1 中南大学土木工程学院，长沙 410075高速铁路建造技术国家工程研究中心，长沙 410075
2 山东中建城市发展有限公司，济南 250014
3 东南沿海铁路福建有限责任公司，福州 350013
4 中国铁路南昌局集团有限公司，南昌 330002
盐雾湿润-干燥循环作用下，处于潮汐区、浪溅区、大气区等近海地区的海工混凝土耐久性加速劣化，内部钢筋锈蚀风险增高。考虑配合比、干湿比和暴露时间等参数影响，基于盐雾湿润-干燥循环试验，结合分层磨粉-电位滴定的测试方法，对近海环境水泥基材料中氯离子扩散规律展开研究。结果表明：盐雾湿润-干燥循环作用下，砂浆内氯离子的沉积与传输主要受干湿比、水胶比和暴露时间等影响，其中，水胶比的影响最为显著，干湿比对其影响较小。氯离子峰值浓度Cmax与有效扩散系数Deff随着砂浆水胶比的增大而增加。提高粉煤灰掺量、增加干湿循环次数后，Cmax呈现典型先增高后降低的趋势。随着暴露时间的延长，Deff减小；随着粉煤灰掺量的增加，Deff先增后减。选用较低水胶比混凝土，引入粉煤灰可有效延缓氯离子的侵蚀速率，进而提升结构的耐久性能。
近海地区 干湿循环 氯离子传输 有效扩散系数 耐久性 offshore wet-dry cycle chloride transport effective diffusion coefficient durability
1 南京信息工程大学江苏省大气海洋光电探测重点实验室，江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏 南京 210044
实验应用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）对近海海水中的条斑紫菜进行元素探测。条斑紫菜的光谱表明紫菜中含有Ca、Mg、Mn、Fe、K、P、Na、Zn、Cu、Sr、Si、O、C等元素。为讨论将条斑紫菜作为重金属污染标记物来反映近海海水受污染程度的可行性，制备了4种不同浓度的铅溶液来模拟受污染的近海海水，并将新鲜的条斑紫菜样品浸泡在溶液中。利用LIBS得到这些被污染紫菜的光谱后，采用内标法对其进行定量分析，通过拟合得到校正曲线。为确认定量工作的准确性，计算了实验中等离子体温度和电子数密度，并验证了实验环境满足局域热力学平衡状态。对条斑紫菜光谱中观察到的碳氮（CN）分子带进行了模拟，获得CN分子的两个重要参数，即振动温度和转动温度。最后比较并简要讨论了振动温度、转动温度和等离子体温度。结果验证了LIBS应用于近海污水检测领域的可行性。
光谱学 激光诱导击穿光谱 条斑紫菜 近海海水 重金属 局域热力学平衡 CN自由基 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1030001
1 南京信息工程大学海洋科学学院, 江苏 南京 210044
2 江苏省海洋环境探测工程技术研究中心, 江苏 南京 210044
3 国家海洋信息中心, 天津 300171
基于2016—2018年渤海、黄海和东海7个航次中采集的实测遥感反射率和浮游植物色素浓度数据,利用静止海洋水色成像仪(GOCI)遥感反射率产品建立中国近海水体中总叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素c、光保护类胡萝卜素和光合有效类胡萝卜素浓度的反演模型,并进一步得到2014—2018年渤海、黄海和东海各色素浓度分布图。研究结果显示:采用遥感反射率波段组合建立的反演模型可实现色素浓度的定量反演,建立的模型反演精度较高(R2>0.72)。由卫星反演结果可以看出,浮游植物色素浓度整体呈由近岸向离岸水域递减的趋势,并存在显著的季节变化特征。本文建立的浮游植物色素浓度反演模型,可为深入认识我国近海水体浮游植物种群结构及时空变化规律提供方法支撑。
海洋光学 叶绿素 类胡萝卜素 遥感反演 GOCI 时空分布 近海水体
胶州湾位于山东半岛南部, 是黄海西部的一个半封闭海湾, 是北温带海湾生态系统的重要代表。 由于水体交换能力不足, 容纳的污染物总量较大, 胶州湾及青岛近海水体富营养化问题突出, 对其水质进行实时有效监测意义重大。 2014年8月和2015年10月在胶州湾及青岛近海进行了两次海洋光学现场实验, 测量海水固有光学性质。 利用高光谱吸收衰减仪ac-s测量了海水吸收系数和衰减系数光谱剖面, 并计算了海水散射系数光谱剖面; 利用后向散射仪BB9(2014年航次)和HS6(2015年航次)测量了海水后向散射系数光谱剖面, 并计算了水中颗粒物的后向散射比。 利用现场测量数据, 建立了悬浮粒子散射系数和后向散射系数光谱模型, 以及532 nm处后向散射系数与散射系数的关系模型。 利用后向散射比提供的粒子折射率信息分析了胶州湾及青岛近海海域的粒子组成及其空间分布情况。 最后分析了悬浮粒子散射特性与浓度SPM的关系。 研究结果表明: 胶州湾内的散射系数bp和后向散射系数bbp值普遍高于青岛近海, 并且胶州湾内越靠近岸边的站位, 其值越大, 胶州湾内站位的散射系数bp光谱斜率(m=0.56)较青岛近海站位大(m=0.44); 胶州湾及青岛近海海域的粒子后向散射系数和散射系数之间存在幂指数回归关系; 研究海域的粒子折射率在1.097~1.197之间, 粒子组成以无机矿物粒子为主, 两次现场实验的结果表明湾口站位(JZ1, QD1和QD7)的折射率变化不大。 选取从湾内经湾口到青岛近海的站位组成断面, 分析这些站位粒子折射率np的分布发现, 湾内从近岸(JZ9)到湾口(JZ1), 粒子折射率逐渐增大, 湾内粒子无机成分更多; 青岛近海离岸越远(QD7—QD5), 粒子折射率逐渐减小, 有机粒子的成分增加。 JZ6站位为靠近胶州湾大桥的站位点, 粒子折射率明显小于大桥两边的站位。 后向散射系数与SPM浓度之间存在线性回归和幂指数回归关系, 但幂指数回归结果优于线性回归结果。
二类水体 海洋水色遥感 散射特性 粒子分类 胶州湾及青岛近海 Case Ⅱ waters Remote sensing of ocean color Scattering characteristics Particle classifications Jiaozhou Bay and Qingdao coastal area 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3102
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于T矩阵散射理论,以中分辨率成像光谱仪(MODIS)海洋气溶胶模型细模态M4和粗模态M9为例,模拟计算了不同纵横轴比椭球形状以及等概率纵横轴比椭球形状分布的非球形粒子单次散射特性。与球形粒子进行比较,发现非球形性对细模态粒子具有起偏作用,而对粗模态粒子具有退偏作用。利用机载大气多角度偏振辐射计(AMPR)的近海海域航飞遥感数据,进行了非球形粒子和球形粒子气溶胶光学厚度的反演实验。反演结果表明,基于非球形模式得到的气溶胶光学厚度与地面太阳辐射计(Cimel,CE318)测量结果一致性较好,相对均方误差在0.1以内。
大气光学 非球形 光学厚度 偏振反演 近海 遥感 光学学报
2018, 38(12): 1201001
受陆源物质的输入、海底地形、季节性海流等多因素影响, 中国近海水体的光学特性复杂, 且部分要素有着明显的区域性和季节性的变化特点。利用“我国近海海洋综合调查与评价专项”中的光学调查资料, 给出了以表观光学特性为主的中国近海水体分类的结果, 分析了中国近海典型海区表观光学特性的主要要素的季节性和区域性的变化特点及其成因。
海洋光学 中国近海 表观光学特性 ocean optics Chinese offshore apparent optical properties
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所光学遥感中心，安徽 合肥 230031
2 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室， 安徽 合肥 230031
3 阜阳师范学院物理系，安徽 阜阳 236041
提出了基于中分辨率成像光谱仪（MODIS）数据反演近海污染大气气溶胶光学性质的算法。根据近海污染大气气溶胶的成分特征构建了新的气溶胶模式；同时避开了MODIS反演算法中计算大气顶光谱反射率理论的缺陷；利用近红外光谱数据降低了近岸二类水体离水辐射的影响，并通过光谱匹配技术实现了近海污染大气气溶胶光学性质的反演。利用气溶胶自动观测网 (AERONET) 的近海站点数据对算法进行了验证。结果表明，超过2/3的反演结果落在误差范围内，反演结果达到了大洋的反演精度。
大气光学 中分辨率成像光谱仪(MODIS) 近海污染大气 气溶胶光学厚度 激光与光电子学进展
2011, 48(6): 060101
1 海军大连舰艇学院 军事海洋系,辽宁 大连 116018
2 东海舰队司令部航保处,浙江 宁波 315000
利用2002-2008年间在我国渤海葫芦岛、东海平潭岛、东山岛以及南海的永兴岛等海域开展的海上试验观测数据,通过Bulk通量算法与射线程序统计分析了特征高度、折射率结构常数(C2n)等物理量以及光电系统相关传播参数的累积概率特征。东山岛海域特征高度大于零的情况占到90%以上,高C2n的情况(C2n>10-14)出现概率约为50%,明显高于平潭岛、永兴岛,而葫芦岛试验中由于负折射导致的视距缩短大于4 km的概率接近50%。东山岛和葫芦岛受到较强的湍流影响,相干长度小于15 cm的概率分别为60%和40%。其统计结果和分析方法可为海上光电系统试验环境保障提供信息支持。
大气光学 大气折射 光学湍流 统计分析 近海
1 安徽师范大学物理与电子信息学院, 安徽 芜湖 241000
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所遥感室, 安徽 合肥 230031
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
针对中国近海海域的水体大多是混浊水体和其上空有较多吸收性气溶胶的情况, 提出了适合反演该区域上空气溶胶光学特性的新算法。该算法利用多个查找表和基于经验得到下垫面为等效干净水体的晴空图像, 采用插值方法实现了对中国近海海域上空气溶胶光学特性的反演。经过在东山岛地区同地面同步观测多次实验对比, 结果发现该算法可行且具有较高的精度; 并以渤海湾地区为例, 进行了初步的反演应用研究。该算法不仅能为我国海洋和风云系列卫星资料的大气校正研究提供相关的技术基础, 还可以直接利用刚发射的FY-3卫星上的CMODIS数据来反演近海海域的气溶胶光学特性。
大气光学 MODIS图像 气溶胶 反演 混浊水体 近海
