南海叶绿素时空变化分析

1、南海MODIS十绿素-a时空变化分析一、实验目的1. 了解MODIS数据；2. 掌握南海MODIS叶绿素-a月平均影像合成的基本步骤（已完成）;3. 展示南海MODIS叶绿素-a的时空变化图，并对叶绿素进行分级划分。二、实验要求1. 对MODIS叶绿素-a进行分级处理；2. 分析其叶绿素-a的变化规律及其变化的原因；三、实验数据南海北部（17° N24° N, 109° E121° E） MODISLevel-2 级叶绿素-a产品，时间为近十 年月平均叶绿素数据，即 1月份-12月份。四、实习步骤1. 用ARCGIS将每一个月份的图制作出来；2. 用其它

2、较件，如 ppt,画图，Photoshop软件将12个子图拼接起来；udE lirE he e ui1 e uo1 e lir e nrr i nr e uw i uvi nr e urt nt i iib: e utr £umg-inn.n QM 3'0.151-12月份的叶绿素时空分布（要求每一个月份的图例是一致，分级数据根据实际需要确定, 本图仅供参考，级别在3-7级别）3. 各级别面积百分比进行统计；(1)右出Lay property,打开分类属性表图分类属性图(b)打开 ClassifyClaiirficationOssi Aca bonWrtlvxi:Cljssa

3、fivaticxt & tats lieslah*al Breaks (JenJa)ExduMHCountMnrruni:M4Brrvn; S;Mt an:gr.xdard Dcvuiiwi:像元慝厂驚嶽.001000000SL79K27H150,646.71.322277045r»11455M虫g Std. O'.Show Mean50000.|400000-H300000200000-1000DO分类端点BrM1.5600632094.010M 紳H, 92351 00000000 14.1&5&56$ 2S. 3933133 42.569707

4、56.79562ts m Gass点击右侧分类端点，得到这一级别的像元素433030 ,该级别的面积百分比为=433030/467444.也可尝试别的方法。对每一级别叶绿素 a的面积在区域总面积百份比进行统计Manrh<0.05>0.85103363953.2欧5】2.233.6520.00613231.223.D025830.C181.04B.731.&31.391.854O.(J185,3410.09L701.28LS750.0438367.152.01Lil13260.3038.126.722.&00.9413270.9386407M3J2LIO14580.3

5、5364170S3381,2215690.C384.997.491.721.7210O.(J1794711.443.802.632.65110.0056.3433.42Z483.63120.0042.3047.014.482.353.86五、实习作业1.1-12月份的叶绿素时空分布图；各级别面积百分比统计表格。2. 描述近十年叶绿素 a月平均变化规律，即时间变化规律和空间变化规律；3. 分析其时空变化规律的原因，可在数字图书查找一些文献)。要求条理清楚；图文并茂；字数1500-2000字左右；对于原因解释附上参考文献。时空变化规律分析正文冬季，南海较低的海表温度为浮游植物提供了一个适宜生长繁衍

6、的温度环境(楚群等，2001)，同时受东南季风的影响，沿岸海流、气旋环流和南海暖流的作用(立等，1989)。参考文献格式：楚群，施平，毛庆文，2001 南海叶绿素浓度分布特征的卫星遥感分析.热带海洋学报，20(2): 66-70.小斌，楚群，施平，等,2006.南海1998 2002年初级生产力的遥感估算及其时空演化机制.热带海洋学报，25(3): 57-62.Sirjacobs D，Alvera-Azc a rate A, Barth A, et al， 2011. Cloud filling of ocean colour and sea surface te-mperature remo

7、te sensing products over the Southern North Sea by the Data InterpolatingEmpirical Orthogonal Functions methodology. Journal of Sea Research, 65(1):114-130.<0,050r250,5AIM南海MODIS十绿素-a时空变化分析五、实习作业1. 1-12月份的叶绿素时空分布图；各级别面积百分比统计表格。irrt.rt一月三月二月四月五月六月七月九月八月十月卜一月十二月I,吨砒'<0.05 0,25 0.5>1<0.

8、 050_ 05-0. 250. 25-0. 50. 5-1>110. 0036. 76弘56& 312. 3720. 0061_ se32. 134. 671. 6430. 0181. 22丄£ 213匸L1. 1540. 0185. 3410. 573 090. 9950. 0288. 427. 672. 960. 9360. 268S. 177. 543. 06Q.茨71. 0086.38,193. 451. 0680. 3986. 438. 293. 931. 0790. 0285. 013.決5. 19L 14100. 017S. 5512. 56&

9、251. 59110. 0056- 536. 512. 32120. 0042. 7443. 156* 612. 5Q2. 描述近十年叶绿素 a月平均变化规律，即时间变化规律和空间变化规律； 从近十年叶绿素a月平均分布图和个级别面积百分比统计表中可以分析得出以下结论:a. 叶绿素含量在0.05-0.5 莎加'围围的地区占统计地区的绝大部分，且在12个月份都是如此。b. 一年随时间的变化，叶绿素围在<0.05,和>0.5同刀.巾川的地区变化不大。c. 一年，从整个区域看，从一月份开始叶绿素含量降低，五月份最低，九月份后叶绿素含 量开始回升，一月份达到最高。d. 从空间上看，在

10、所在南海研究区域，西北角一条狭长的区域和东北角一块区域叶绿素含 量是整个区域最高的地方，其他区域叶绿素含量较均匀。e. 在北纬20.7度，东经116.8度附近一个近圆形的区域整年叶绿素含量都较高，受季节 影响不大。3. 分析其时空变化规律的原因，可在数字图书查找一些文献）。要求条理清楚；图文并茂；字数1500-2000字左右；对于原因解释附上参考文献。南海MODIS十绿素-a时空变化原因要分析南海叶绿素-a的时空变化原因，首先要了解南海叶绿素-a的来源、叶绿素-a浓度影响因素，其次分析不同时期、不同空间位置的南海的各项条件对这些因素的影响。只有同时充分了解这两个方面，才可能较好地分析南海MOD

11、IS叶绿素-a时空变化原因。本文就按照这个思路对其进行分析。海水的叶绿素-a的浓度主要来自海洋的浮游生物，海洋叶绿素 -a浓度值也是反映海洋 浮游生物数量的一个最重要指标， 其时空特征包含了海区的基本生态信息，主要受海水营养盐和光照的影响1，同时与海水的盐度、温度以及风潮流等各种海洋环境因素密切相关2。南海是是西北太平洋最大的深水边缘封闭海，纵跨热带亚热带，紧邻太平洋和印度洋。南海处于典型的东亚季风区3，在季风的驱动下，南海上层环流显著的季节变化。南海的海 洋动力过程相当复杂，海洋环境场（如风速、温度和盐度等）的时空变化可能通过混合、 平流输运、升降流及江河径流输入等多种物理过程引起营养盐的变

12、化，从而对海洋生态系统产生重要的影响。除此之外，厄尔尼诺现象、海流、陆源物质的输入等更加加大了对南海 区域的叶绿素-a的浓度的研究的复杂性。接下来，本文具体分析南海MODIS叶绿素-a的时空变化及其原因。1. 南海区域叶绿素-a具有明显的季节变化特征，冬季叶绿素-a含量最高，夏季最低。这是由于南海处于热带亚热带海域，冬季温暖的海水适宜浮游植物生长的缘故2。夏季海水温度过高，不适于浮游生物的生长。冬季南海叶绿素浓度普遍增加，南海表层温度基本降低到四季最低水平，而且该时期南海在强大东北季风的控制之下风速达全年最高.上层水温度的降低会导致上层水体的增密效应，引起上层水体的不稳定，并且强烈的东北季风对

13、水体的搅拌加大了混合层的厚度，可以使富含营养盐的下层水上涌到上层，同时冬季南海流场基本为气旋式环流所控制，从海面高度异常资料来看，南海海盆区域普遍存在上升运动趋势.这些水体条件的变化很可能是冬季叶绿素浓度普遍增加的原因5 .2. 空间上，南海叶绿素浓度于近海向离岸方向有明显的梯度变化，呈现近海高、海盆区低的分布特征；除南部少部分海域外，南海西部近岸的叶绿素浓度明显高于东部海域。近海海域，由于水深突然变浅和海水流速的改变会引起强烈的湍流，使得底层水和表层水混合加剧，同时由于江河淡水注入，以致表层海水的营养盐得到不断补充，使得叶绿素浓度较高。3. 南海北部叶绿素a空间分布复杂。这是因为南海北部的生

14、态环境比较复杂，北部沿岸有珠江冲淡水河上升流，东部有黑潮水入侵，而且存在众多强度和地点随季节变化的气旋 和反气旋漩涡，这些都决定了南海北部叶绿素-a空间分布的复杂性6-74. 从图中，我们可以观察到在北纬21度，东经117度附近有一个近圆形小区域终年都具有较高的叶绿素-a含量。根据文献8解释，在该海域附近有一个终年存在的冷涡，叶绿素值的升高应该与冷涡引起底层水涌升有关。5.结合该区域的地形图可以看出，随着海水深度的增加，叶绿素-a的含量呈降低趋势2。【参考文献】：1 柯志新，黄良民，谭烨辉，周林滨，建林， 2013. 2008年夏末南海北部叶绿素a的空间分布特征及其影响因素J.热带海洋学报32

15、:51-57.2 马翱慧，湘南，婷，等,2013.南海北部海域叶绿素a浓度时空特征遥感分析J.海洋学报35(4):98-105.3 昕，王静，程旭华，闫桐.2012.南海叶绿素浓度的时空变化特征分析J. 热带海洋学 报,31(4):42-48.4 林丽茹，辉.2012.南海海域浮游植物叶绿素与海表温度季节变化特征分析J. 海洋学研 究,30(4):46-54.5 辉,齐义泉，王东晓，王文质.2005.南海叶绿素浓度季节变化及空间分布特征研究J.海洋学报，27(4) : 45-52 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 studyJ. Deep SeaResearch，49： 1387-1412 .7