受这3种污染物的影响;而1984~1992年的回归模型中,偏相关系数通过显著性检验的污染物则为NO2和NO x,即这段时期内,低能见度主要受NO2和NO x的影响.近年来,香港低能见度不再主要受NO2和NO x的直接影响,而是受O2、NO2的影响.由于NO x包括一次污染物NO,而NO2、O3则属于二次污染物,说明1993年前后两段时期的能见度降低原因可能有别.2.3讨论2.3.1O3浓度增加对低能见度的影响香港地区O3从20世纪90年代开始一直呈现上升的趋势.因为O3对可见光波段内的光线吸收及散射能力很弱,所以O3本身并不会对能见度产生影响,但作为氧化剂,它会产生OH,影响微量气体浓度和微小粒子气溶胶的生成,从而影响大气的能见度[11].因此,作者认为高浓度O3的影响主要有2类,一类是促进NO2的生成,NO2吸收蓝光,使光线呈棕黄色从而影响能见度,另一类是促进微小粒子的生成,微小粒子散射光线影响能见度.Chan等[9-10]的研究认为,香港城市地区排放大量的O3前体物,尤其是NO,会与O3反应,清除空气中的部分O3,所以O3在城市地区的浓度比郊区低[9-10],但是此反应同时会生成NO2,导致NO2浓度升高[式(5)].香港城市地区NO2的年平均浓度在1990年开始略显上升趋势(统计学上0.11的显著水平,图1).O3 + NO → NO2 + O2 (5) 总体来说,由于香港近年的O3浓度增加,导致NO2浓度亦增加,从而导致低能见度时数百分比的增加.除此之外,O3光解生成•OH,或直接与一次污染物反应,促进微小粒子,尤其是散射效应最强、对削弱大气能见度贡献最大的硫酸盐粒子的生成.2.3.2SO2浓度增加对低能见度的影响SO2对可见光的吸收和散射能力都很弱,其自身并不会影响能见度,但会通过一系列的光化学或非光化学反应转化成二次气溶胶硫酸盐粒子影响能见度[12-14].研究表明,因为可见光的波长正好落在细小粒子(PM2.5)的粒径范围,因此PM2.5与低能见度的关系尤为显著[15-17],在香港,细小的硫酸盐气溶胶粒子可能是最主要的削弱能见度的水溶性无机物质[18],Wang[19]则通过改良的IMPROVE方程式计算出硫酸铵粒子是在PM2.5中对消光系数贡献最大的成分,这似乎能解释SO2是对能见度影响显著的因子,及香港低能见度时数百分比近年急剧增加的原因.值得注意的是,香港1993年后禁止使用高含硫燃料,1993年之前,SO2的排放量较高(图2),大气SO2的浓度也一直上升,但当时香港低能见度百分比远比近年的低(图1),这证明了大气中SO2浓度高并不一定导致低能见度的出现,即高浓度的SO2并不一定会导致高浓度的硫酸盐粒子出现,SO2要转化为硫酸盐粒子,还需要其他物质的参与.而近24年不断增加的O3,正可能是这样一种物质.高浓度的O3可以加强大气环境的氧化能力,使一次污染物SO2转化为削弱能见度的二次微小粒子硫酸盐粒子[20].因为SO2易溶于水,SO2氧化生成硫酸盐的反应可以分为气相和液相,气相反应主要是SO2和O3光解的•OH之间的反应[式(6),式(7)],而液相反应则主要是溶于水滴的SO2和自由基(•OH或HO2•)或O3之间的反应[式(8)~式(11)][21].欧洲的一些研究表明,在夏天主要是气相反应为主,而在冬天则是液相反应为主[14,22].但由于缺乏PM2.5的数据,本研究无法进行更深入的分析及验证.气相:•OH + SO2+M → HOSO2•+ M (6)HOSO2•+ O2→HO2• + SO3 (7)液相:2HSO3- + •OH + O2→ SO4-•+ SO42-+H+ + H2O (8) HSO3- + HO2 •→ HSO4- + •OH (9)HSO3- + O3→ HSO4- + O2 (10)SO3-•+ O3→ SO4-•+ O2 (11)综上所述,在高浓度O3的环境下,SO2的增加会引起其与O3的化学作用,生成大量的硫酸盐气溶胶粒子,降低能见度.因此,随着近几年SO2和O3浓度的同时增加,低能见度出现频率不断增加,SO2和O3成为对大气具有直接显著影响的因子.356 中国环境科学 29卷3结论3.1香港大气环境质量近年来呈下降趋势,主要表现在低能见度出现的次数不断增多及污染物O3和SO2浓度的不断增加:1968~2007年间低能见度时数百分比平均每10年上升3.1%,其中,其上升趋势在1968~1989年较为平缓(平均0.7%/10a),20世纪90年代后(1990~2007年)则较为明显(平均7.3%/10a);1984~2007年,O3浓度平均每10年上升10.0μg/m3;SO2浓度则在1984~ 2007年,平均每10年上升2.5μg/m3.3.2多元回归分析结果显示,1993年前,香港低能见度的产生与NO2和NO x相关性显著,而在1993年后与其相关的污染物则为O3、SO2和NO2.这说明香港地区能见度的下降在1993年前与光化学烟雾有关,在1993年后,低能见度则同时受光化学烟雾和硫酸盐粒子有关的气溶胶共同影响.参考文献:[1] Watson J G. 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New York: Oxford University Press, 1999.[22] Van der Zee S C, Hoek G, Harssema H, et al. Characterization ofparticulate air pollution in urban and non-urban areas in the Netherlands [J]. Atmospheric Environmental, 1998,32(21):3717- 3729.致谢:感谢香港环境保护署和香港天文台提供数据.作者简介:林盛群(1972-),男,广东潮州人,高级工程师,硕士,研究方向为环境科学.发表论文4篇.。

造成香港空气污染的环流聚类特征及对细颗粒物的影响

造成香港空气污染的环流聚类特征及对细颗粒物的影响
w 气形势包括热带气旋型、大陆冷高压型、入海变性 w 高压型和低压槽型 4 类。孟燕军等[11]对影响北京地
定的主观性, 因此存在着判别标准不一致、个体差 异和个例少等缺陷, 而客观分型法则能更好地解决 这些问题[15–17]。许建明等[18]采用 T-mode 斜交旋转 分解方法对上海秋、冬季污染天气形势进行分型。 Sun et al.[19]运用层次聚类的方法研究四川盆地污染 天气形势。翁佳烽等[20]利用 K-means 聚类法研究肇 庆干季(10 月至次年 4 月)污染天气分型。
Because of the monsoon in winter, the transboundary transport of pollutants had a certain contribution to PM2.5.
The pollution events controlled by the anticyclone cluster were characterized by widely sink movement and stable
w matter (PM2.5), its main components, and gaseous pollutants and their correlations with meteorological parameters,
different seasonal characteristics and formation mechanisms of aerosols were revealed, even under the same
Hong Kong
ic 0 引 言 im 随着经济和城市化的快速发展, 空气污染问题
日益突出[1–2]。空气污染不仅会降低能见度, 影响人

香港东南海域的断层分布及潜在地质灾害分析

香港东南海域的断层分布及潜在地质灾害分析

第9卷 增 刊中国地质灾害与防治学报V o l19 N o 1998年11月TH E CH I N ESE JOU RNAL O F GEOLO G I CAL HA Z A RD AND CON TROL N ov11998香港东南海域的断层分布及潜在地质灾害分析冯志强 刘宗惠 王 群(国土资源部广州海洋地质调查局,广州市,510075) 提要 香港东南海域,在水深63m区域内,基岩埋藏深度可达600m,晚第四纪沉积厚度10-48m,由上而下可划分为A1、A2及A3三个层组,A1层厚6~13m,为浅海相粉砂质粘土及粘土质粉砂,14C年代为9000年以来的全新世沉积;A2层厚0-20m,为河湖相粉砂质粘土及砂砾石沉积,底部有一侵蚀面; A3层厚2~20m,为海陆交互相砂泥互层及砂砾沉积,与下伏地层间为不整合接触。

在这一海区已发现多条活动断层,其中主要有4条,呈N EE向及E W向分布,长10~20km,位于海底以下40~120m,它们对晚第四纪沉积的分布有控制作用,并与地震活动有密切关系,说明南海北部近岸断裂带是本区潜在地质灾害的主导因素。

即将开展的“珠海~深圳近岸海洋地质环境及地质灾害防治的调查研究”项目将为本区地质灾害防治和经济建设的持续发展提供更详细的基础资料。

关键词 香港 海区 断层 地质灾害。

Ξ前 言珠江三角洲区是我国社会经济最发达的区域之一,在当今世界面临的人口、资源和环境三大挑战中,珠江三角洲地区的持续发展尤其需要重视环境的制约。

在规划沿海港口城市的发展和各类海洋工程的构筑时,应认真考虑本区的海洋地质环境条件及潜在的地质灾害分布。

本文根据我局在香港特别行政区界外的东南部海域所做的物探调查并结合区域地质资料对该区地质灾害的潜在危险作综合分析。

一、第四纪地质高分辨率地球物理勘探系统所获得的浅层剖面和单道地震资料揭示了本区第四纪自上而下主要有层A、B、D、E、F五个反射层序,层C缺失,其下的层D和层E、F也有分Ξ第一作者简介:冯志强,男,1935生,教授级高工,广州海洋地质调查局高级技术顾问兼发展战略研究室主任,海洋地质灾害专业研究会副主任委员。

长江口及其邻近海域悬浮体地球化学组成及其影响因素

长江口及其邻近海域悬浮体地球化学组成及其影响因素

长江口及其邻近海域悬浮体地球化学组成及其影响因素邵和宾;范德江;张晶;李清【摘要】Water samples and Conductance ,Temperature ,Depth (CTD) data have been collected through the Pub-lic Cruise of the National Research Foundation Committee ,in October ,2010.After filtering of the water samples , the total suspended matter (TSM ) has been obtained.The concentration of the main and trace elements of TSM has been tested using ICP -AES and ICP-MS ,meanwhile an elementary composition ,a spacial distribution as well as their influencing factors had also been studied.The results show that the value of main elements'(aluminium , magnesium ,ion ,calcium) concentration between 1% and 30% and aluminium is the highest ;the values of the traceelements'(cadmium ,chromium ,cobalt ,copper ,manganese ,nickel ,lead ,va nadium ) concentration are be-tween n× 10-6 and n× 10-9 and manganese is the highest.The good relationships amongaluminium ,ion ,magne-sium and most trace elements indicate that the main elements are terrigenous and the trace elements are adsorbed on the land-based suspended particles.The water masses play an important role in the elementary composition of TSM ,especially aluminium ,ion and chromium ,cobalt ,copper ,manganese ,nickel ,vanadium.%基于2010年10月国家自然科学基金委东海调查公共航次所获得的数据和悬浮体样品,使用IC P-A ES、IC P-M S仪器对悬浮体中的主、微量元素含量进行了测定,对悬浮体中元素组成、空间分布及其影响因素进行了研究,结果表明:长江口及邻近海域悬浮体中主量元素铝、镁、铁、钙等含量为1%~30%,含量以铝为主;微量元素镉、铬、钴、铜、锰、镍、铅、钒等含量为n ×10-6~n ×10-9,以锰最高;铝与铁、锰以及大部分的微量元素都有良好的相关性,指示这些主量元素以陆源输入为主和微量元素被细颗粒物质吸附为主的特征。

运用SPOT数据进行河流水体悬浮固体浓度的研究2

运用SPOT数据进行河流水体悬浮固体浓度的研究2

收稿日期:1999207209作者简介:许 王君(1972-),女,博士生,从事遥感地学分析及地理信息系统的应用研究。

运用SPOT 数据进行河流水体悬浮固体浓度的研究——以台湾淡水河为例许 王君,方红亮,傅肃性,黄 绚(中国科学院地理研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 北京 100101)摘要:根据含沙水体的光谱特征,通过对比分析认为SPO T 影像是河流水质遥感的理想数据源,其中1波段和2波段对反映水体悬浮固体比较敏感。

根据遥感影像灰度值与水中悬浮固体含量之间的相关关系,运用SPO T 影像的1、2波段和实测数据将淡水河悬浮固体含量分为4级,并对结果进行了评价。

通过对悬浮固体污染等级图的分析,得出淡水河10%以下的水体悬浮固体含量较高。

悬浮固体含量从上游向下游递增,流经城市的河段悬浮物含量高,说明水体悬浮物含量受植被覆盖和人为作用影响。

关 键 词:悬浮固体;监督分类;淡水河;SPO T 数据中图分类号:T P 751 文献标识码:A 文章编号:100420323(1999)04200172061 引 言随着遥感技术的发展,卫星遥感在环境状况的调查和监测中取得了日益广泛的应用。

遥感技术所具有的大范围、连续观测,以及多平台、多波段、多分辨率的特点,弥补了常规方法的不足,在海洋、海岸带水质遥感中发挥了很大作用〔1〕。

水质遥感包括叶绿素、悬浮固体、水温、石油污染等。

其中悬浮固体遥感是其中重要的一项,国内外已有多人研究过,建立多种理论与经验模型。

最早是线性关系模型〔2〕,后来又发展了对数模型〔3〕、双对数模型〔4〕、负指数模型等〔1〕。

最初用于海洋水质遥感的数据多为获取周期短、地面探测幅宽的CSCZ 数据〔5,6〕。

陆地卫星TM 影像的地面分辨率高,可以有效地用于研究海岸带的点污染源,如大城市、商业或工业区、河流出口等。

因此,目前绝大多数用于水质遥感的影像都是TM 影像〔4,7~9〕。

由于河流的宽度有限,河流水质遥感因受到地面分辨率的限制而有很大困难,但L eal A K 等人用TM 影像研究过亚马逊河湿地的悬沙含量〔7〕,证明用TM 数据研究河流悬浮固体是可行的。

古龙咀周围海区沉积物粒度特征及海底地形变化的开题报告

古龙咀周围海区沉积物粒度特征及海底地形变化的开题报告

古龙咀周围海区沉积物粒度特征及海底地形变化的开题报

题目:古龙咀周围海区沉积物粒度特征及海底地形变化
研究背景和意义:
古龙咀是一个滨海地区,由于其特殊的地理位置,其周围海区的海底地形和沉积物特征一直备受关注。

古龙咀周围海区的沉积物主要来源于陆源和海洋,而其颗粒大小、组成和分布特征也受到多种因素的影响。

此外,海底地形的变化与沉积作用密切
相关,因此研究古龙咀周围海区的沉积物粒度特征及海底地形变化具有重要意义。


研究旨在通过对古龙咀周围海区沉积物粒度和海底地形的研究,以期为该地区海洋环
境演化和资源勘探提供基础数据和科学依据。

研究对象和方法:
研究对象为古龙咀周围海区的沉积物和海底地形。

采取现场采样和实验室分析相结合的方法,对其沉积物颗粒大小、组成和分布特征进行测量和分析,同时通过地形图、声学探测等方法对海底地形进行研究和描绘,以揭示其中的规律性和差异性。

预期结果和意义:
通过对古龙咀周围海区沉积物粒度特征和海底地形的研究,我们可以了解该地区海底地形和沉积物的空间分布规律和变化趋势,以及其背后的动力学和环境演化过程。

这对于深入理解当地海洋环境演化和资源勘探具有重要意义,同时也为海洋科学、地
球科学等学科的深入研究提供了新的思路和方法。

基于半分析算法的香港邻近海域叶绿素a浓度反演

基于半分析算法的香港邻近海域叶绿素a浓度反演

基于半分析算法的香港邻近海域叶绿素a浓度反演席红艳;张渊智;丘仲锋;何宜军;简伟军【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2009(21)2【摘要】为进一步了解香港近海水体特性及监测其水质状况,根据2001年3-5月在香港临近海域调查取得的实测资料,对该海域水体光谱进行解析,开发该海域叶绿素a浓度与色素吸收系数aph(675)的经验模型,具有较高相关性;用剖面数据外推及水体光谱模拟方法完成对水下表面遥感反射率光谱的推导;进而建屯反演低浓度区叶绿素a浓度的半分析算法,反演结果与实测值比较平均相对误差为45%,均方根差0.933,相关系数0.78,误差主要来源于外推演算及散射模型.结果表明该算法在低悬浮物低叶绿素浓度区域有一定适用性.【总页数】8页(P199-206)【作者】席红艳;张渊智;丘仲锋;何宜军;简伟军【作者单位】香港中文大学太空与地球信息科学研究所,香港;香港中文大学太空与地球信息科学研究所,香港;中国科学院海洋研究所,青岛,266071;中国科学院海洋研究所,青岛,266071;深港产学研基地海岸与大气重点实验室,深圳,518057【正文语种】中文【中图分类】P7【相关文献】1.基于MODIS遥感数据源的内陆水体叶绿素a浓度反演算法综述 [J], 吴煜晨2.基于GF-4遥感数据的叶绿素浓度反演算法研究 [J], 杨超宇;唐丹玲;叶海彬3.基于GOCI数据渤海湾叶绿素浓度反演算法的比较 [J], 张雪;郑小慎4.基于GOCI的东海叶绿素a浓度3种反演算法的对比及其昼变化分析 [J], 王芮;伍玉梅;杨胜龙;崔雪森;王琳;张胜茂5.基于Landsat-8陆地成像仪与Sentinel-2多光谱成像仪传感器的香港近海海域叶绿素a浓度遥感反演 [J], 董舜丹;何宏昌;付波霖;范冬林;王涛涛因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

湛江港区底泥悬浮物对近江牡蛎的毒害效应

湛江港区底泥悬浮物对近江牡蛎的毒害效应

湛江港区底泥悬浮物对近江牡蛎的毒害效应叶健欣;杨锋;李兰涛;叶宁;林尤通【摘要】模拟湛江港涉海工程施工产生的悬浮物,探讨底泥悬浮物对工程附近海区近江牡蛎养殖的影响,研究不同浓度悬浮物对大、小规格近江牡蛎(Crassostrea rivularis)的毒害效应.结果表明,悬浮物对大规格近江牡蛎(8.12土1.76 cm)的毒害影响不明显;对小规格近江牡蛎(2.33土0.78 cm),悬浮物浓度≦270 mg/L时死亡率低于30%,悬浮物浓度≧810 mg/L时死亡明显增加,死亡率达60%.通过概率单位法计算,小规格近江牡蛎的96h半致死浓度为627.17 mg/L.【期刊名称】《广东海洋大学学报》【年(卷),期】2010(030)006【总页数】4页(P91-94)【关键词】悬浮物;毒害效应;近江牡蛎;湛江【作者】叶健欣;杨锋;李兰涛;叶宁;林尤通【作者单位】湛江市海洋与渔业环境监测站,广东,湛江,524039;湛江市海洋与渔业环境监测站,广东,湛江,524039;湛江市海洋与渔业环境监测站,广东,湛江,524039;广东海洋大学水产学院,广东,湛江,524025;湛江市海洋与渔业环境监测站,广东,湛江,524039【正文语种】中文【中图分类】X502.225近年来各类涉海工程渐多,施工产生的悬浮物以及由风暴潮导致的海底沉积物悬浮,造成工程附近海域悬浮物浓度大幅升高,不仅对该海域海水的物理、化学性质产生影响,还对逃逸能力弱的海洋生物及幼体的摄食、生长、繁殖甚至存活造成严重影响。

目前学者们已开展悬浮物对多种水生生物存活影响的研究:李兰涛等[1]认为,一定浓度的悬浮物对凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)仔虾有急性毒性;周勇等[2]认为,悬浮物对半滑舌鳎(Cynoglo- ssus semilaevis)胚胎的起始半致死浓度为1 974.8 mg/L,对初孵仔鱼的48 和96 h LC50 分别为226.9 和202.9mg/L;马明辉等[3]研究表明,悬浮物对虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)的急性致死效应(72 h)不强,高浓度悬浮物对虾夷扇贝具有很强的慢性致死作用;王广军等[4]认为300 mg/L 和400 mg/L 悬浮物组的杂色鲍(Haliotis diversicolor diversicolor)的活性明显下降,杂色鲍血清中NO 含量及NOS 活力显著高于对照组;沈盎绿等[5]认为,在实验96 h 内,对照组和所有悬浮物处理组的褶牡蛎(Ostrea plicatula)均未出现死亡,但96 h 后对照组与各处理组SOD 活性差异极显著。

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i s l a n d wa s r e l a t i v e l y l o we r a l l t h e y e a r a r o u n d ,a n d l f u c t u a t e d f r o m s e a s o n s t o s e a s o n s . T h e s t u d y o f d a t a f r o m 2 0 0 9 t o
J u n ・ w e i , L I U Xi a n g - n a n ’ ( S c h o o l o f I n f o r ma t i o n E n g i n e e r i n g , C h i n a Un i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s , B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 , C h i n a ) .
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度 的 高值 区, 东北 部珠 江入 海 口海域 悬浮 固体 浓度 受季 节影 响 明显, 大 屿 山 以南 的南 部海 域 的浓度 值 常年 处于较 低 水平, 并具有 明 显的季 节 特征. 2 0 0 9 ~ 2 0 1 2年 的地 统讨数 据表 明, 香 港近岸 海 域悬浮 固体 浓度 值 总体处 于较 低水 平, 月 均值 为 1 2 . 2 5 mg / L , 由北 向南 递减 趋势 明显 . 全 年 大 部 分时 间空 间变异特 征 明显 , 空间 自相 关性较 强, 其 中 3月份 的块 金值/ 基 台值 最 小, 仅约 为 0 0 0 0 5 . 关键 词:H J 1 A / B C C D 数据 ;悬浮 固 体浓度 ;地 统计 分析 :空 间变 异特 征 中图 分类号 :X5 2 文献标 识码 :A 文章编 号 : 1 0 0 0 — 6 9 2 3 ( 2 0 1 4 ) 0 3 — 0 7 3 4 — 0 8
中 国环 境 科 学
2 0 1 4 , 3 4 ( 3 ) :7 3 4 ~ 7 4 1
C h i n a E n v i r o n me n t a l S c i e n c e
香港近岸海域悬浮 固体浓度空 间变异特 征的地统计分析
吕君伟 , 刘 湘南 ( 中国地质大学( 北京) 信息工程学院, 北京 1 0 0 0 8 3 )
c o a s t wa t e r o f Ho n g k o n g l e v e r a g i n g t h e HJ 一 1 A/ B CCD d a t a o f 2 0 0 9 - 2 0 1 2 a n d t h e me a s u r e d d a t a . T h e r e mo t e s e n s i n g i n v e r s i o n mo d e l h a d b e e n s e t u p . Ba s e d o n wh i c h , t h e a n a l y s i s wa s c o n d u c t e d b y me a n s o f t h e g e o s t a t i s t i c a l me t h o d . S S C
摘要: 以香 港近 岸海 域为研 究 区, 基于 2 0 0 9 ~ 2 0 1 2 年 HJ 一 1 A/ B C C D数 据和 实测 数据建 立悬 浮 固体浓 度遥 感反 演模 型, 运用 地统 计 学方法 对
模 型反 演结 果进 行分 析, 探 索研 究区 内悬 浮固 体浓 度空 间分 布及 其变 异特 征. 结 果表 明: 香港 近 岸海 域北 部深 圳湾 附近 常年 处于 悬浮 固体 浓
i n t h e n o t r h p a r t o f t h e a r e a( i … e t h e S h e n z h e n b a y ) wa s h i g h e r t h a n o t h e r a r e a s a l l t h e y e a r a r o u n d ; S S C i n t h e n o t r h e a s t
C h i n a En v i r o n me n t a l S c i e n c e , 2 0 1 4 , 3 4 ( 3 ) :7 3 4 - 7 41
Ab s t r a c t :T h i s a r t i c l e s t u d i e d t h e s p a t i a l d i s t r i b u t i o n a n d t h e v a r i a b i l i y t o f s u s p e n d e d s o l i d s c o n c e n t r a t i o n( S S C ) i n t h e
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