基于遥感的黄海浒苔漂移速度与驱动机制研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:E200902027
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自2007年以来,黄海浒苔绿潮已连续多年爆发,渐成常态化之势,给有关区域的海洋生态环境和经济发展带来了一定的影响。黄海浒苔绿潮的生消过程伴随着大规模漂移,对其漂移速度和驱动机制的研究可为防灾减灾提供信息支撑。本文基于卫星遥感数据开展了浒苔绿潮漂移速度提取方法、黄海浒苔绿潮漂移速度时空分布特征及驱动机制等研究工作,具体如下:(1)发展了基于假彩色增强影像(ERGB)和目视解译的浒苔绿潮漂移速度遥感提取方法,基于极轨(MODIS)和静止轨道(GOCI)卫星数据进行了方法测试和提取结果对比,分析了提取结果的不确定性;(2)利用MODIS、GOCI等卫星遥感数据,制作了2013-2015年共计57天的黄海浒苔绿潮漂移速度遥感监测产品,在此基础上,从空间分布以及日、月、年等不同时间尺度分析了漂移速度的时空分布特征;(3)结合黄海流场、风场数据,针对不同时段和区域,开展了黄海浒苔绿潮漂移驱动机制分析。主要研究结论如下:(1)本文提出的绿潮漂移速度卫星遥感提取方法具有较高的精度和普适性。基于MODIS和GOCI数据的测试结果表明,采用不同卫星数据源提取的浒苔绿潮漂移速度具有较好的一致性,相对偏差约17%。(2)黄海浒苔绿潮漂移速度(0.01-0.98 m/s,0.34±0.18 m/s)存在空间差异性,漂移速度的高值区(0.34-0.98 m/s,0.50±0.12 m/s,N=303)主要分布在121°E、35°N以南和以西海域(主要分布在30m以浅海域),漂移速度的低值区(0.01-0.34 m/s,0.21±0.08 m/s,N=379)主要分布在121°E、35°N以北和以东海域。(3)黄海浒苔绿潮漂移速度存在明显的时变特征:①基于一天8景GOCI影像(2014年6月28日)的个例研究发现,浒苔绿潮漂移速度的日变幅可达0.30m/s;②从不同月份的对比来看,5月下旬速度较小(均值0.23±0.17m/s,N=39),6月上旬显著增加(均值0.57±0.22 m/s,N=44),6月中旬到7月下旬在0.30 m/s附近波动;③从2013年到2015年,黄海浒苔漂移速度均值逐年递减(2013年:0.38±0.16 m/s,N=135;2014年:0.34±0.18 m/s,N=310;2015年0.30±0.17 m/s,N=235)。(4)海面风场和海表流场是黄海浒苔绿潮漂移的重要驱动因素,但漂移驱动机制存在时空差异性。①从时间上看,5-7月,黄海浒苔绿潮漂移速度的北向分量与风场、流场北向分量都具有相关性;浒苔绿潮漂移速度的东向分量在5月份与风场东向分量显著相关(r=0.34,N=35),在6月份与流场东向分量显著相关(r=0.32,N=230);②35°N以南海域,风场东向分量的影响主要体现在浒苔漂移速度东向分量上(r=0.79,N=48);35°N以北海域,风场北向分量与浒苔漂移速度北向分量有关(r=0.65,N=380);121°E以西,流场的北向分量与浒苔漂移速度北向分量的相关(r=0.30,N=74);121°E以东,风场北向分量与浒苔北向漂移速度分量相关(r=0.64,N=354)。
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