渤海赤潮年际变化特征分析研究 地理学专业

摘 要自 2000 年以来，渤海海域每年都有赤潮发生，这往往使渤海沿海水域受其影响。卫星遥感技术和海洋水色观测卫星图像，已经成功地用于识别和观测赤潮的发生、发展和消亡。然而，由于研究的水体、使用的遥感数据和建模方法都各不相同，因此需针对渤海海域的水体特点建立特定的赤潮反演模型。世界首个地球同步海洋水色成像仪 GOCI 在监测渤海海域赤潮的分布和短期运动上具有明显的优势。本文利用云覆盖较少的 GOCI 遥感数据，建立了一个改进型赤潮指数（red tide index）的赤潮反演模型，并且证明了在浑浊水域中描述赤潮的有效性。2014 年 5 月 15 日、26 日和 28日的每天 8 幅 RI 图像均呈现出赤潮面积先增大后减小的变化，并且使用RI 阈值 3.8、4 和 4.2，虽然赤潮面积有所改变，但一天内相对的变化趋势仍基本保持一致。并且一天中渤海海域的赤潮面积变化非常明显，赤潮藻类优势种的垂直迁移可能是导致赤潮表面表达短期变化的主要原因。5 月 15 日、26 日和 28 日赤潮区域叶绿素浓度均在 11:30 达到最大值，一天内叶绿素浓度的不断变化是引起赤潮的藻类垂直迁移导致的结果，但赤潮情况并不与叶绿素浓度呈正比。因此，GOCI 可以有效地进行渤海赤潮的短期和长期运动监测。本文利用 MODIS 光谱反射率数据和渤海海域实测叶绿素 a 浓度进行了相关分析，选择表达式(B10-B8)/(B13-B8)作为渤海海域赤潮反演的指标，相关系数达到 0.7815，呈现显著相关结果。研究发现 2000-2015 年期间赤潮最大发生面积波动变化特征明显，大面积赤潮和小面积赤潮间隔出现。赤潮的发生期在 4-11 月，其中 5-7 月为赤潮的高发季节。渤海赤潮覆盖面积极大值大多在每年 6 月中旬至 7 月初出现。渤海重点发生赤潮的海域为渤海湾近岸海域、辽东湾西部的秦皇岛附近海域、营口鲅鱼圈附近海域和莱州湾黄河口近岸海域等，而且大多数发生在近岸沿海海域。其中，2000 年以来秦皇岛附近海域赤潮发生频率呈逐年增加趋势，从 2009 年开始秦皇岛附近海域每年都暴发大规模的抑食金球藻褐潮，这可能与当地的养殖活动密切相关。春末夏初秦皇岛附近海域溶解无机营养物质浓度的降低、含碳氮等有机质浓度的增加以及适宜的海水温度可能是造成褐潮在该海区连年暴发的重要原因。2000 年以来渤海海域赤潮大规模爆发主要是由其半封闭型的地理形态导致的水交换不畅和沿岸径流的大量营养物质输入引起的，其中河流输入是陆源污染入海的主要来源。关...