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_刘猛
黄河三角洲孤东近岸悬沙质量浓度变化和底沙再悬浮

黄河三角洲孤东近岸悬沙质量浓度变化和底沙再悬浮陈一强;陈沈良;马宗文;彭俊;刘锋【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2011(029)002【摘要】Based on the surficial suspended sediment concentration measured daily for one year, the tidal level measured hourly and the speed and direction of winds measured at a fix station located at Gudong in the Huanghe River Delta and combining with the data of the water and sediments entered into the sea from the Huanghe River, the variations of the suspended sediment concentration (SSC) and their dynamic mechanisms were studied by using linear regression and correlation analysis. The results indicate that the SSC in the Gudong nearshore area of the Huanghe River Delta shows distinctly a seasonal variation, thatis,higher in winter and lower in summer. Within a spring — neap tide circle, the concentration of the suspended sediments fluctuates jaggedly, which is different from those commonly observed during the springneap tide circle. Further analyses indicate that the seasonal variation of the SSC in the Gudong nearshore area is mainly controlled by the resuspension of bottom sediments caused by shoreward wind waves, rather by the water and sediments entered into the sea from the Huanghe River. The small tidal range, the weak tidal current and the low tidal dynamics are the main reasons for the jagged fluctuation of the SSC in theGudong nearshorearea.%根据黄河三角洲孤东潮位站1a的表层逐日悬沙质量浓度、逐时潮位和风速风向以及多年黄河入海水沙资料,采用线性回归和相关分析等统计方法,分析了孤东近岸悬沙质量浓度的变化规律及其动力机制.结果表明,黄河三角洲孤东近岸悬沙质量浓度具有明显的冬高夏低季节性变化,大小潮周期内悬沙质量浓度呈锯齿状波动,区别于常见的大潮高小潮低的变化规律.进一步分析认为,孤东近岸悬沙质量浓度季节变化是由向岸风浪引起的泥沙再悬浮过程控制,而非黄河入海水沙造成.潮差小,潮流弱,潮汐动力不足以掀动底沙,是造成悬沙质量浓度大小潮周期内变化规律特别的原因所在.【总页数】6页(P157-162)【作者】陈一强;陈沈良;马宗文;彭俊;刘锋【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;北京大学城市与环境学院,北京100871;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】P743.2【相关文献】1.潮流作用下洋山港水域悬沙和底沙的交换 [J], 陈沈良;李向阳;俞航;谷国传2.悬沙组分对再悬浮过程响应的初步研究--以长江口南槽口门为例 [J], 张一乙;杨旸;陈景东;徐海东;高建华;汪亚平3.金塘水道潮流—悬沙相关性及其与再悬浮作用的关系 [J], 高抒;张立人4.金塘水道的悬沙输运和再悬浮作用特征 [J], 李占海;高抒;沈焕庭5.长江口底沙再悬浮对重金属迁移的影响 [J], 成凌;程和琴;杜金洲;戴志军;江红;陈中原因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
辽河口悬浮泥沙时空变化特征及其动力因素分析

辽河口悬浮泥沙时空变化特征及其动力因素分析
赵学凯;郭凯元;周运浩;贾莉园;杨智博;张勤旭;张明亮
【期刊名称】《海洋学研究》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】基于2019—2020年HY-1C CZI的L2B级泥沙数据和同期气象、水文数据,应用空间分析和统计方法开展辽河口海域悬浮泥沙质量浓度的时空变化特征及其动力因素分析研究。
结果表明:潮汐是该海域悬浮泥沙日变化的主导因素,落潮期平均悬浮泥沙质量浓度高于涨潮期;径流对辽河口海域悬浮泥沙质量浓度影响的范围主要在近岸区域,一般不超过5 m等深线;当落潮流流向与风向相反时,浑浊带常横向扩展,而当落潮流流向与风向相同时,浑浊带则收缩在辽河口顶部;风速与悬浮泥沙质量浓度存在显著相关性,离岸越近,风对悬浮泥沙的作用越强烈,这可能与风、浪的协同作用有关;受潮流、径流和风浪的影响,8 m等深线内侧通常发育为最大浑浊带。
【总页数】11页(P36-46)
【作者】赵学凯;郭凯元;周运浩;贾莉园;杨智博;张勤旭;张明亮
【作者单位】大连海洋大学海洋科技与环境学院;辽宁省近海生态环境与灾害防护工程技术创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】P737.1
【相关文献】
1.基于GF-4卫星反演的珠江口水体表层悬浮泥沙时空变化特征
2.基于GEE的黄河口表层悬浮泥沙浓度时空分布及其影响因素分析
3.珠江河口悬浮物中重金属时空变化特征及其影响因素
4.基于信息分析理论的珠江河口及深圳湾悬浮泥沙时空变化分析
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杭州湾北岸现代潮滩沉积物粒度特征及其对古海平面的指示意义

杭州湾北岸现代潮滩沉积物粒度特征及其对古海平面的指示意义战庆;赵宝成;陈昆钰;史玉金;王寒梅【期刊名称】《地质通报》【年(卷),期】2024(43)4【摘要】对杭州湾北岸3处现代潮滩沉积物进行高精度粒度分析,查找研究区潮滩不同微相的粒度特征和差异,提取基于粒度分析的潮滩微相识别敏感指标,并将其应用到该区域的全新世钻孔潮滩沉积物中,识别钻孔潮滩沉积微相,据此建立研究区全新世早期的海平面曲线。
研究表明:杭州湾北岸现代高潮滩盐沼沉积物粘土含量明显高于高潮滩下部和中潮滩,而砂含量与之相反;高潮滩盐沼平均粒径等粒度参数明显小于中、高潮滩的粒度参数;盐沼沉积物粒度频率曲线峰态宽缓,明显区别于高潮滩下部和中潮滩。
上述现代潮滩微相粒度敏感指标可成功应用到钻孔潮滩沉积微相划分中,并建立了该区域全新世早期海平面曲线。
曲线显示,9700~8700 cal a BP 期间海平面上升约11.6 m,海平面上升速率可达1.2 cm/a。
现代潮滩不同位置沉积物粒度参数的规律性差异可作为潮滩微相识别的有效指标,为古潮滩沉积微相识别和古海平面重建提供参考依据。
【总页数】11页(P516-526)【作者】战庆;赵宝成;陈昆钰;史玉金;王寒梅【作者单位】上海市地质调查研究院;自然资源部地面沉降监测与防治重点实验室;上海地面沉降控制工程技术研究中心;上海中学国际部【正文语种】中文【中图分类】P53;P736.2【相关文献】1.杭州湾北岸芦潮港潮滩沉积物磁性特征的年际变化及其粒度控制2.潮滩表层沉积物磁性特征的季节性变化及其对沉积动力作用的响应:以杭州湾北岸为例3.杭州湾北岸水下岸坡微地貌特征及其海床侵蚀指示意义4.杭州湾北岸潮滩沉积物粒度的时间变化及其沉积动力学意义5.杭州湾北岸潮滩沉积物化学元素分布特征因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
径流、潮流和风浪共同作用下近岸悬沙浓度变化的周期性探讨——以杭州湾和长江口交汇处的南汇嘴为例

收 稿 日 期 2 0 — — 9 0 7032
资助 项 目 : 国家 自然 科 学 基 金 项 目—— 长 江 来 沙 锐 减 背景 下 河 口 口 门 区 冲淤 调 整 的 初 步 研 究 (0 7 03 ; 育 部 长 江 学 者 和 创 新 团 队 4564)教 发 展 计 划 项 目—— 高 浊 度 边 缘海 生 物地 球 化 学 过 程 ( C I 0 2 ) 国家 重 大 基 础 研 究 发 展 规划 项 目— — 长时 间 尺度 河 口近 P SRT 4 7 ;
岸 环 境演 变 及其 对 河 口过 程 的 响 应 ( 0 2 B 1 4 7 20C 420)
作者简介 : 郜 昂 ( 9 9)男 , 南 长 垣 人 , 士 研 究 生 , 要从 事海 岸 带 地 貌 变 化 的 相 关 研 究 , 17 , 河 博 主
*通 讯 作 者 , - i:la g s lc e n , d . n E ma s n @ k e. c u e u c l y
通 站 的 月 均 流 量 呈 显 著 负 相 关 , 其 与 流 量 滞 后 1 尤 9d的 相 关 性 最 好 。研 究 区 日悬 沙 浓 度 变 化 主 要 为 大 、 潮 和 季 小
节 性 周 期 变 化 , 者 受 潮 动力 引起 的 泥 沙 沉 降一 再 悬 浮 控 制 , 者 受径 流 冲 淡 作 用 、 平 面 高 度 、 差 、 况 的 季 节 前 后 海 潮 风 性变化控制。 关 键 词 : 沙 浓度 ( S ; 州 湾 ; 波 分 析 ; 关 分 析 悬 S C) 杭 小 相 中 图 分 类 号 :7 4 3 P 4 . 文献标识码 : A 文 章 编 号 :6 16 4 ( 0 8 0 — 0 40 1 7 — 6 7 2 0 ) 10 4 — 7
杭州湾口北部的表层沉积物粒度分布和动力沉积作用研究

杭州湾口北部的表层沉积物粒度分布和动力沉积作用研究刘阿成
【期刊名称】《海洋通报》
【年(卷),期】2002(021)001
【摘要】在杭州湾口北部海区以1 km的网格间距采集了621个表层沉积物样品.粒度分析表明,粉砂和粘土为主的细颗粒沉积类型占90%强,主要分布在开阔海区;细砂为主的沉积类型占近10%,集中在岛屿附近.按颗粒质量百分数,细砂粒组占约10%,粉砂占60%,粘土占30%.表层沉积物中的砂主要来源于岛峡下的晚更新世陆相砂砾的侵蚀产物;粘土来自长江输沙;粉砂主要来源于长江输沙,但东南部海区明显受外海来沙的影响,含量增加约10%.
【总页数】8页(P49-56)
【作者】刘阿成
【作者单位】国家海洋局东海临测中心,上海,200137
【正文语种】中文
【中图分类】P714.6
【相关文献】
1.九龙江口一厦门湾海域表层沉积物粒度分布特征及其动力响应 [J], 左书华;韩志远;赵洪波;杨华
2.北部湾表层沉积物粒度分布规律及沉积动力分区 [J], 肖晓;石要红;冯秀丽;徐元芹
3.辽东湾西岸典型岬湾海滩表层沉积物粒度分布特征及水动力条件浅析 [J], 刘世
昊;丰爱平;夏东兴;杜军;胡维芬;李平;张志卫
4.烟台套子湾海域表层沉积物粒度分布特征及其动力响应 [J], 左书华;韩志远;许婷
5.山东半岛东北部海底表层沉积物粒度分布特征和沉积作用研究 [J], 孔祥淮;刘健;李巍然;王淑利
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杭州湾淤泥质海岸岸线变化及其动态模拟

杭州湾淤泥质海岸岸线变化及其动态模拟施伟勇;戴志军;谢华亮;张小玲【摘要】The measured data from a muddy coast segment located from the Nanzhu Harbor to Longquan in the northern coast area of the Hangzhou bay were analyzed statistically. The shoreline change and its influencing factors as well as associated dynamic simulation in the muddy coast segment were discussed. The results show that the beach of the muddy coast segment has been being in an erosion state in recent 10 years due to the decreasing in the incoming sediments from the Yangtze River and the moving of erosion/ accretion waves from east to west. This will cause the whole shoreline in the area studied to retreat. Moreover, due to the action of seasonal wave climate, the beach of the muddy coast segment is in a silting state in winter half year and an eroding state in summer half year. As a result, the shoreline is pushed seaward in winter half year and retreated landward in summer half year. However, some parts of the shoreline may be retreated landward in winter half year and advanced seaward in summer half year because of the impacts of local engineering actions. As to the prediction of shoreline changes, it is possible to use the BF neural network mode with input vectors of - 3 m and -8m isobaths.%通过对杭州湾北岸南竹港龙泉岸段实测岸滩断面资料的统计分析,进而对淤泥质海岸岸线变化、影响因素及其动态模拟预报进行探讨.结果表明:因长江来沙减少以及侵蚀/淤积波自东向西移动,导致近10 a来该岸段岸滩处于侵蚀状态,其中岸线整体后退;因季节性的波侯作用,岸滩具有冬淤夏冲的特征,岸线则表现为冬涨夏退,因局部工程作用影响的岸线则具有冬退夏涨的特征.此外,基于-3m和-8m等深线构建的径向基函数神经网络模型预报岸线的变化是可行的.【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2012(030)001【总页数】9页(P36-44)【关键词】岸线变化;淤泥质海岸;动态模拟;杭州湾北岸【作者】施伟勇;戴志军;谢华亮;张小玲【作者单位】国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州 310012;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】P737岸线变化是海岸演变和海岸带集成管理的核心研究内容[1-2]。
杭州湾海域水体悬沙粒度统计分析

注: 表中数据是各断面根据该断面上所有测站在大、中、小潮的涨急、落急、高平、低平 4 个潮时, 表、中、底 3 层不同粒级的出现频率计算 ( 算术平均) 得到的。
6. 1% 。 中潮期间, 粒径为 4. 00~20. 20 Lm 的悬沙, 其出现频率则以乍浦断面为多, 占 78. 2% ,
澉浦与金山断面相当, 分别占 76. 4% 和 75. 1% , 粒径大于 20. 20 Lm 的悬沙从澉浦断面的 8. 6% 减小到金山断面的 5. 3% 。
图 1 杭州湾原型水文观测测站分布示意图
2 样品来源及处理方法
样品来自 2000 年 9 月在杭州 湾进行的原型水文泥沙观测所获取的 648 个悬沙粒度样品, 其中澉浦断面的样品为 144 个, 乍浦断面的样品为 288 个, 金山断面的样品为 216 个。
X 收稿日期: 2002-07-18 作者简介: 茹荣忠 ( 1949- ) , 男, 广东新会市人, 高级工程师, 主要从事工程水文的研究。
小潮期间, 粒径为 4. 00~20. 20 Lm 的悬沙, 在澉浦断面、乍浦断面和金山断面出现频 率分别为 75. 3% 、73. 9% 和 73. 7% , 粒径大于 20. 20 Lm 的悬沙, 出现频率则从澉浦断面 的 10. 2% 下降到金山断面的 5. 4% ( 见表 1) 。
3. 3 悬沙粒径的垂向变化
底层 1. 0 1. 8 5. 5 6. 4 10. 4 11. 0 10. 7 9. 8 9. 4 9. 5 9. 0 7. 6 4. 6 1. 9 0. 5 0. 2
·16·
东 海 海 洋
20 卷 4 期
深度的增加而增大, 表层的出现频率在 5. 1% ~7. 5% , 底层增大到 7. 2% ~12. 7% 。粒径 小于 4. 00 Lm 的悬沙, 其出现频率则随水深的增加而变小, 表层为 16. 9% ~18. 5% , 底层 减小到 11. 7% ~14. 7% 。
静止水色卫星GOCI及其应用进展

【综述】静止水色卫星GOCI 及其应用进展李冠男1,2 ,祥1,王新新1,2 ,孙广轮1,王林2 ,王( 1.大连海事大学环境科学与工程学院,辽宁大连116026; 2.国家海洋环境监测中心,辽宁大连116023)摘要: 海洋水色遥感技术是新兴的探测技术,能够通过遥感平台上搭载的探测器对海表水色信息进行探测进而获取海洋信息。
随着极地轨道卫星发展逐渐成熟,地球静止卫星也进入了发展阶段,开启了水色遥感技术的新时期。
本文基于地球同步卫星的优势特点,着重总结了第一颗地球静止水色卫星GOCI( geo-stationary ocean color imager) 的主要参数信息及标准水色算法,同时对各算法的应用范围、计算公式及各方法的联系进行了简要的介绍,并针对其实际应用进行了讨论,验证了GOCI 数据的实用性,最后指出了GOCI 在目前研究过程中存在的问题,并对第二代地球同步遥感器进行简要论述,以期为海洋探测研究提供更多的技术支持。
关键词: 静止水色卫星; 传感器; 参数信息; 算法; 实际应用中图分类号: X87文献标识码: A文章编号: 1007-6336( 2014) 06-0966-06DOI:10.13634/ki.mes.2014.06.026Geostationary ocean color imager and application progressLI Guan-nan1,2 , WANG-Lin2 , WANG-Xiang1,2 ,WANG Xin-xin1,2 , SUN Guang-lun1,2( 1.College of Environmental Science and Engineering,Dalian Maritime University,Dalian 116026,China; 2.National Marine Envi-ronmental Monitoring Center,Dalian 116023,China)Abstract: Ocean color technology is a new exploration technology; sensors obtain the information by detecting ocean surface. With development gradually mature of polar orbiting satellite,the geostationary satellite has entered the stage of development,which starting the new period of ocean color remote sensing technology. Based on the advantage char-acteristics of geostationary satellites,this paper emphatically summarized the main parameter information and ocean color algorithms of GOCI as the first geostationary ocean color remote sensors,briefly introduced the application ran-ges,calculation formula of ocean color algorithms and the linkages of the algorithms,discussed the practical applica-tions,and verify the availability of GOCI data. Finally,the paper pointed out the problems in the research process,and briefly discussed the second-generation geostationary remote sensors.Wishes to provide more technical supports for ocean exploration researchKey w ords: geostationary ocean color imager; sensors; parameter information; algorithm; practical applicationsⅡ类水体是水色遥感研究中的重点和难点,水体受浮游植物、悬浮物和黄色物质共同影响,水体集中于受人类活动影响较大的河口及近岸地区,与人类活动息息相关[1-2]。
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泥沙研究2013年2月Journal of Sediment Research第1期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刘猛,沈芳,葛建忠,孔亚珍(华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062)摘要:利用静止轨道水色遥感卫星GOCI的一天多景数据,采用基于半经验辐射传输模型(SERT),反演获得杭州湾海区悬浮泥沙浓度的时空分布;结合三维无结构三角形网格的有限体积海洋数值模型(FVCOM),模拟卫星成像时刻杭州湾水位、潮流分布状况。
综合分析结果表明:潮流变化是该海区在涨落潮、大小潮悬沙分布变化的主要影响因素;风浪作用导致杭州湾海域悬沙浓度枯季明显大于洪季。
关键词:静止轨道卫星;悬浮泥沙;动态变化;海洋数值模拟;杭州湾中图分类号:TV148.5文献标识码:A文章编号:0468-155X(2013)01-0007-071引言杭州湾位于浙江省北部,港口航道、滩涂及水产资源丰富。
上海、宁波等经济开发区环绕南北,经济开发利用价值巨大[1]。
杭州湾地形特殊,具有潮大、流急、含沙量高等特点,而高浓度含沙水体对港口影响巨大。
因此,掌握杭州湾海区悬浮泥沙的变化规律,无疑对海区以后的工程决策、区域地形演变、沉积侵蚀速率有着重要意义[2]。
多年以来,为了更加深入地了解杭州湾悬浮泥沙运动规律,很多学者以站点实测资料为基础,探讨了该海域悬沙变化问题。
陈吉余等[3,4]依托长江口南汇嘴的实测泥沙和流速资料,分析了长江口到杭州湾的泥沙输移途径;针对杭州湾内浅滩、岛屿等的泥沙变化规律其他学者也进行了分析[5-8]。
然而基于测船的实地调查,获得的数据比较离散,很难了解整个湾内的悬浮泥沙分布及变化全貌。
由于卫星遥感具有覆盖面积大、多次重访的特点,有利于探测海域悬浮泥沙的连续分布和变化。
早期,陈夏法[1]利用NOAA卫星影像对杭州湾悬浮泥沙进行了多实相的遥感分析;陈鸣等[9]利用Landsat和NOAA遥感资料联合监测了杭州湾的悬浮泥沙。
21世纪以来,更多学者采用了Sea-WiFS、MODIS、MERIS海洋水色卫星数据观测杭州湾悬浮泥沙的分布[2,10,11]。
然而受卫星重访周期的限制,极轨卫星遥感反演最多只能获得每天某一时刻的悬沙分布,无法获得一个潮周期时间内悬沙分布的变化过程。
由于潮周期内的流速变化和水位变化是杭州湾悬浮泥沙浓度变化的主要影响因素[12],故结合连续时刻的悬沙遥感反演及卫星成像时刻海区的潮流情况,可为杭州湾海区悬浮泥沙分布及变化规律的揭示开辟一个新的途径。
本文收集了覆盖杭州湾海区每小时重访的静止轨道水色卫星数据GOCI,利用Shen等[13]半经验辐射传输模型(SERT)反演杭州湾海域悬浮泥沙浓度;同时采用基于有限体积海洋数值模型FVCOM,模拟了卫星成像时刻前后的杭州湾海域的潮流分布,综合分析了杭州湾海域悬沙的浓度随不同潮情和季节的变异特性。
收稿日期:2012-09-07基金项目:海洋公益性科研专项(200905001-9);国家自然科学基金项目(50939003,41271375);高等学校博士学科点专项科研基金(20120076110009);河口海岸学国家重点实验室科研业务项目(2012KYYW02,2011RCDW03)作者简介:刘猛(1989-),男,江苏徐州人,硕士研究生,主要从事海岸带遥感及地理信息系统研究。
E-mail:liumeng_824@126.com通讯作者:沈芳。
E-mail:fshen@sklec.ecnu.edu.cn72研究区域杭州湾是一典型喇叭型强潮河口,基本呈东西走向,全长85km,湾口连线(芦潮港—镇海)宽98.5km,湾顶连线(澉浦—西山)宽19.4km,海湾水域面积4800km2。
杭州湾口至湾顶乍浦海底地形平坦,平均水深8 10m,北部沿岸有一长度约为60km的深槽,其水深一般为10 15m,局部地区水深达20 40m[8]。
杭州湾海区潮汐运动的基本能量来自西北太平洋,且以M分潮起支配作用,潮汛性质属2于非正规半日潮。
平均落潮历时略大于涨潮历时,从湾口芦潮港到湾顶澉浦,平均潮差从3.21m逐渐增大到5.57m[14]。
图1中为模拟得到的2011年4月5日0:00-13:00的流速、流向的逐时过程图。
如图1所示,湾内涨落潮流为往复流性质,但涨落潮方向南北有所差别。
在湾内中部和南部地区,涨落潮流向基本呈NW-SE方向。
在湾顶位置,出自钱塘江河口的落潮流,大部分过庵东浅滩转向东南,小部分沿杭州湾北岸深槽向东北流向湾口,在金山沿岸附近变为正东向,最后在长江口落潮流的影响下转向东南。
海区内涨潮流方向基本上与落潮流相反。
图1杭州湾及模拟4月5日部分站位表层的流速、流向逐时过程线图Fig.1Surface current velocities and directions at stations in Hangzhou Bay on April5,20113数据与方法3.1GOCI数据GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)传感器搭载于由韩国2010年7月发射的世界上第一颗地球静止轨道水色卫星CMOS(Communication Ocean and Meteorological Satellite)。
传感器设计地面分辨率500m,可实现以36ʎN和130ʎE为中心、2500km刈幅、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)。
白天的成像时间从地方时8:00-15:00每小时一次。
表1列出了传感器其他部分信息。
表1GOCI传感器数据特性Table1Characteristics of GOCI sensor波段12345678中心波长/nm412443490555660680745865波段带宽/nm2020202020102040最大海洋辐亮度/(W/(m2·um·sr))150.0145.8115.585.258.346.2 3.023.4本文收集了2011年4月5日、12日和8月19日的时间覆盖为太阳高度角适中的9:00-14:00六个时刻共18景GOCI影像数据进行悬沙浓度的遥感反演。
所选卫星影像成像时刻的潮流条件包括了涨潮和落潮,时间分布覆盖了洪、枯季。
3.2方法3.2.1悬浮泥沙浓度的反演方法8本文采用基于半经验辐射传输模型(SERT )的悬浮泥沙遥感反演模型[13],其表达式如下R rs =(αβC ss )/(1+βC ss +1+2βC 槡ss )(1)其中R rs 为遥感反射率(也称离水辐射反射率),C ss 为悬浮泥沙浓度,α、β为经验参数。
考虑到宽范围悬沙浓度(如0.020 2.5g /L )下可能出现的遥感反射率饱和,Shen 等[13]通过敏感性分析提出了多波段转换的反演方案,提出较低悬沙浓度(如<0.020g /L )下R rs (555)敏感度较高,中等悬沙浓度(如<0.20g /L )下R rs (660)敏感相对较高,R rs (745)可反演高悬沙浓度(>0.20g /L ),以提高宽范围悬沙浓度的反演精度。
GOCI 的3个波段555nm 、660nm 、745nm 转换参数见表2。
表2GOCI 选用波段在SERT 模型中的α、β值Table 2Two parameters of SERT model at candidate GOCI bands波段/nm555660745α0.0480.07210.0982β43.841616.97542.50523.2.2杭州湾潮流的数值模拟杭州湾海区岛屿众多,岸线复杂多变,岛屿岸线对水流方向起到十分重要的诱导作用。
根据实测资料,湾内岛屿间水流垂向变化明显,存在明显的三维特征,杭州湾海区独特的地形和水动力特性对数值模拟方法的选择提出了要求。
本文采用三维无结构三角形网格有限体积的河口近海数值模式FVCOM (Finite Volume Coastal Ocean Model ),模拟杭州湾海区对应卫星成像时刻的水位和潮流分布图。
FV-COM 应用在杭州湾海域有两个优点:(1)计算网格为无结构的三角形网格,可以准确的拟合杭州湾区域多岛屿、多汊道地区的岸线;(2)三维模式,可模拟流速的垂向变化,模型验证详见参考文献[15]。
4结果利用SERT 模型反演得到了2011年4月5日、4月12日和8月19日杭州湾海区表层悬浮泥沙浓度。
限于篇幅,文中只列出了表示4月5日9:00-14:006个时刻的表层悬沙浓度反演结果和对应时刻的表层流场分布(图2);4月12日、8月19日当日10:00的表层悬沙浓度反演结果(图3)。
5高时间频率悬浮泥沙浓度的时空分布变化5.1悬浮泥沙浓度的潮流周期性变化5.1.1悬浮泥沙随涨、落潮的变化杭州湾海区含沙量随涨落潮流的变化显著。
如图2所示,杭州湾海区含沙量分布由北向南逐渐增加,且在湾口北部和庵东滩地前缘海区存在两个明显的高含沙量区。
这与杭州湾涨落潮流流路基本吻合。
在4月5日9:00-14:00期间,杭州湾湾内整体处于大潮涨潮中期到落潮初期阶段,如图2中潮流部分所示,由于湾口南部舟山岛屿的层层阻隔,杭州湾北部作为涨潮流的主要通道,水位抬升过程明显快于南岸。
经南汇嘴进入杭州湾北岸水域的长江下泄泥沙[4,16-18],受NW 向涨潮流的顶托沿杭州湾北岸向湾顶输运。
落潮时,钱塘江落潮流大部沿南岸而出,在庵东浅滩前缘,水流辐散,在潮流和风浪作用下,平均含沙量达到2.5g /L ,而后在偏南落潮流的作用下向湾口运移。
用反演得到的每个时刻的悬沙浓度减去上个时刻的反演结果,可得到不同时刻间整个杭州湾海域的悬沙净变情况。
在4月5日的结果中,有一明显的净增水团在靠近杭州湾北岸边向湾顶位置移动。
在4月12日的结果中,随着落潮流的不断增大,杭州湾南岸悬沙浓度不断增加。
这形成了杭州湾悬沙类似于“ ”形的北进南出的基本格局。
涨落潮流流路主要影响了杭州湾泥沙的整体运移趋势,而涨落潮流速的变化控制了悬沙浓度的变化趋势。
如在4月5日的反演结果中,在图1中湾口P5点位置,当涨潮流速由1.47m /s 降到0.42m /s 时,对应的悬沙浓度从1.66g /L 减小到0.72g /L 。
湾顶P13点位置,涨潮流速由1.64m /s 下降到0.68m /s 时,悬沙浓度从2.64g /L 降低到1.24g /L ;在4月12日的反演结果中,在P5点,当落潮流速从0.55m /s 增加到0.9m /s 时,悬沙浓度从0.117g /L 增加到0.226g /L ;湾顶P13点,当落潮流速从0.53m /s 增加到1.05m /s 时,悬沙浓度从0.106g /L 增加到0.293g /L 。