1 南海 MODIS 葉綠素 a 時空變化分析 一 實驗目的 1 了解 MODIS 數據 2 掌握南海 MODIS 葉綠素 a 月平均影像合成的基本步驟 已完成 3 展示南海 MODIS 葉綠素 a 的時空變化圖 并對葉綠素進行分級劃分 二 實驗要求 1 對 MODIS 葉綠素 a 進行分級處理 2 分析其葉綠素 a 的變化規律及其變化的原因 三 實驗數據 南海北部 17 N 24 N 109 E 121 E MODIS Level 2 級葉綠素 a 產品 時間為近十年月 平均葉綠素數據 即 1 月份 12 月份 四 實習步驟 1 用 ARCGIS 將每一個月份的圖制作出來 2 用其它較件 如 ppt 畫圖 Photoshop 軟件將 12 個子圖拼接起來 1 12 月份的葉綠素時空分布 要求每一個月份的圖例是一致 分級數據根據實際需要確定 本圖僅供參考 級別在 3 7 級別 3 各級別面積百分比進行統計 2 1 右出 Lay property 打開分類屬性表 圖 分類屬性圖 b 打開 Classify 3 點擊右側分類端點 得到這一級別的像元素 433030 該級別的面積百分比為 433030 467444 也可嘗試別的方法 對每一級別葉綠素 a 的面積在區域總面積百份比進行統計 五 實習作業 1 1 12 月份的葉綠素時空分布圖 各級別面積百分比統計表格 2 描述近十年葉綠素 a 月平均變化規律 即時間變化規律和空間變化規律 3 分析其時空變化規律的原因 可在數字圖書查找一些文獻 要求 條理清楚 圖文并 茂 字數 1500 2000 字左右 對于原因解釋附上參考文獻 時空變化規律分析正文 冬季 南海較低的海表溫度為浮游植物提供了一個適宜生長繁衍的溫度環境 陳楚群等 2001 同時受東南季風的影響 沿岸海流 氣旋環流和南海暖流的作用 李立等 1989 參考文獻格式 陳楚群 施平 毛慶文 2001 南海葉綠素濃度分布特征的衛星遙感分析 熱帶海洋學報 20 2 66 70 李小斌 陳楚群 施平 等 2006 南海 1998 2002 年初級生產力的遙感估算及其時空演化機制 熱帶海洋 學報 25 3 57 62 Sirjacobs D Alvera Azc rate A Barth A et al 2011 Cloud filling of ocean colour and sea surface te mperature remote sensing products over the Southern North Sea by the Data Interpolating Empirical Orthogonal Functions methodology Journal of Sea Research 65 1 114 130 4 南海南海 MODIS 葉綠素葉綠素 a 時空變化分析時空變化分析 五 實習作業五 實習作業 1 1 12 月份的葉綠素時空分布圖 各級別面積百分比統計表格 月份的葉綠素時空分布圖 各級別面積百分比統計表格 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 5 九月 十月 十一月 十二月 3 1 2 描述近十年葉綠素描述近十年葉綠素 a 月平均變化規律 即時間變化規律和空間變化規律 月平均變化規律 即時間變化規律和空間變化規律 從近十年葉綠素 a 月平均分布圖和個級別面積百分比統計表中可以分析得出以下結論 a 葉綠素含量在 0 05 0 5范圍內的地區占統計地區的絕大部分 且在 12 個月份 3 都是如此 b 一年內隨時間的變化 葉綠素范圍在0 5的地區變化不大 3 c 一年內 從整個區域看 從一月份開始葉綠素含量降低 五月份最低 九月份后葉綠 素含量開始回升 一月份達到最高 d 從空間上看 在所在南海研究區域內 西北角一條狹長的區域和東北角一塊區域葉綠 6 素含量是整個區域內最高的地方 其他區域葉綠素含量較均勻 e 在北緯 20 7 度 東經 116 8 度附近一個近圓形的區域整年葉綠素含量都較高 受季節 影響不大 3 分析其時空變化規律的原因 可在數字圖書查找一些文獻 分析其時空變化規律的原因 可在數字圖書查找一些文獻 要求 要求 條理清楚 條理清楚 圖文并圖文并 茂 茂 字數字數 1500 20001500 2000 字左右 字左右 對于原因解釋附上參考文獻 對于原因解釋附上參考文獻 南海南海 MODIS 葉綠素葉綠素 a 時空變化原因時空變化原因 要分析南海葉綠素 a 的時空變化原因 首先要了解南海葉綠素 a 的來源 葉綠素 a 濃 度影響因素 其次分析不同時期 不同空間位置的南海的各項條件對這些因素的影響 只 有同時充分了解這兩個方面 才可能較好地分析南海 MODIS 葉綠素 a 時空變化原因 本文 就按照這個思路對其進行分析 海水的葉綠素 a 的濃度主要來自海洋的浮游生物 海洋葉綠素 a 濃度值也是反映海洋 浮游生物數量的一個最重要指標 其時空特征包含了海區的基本生態信息 主要受海水營 養鹽和光照的影響 1 同時與海水的鹽度 溫度以及風潮流等各種海洋環境因素密切相關 2 南海是是西北太平洋最大的深水邊緣封閉海 縱跨熱帶亞熱帶 緊鄰太平洋和印度洋 南海處于典型的東亞季風區 3 在季風的驅動下 南海上層環流顯著的季節變化 南海的 海洋動力過程相當復雜 海洋環境場 如風速 溫度和鹽度等 的時空變化可能通過混合 平流輸運 升降流及江河徑流輸入等多種物理過程引起營養鹽的變化 從而對海洋生態系 統產生重要的影響 4 除此之外 厄爾尼諾現象 海流 陸源物質的輸入等更加加大了對 南海區域的葉綠素 a 的濃度的研究的復雜性 接下來 本文具體分析南海 MODIS 葉綠素 a 的時空變化及其原因 1 南海區域葉綠素 a 具有明顯的季節變化特征 冬季葉綠素 a 含量最高 夏季最低 這 是由于南海處于熱帶亞熱帶海域 冬季溫暖的海水適宜浮游植物生長的緣故 2 夏季海 水溫度過高 不適于浮游生物的生長 冬季南海葉綠素濃度普遍增加 南海表層溫度基 本降低到四季最低水平 而且該時期南海在強大東北季風的控制之下風速達全年最高 上層水溫度的降低會導致上層水體的增密效應 引起上層水體的不穩定 并且強烈的東 北季風對水體的攪拌加大了混合層的厚度 可以使富含營養鹽的下層水上涌到上層 同 時冬季南海流場基本為氣旋式環流所控制 從海面高度異常資料來看 南海海盆區域普 遍存在上升運動趨勢 這些水體條件的變化很可能是冬季葉綠素濃度普遍增加的原因 5 2 空間上 南海葉綠素濃度于近海向離岸方向有明顯的梯度變化 呈現近海高 海盆區低 的分布特征 除南部少部分海域外 南海西部近岸的葉綠素濃度明顯高于東部海域 近 海海域 由于水深突然變淺和海水流速的改變會引起強烈的湍流 使得底層水和表層水 混合加劇 同時由于江河淡水注入 以致表層海水的營養鹽得到不斷補充 使得葉綠素 濃度較高 3 南海北部葉綠素 a 空間分布復雜 這是因為南海北部的生態環境比較復雜 北部沿岸 有珠江沖淡水河上升流 東部有黑潮水入侵 而且存在眾多強度和地點隨季節變化的 氣旋和反氣旋漩渦 這些都決定了南海北部葉綠素 a 空間分布的復雜性 6 7 4 從圖中 我們可以觀察到在北緯 21 度 東經 117 度附近有一個近圓形小區域終年都具 有較高的葉綠素 a 含量 根據文獻 8 解釋 在該海域附近有一個終年存在的冷渦 葉 綠素值的升高應該與冷渦引起底層水涌升有關 7 5 結合該區域內的地形圖可以看出 隨著海水深度的增加 葉綠素 a 的含量呈降低趨勢 2 8 參考文獻 1 柯志新 黃良民 譚燁輝 周林濱 張建林 2013 2008 年夏末南海北部葉綠素 a 的空間分布特征及 其影響因素 J 熱帶海洋學報 32 4 51 57 2 馬翱慧 劉湘南 李婷 等 2013 南海北部海域葉綠素 濃度時空特征遙感分析 J 海洋學報 35 4 98 105 3 劉昕 王靜 程旭華 閆桐 2012 南海葉綠素濃度的時空變化特征分析 J 熱帶海洋學報 31 4 42 48 4 林麗茹 趙輝 2012 南海海域浮游植物葉綠素與海表溫度季節變化特征分析 J 海洋學研究 30 4 46 54 5 趙 輝 齊義泉 王東曉 王文質 2005 南海葉綠素濃度季節變化及空間分布特征研究 J 海洋學報 27 4 45 52 6 LIU K K CHAO S SHAW P et a1 2002 Monsoon forced chlorophyll distribution and primary production in the South China Sea observations and a numerical study J Deep Sea Research 49 1387 1412 7 NING X R CHAI E XUE H et a1 2004 Physical