OCEAN-HK News

2022 Symposium

2022-07-25

粤港澳大湾区海洋环境三维可视化平台正式上线!

2022-03-18

 WavyOcean可视化平台自去年六月份公开发布以来,已经累计近二千个手机用户以及上万次访问和资料下载。我们在原有二维平台基础上,正式发布三维可视化系统。 

 粤港澳大湾区海洋环境三维可视化平台,是由香港科技大学港澳海洋研究中心(CORE,https://core-hkmacau.ust.hk/)和OCEAN-HK项目(https://ocean.ust.hk/)联合支持,在二维可视化的基础上,基于三维GIS技术实现的新一代海洋可视化平台。该平台主要展示内容为夏季日平均的三维海洋环境,包括流场、温度、盐度、硝氮浓度、叶绿素、溶解氧、海源和陆源有机氮等海洋要素。该系统支持海洋大数据的实时三维重构,绘制和动态可视化,并支持对三维数据的剖切功能。

        该平台建立了海洋数据的分析和应用模型,实现了海洋要素的多维、动态、影像化表达,可为海洋科学研究和功能应用提供信息可视化服务和智能化大数据。同时能为海洋管理提供可靠背景信息,有助于未来环境规划发展或政策制定。

电脑访问链接:https://ocean.ust.hk:8443/SiteMapApi/new/index.jsp

手机访问链接:https://ocean.ust.hk:8443/SiteMapApi/new/mobile/index.jsp

网页平台 展示

picture1

图1 三维可视化平台入口

picture2

图2 粤港澳大湾区海洋表、中、底层溶解氧分布图

picture3

图3 粤港澳大湾区海洋溶解氧三维剖切面展示图

picture4

图4 粤港澳大湾区海洋溶解氧三维展示图

 

手机应用  WavyOcean 

%e5%be%ae%e4%bf%a1%e6%88%aa%e5%9b%be_20220318015027

图5 手机客户端WavyOcean界面

    可视化平台的手机客户端WavyOcean主要集成粤港澳大湾区海洋环境的二维和三维可视化平台,与西太-中国海环流-生地化耦合可视化平台。手机扫码即可下载App,为了更好地体验三维可视化效果,请下载安装最新版本,或用电脑端访问网站以达最佳三维效果。WavyOcean 会不断完善和丰富内容。如有问题和建议,敬请联络我们(majanet@ust.hk)。

Apple IOS系统

picture5

Android 安卓系统

640-1

相关信息:

香港科技大学港澳海洋研究中心(CORE) 是青岛海洋科学与技术试点国家实验室(QNLM)和香港科技大学(HKUST)合作成立的跨领域、多学科交叉的国际海洋研究中心,于2019年9月1日在香港成立。

香港及邻近海域富营养化,缺氧及生态后果的诊断和预测:物理-生物地球化学-污染耦合研究项目(OCEAN-HK)

由香港研究资助局 (RGC)主题研究计划资助,旨在研究香港及邻近海域富营养化、缺氧及生态后果的诊断与预测。

 

缩小还是扩大? 磷限制对近岸海域缺氧范围的“逆转”影响

研/究/背/景

       氮和磷是浮游植物生长必需的营养元素。浮游植物通常以特定比值吸收氮磷,广泛认同的是Redfield 比值,即氮磷元素吸收比值(N:P)为16:1。当水体中氮磷比高于16时,磷为限制性营养元素;反之,则是氮限制。日益加剧的人类活动向河口与近岸海域输入大量富含氮磷元素的营养物质,引发了一系列的全球性环境问题,包括水体富营养化、浮游植物爆发性生长(又称藻华),以及伴随藻华产生的大量有机质降解耗氧而导致的水体缺氧。有意思的是,由于人为排放的含氮营养盐增速高于磷,氮流动性更高,来源更多,越来越多的江河氮磷比值高于16(例如北美洲的密西西比河,我国的长江、珠江、黄河等),从而导致在受河流输入强烈影响的河口和近岸海域,浮游植物生长常处于磷限制。

     普遍认为,相对于氮磷充足的情况,磷限制会降低上游水体浮游植物对氮的吸收,“多余的”氮得以输送至原本处于氮限制的下游水域,促进下游浮游植物生长。这种营养盐限制导致的浮游植物从上游至下游的再分配被称为“稀释效应”。稀释效应影响了浮游植物的生长,从而改变了底层水体中浮游植物耗氧有机质的分布,影响了缺氧水体分布。然而,磷限制在生态系统层面以及对缺氧形成的影响很难被直接观测,其量化主要依赖于模型模拟研究。

     目前,仅有少数模拟研究涉及磷限制对近岸海域缺氧的影响,但该影响是“促进”还是“削弱”暂无定论。部分观点认为磷限制会稀释上游表层浮游植物,缩小其伴随的底层耗氧的空间分布,从而减缓上游缺氧,且未触发下游缺氧,最终将导致整个系统的缺氧范围的收缩。还有观点认为磷限制会导致下游浮游植物及底层耗氧增加,促使缺氧空间从上游向下游延展迁移,最终将扩大缺氧范围。也有观点认为磷限制是缩小还是扩大缺氧范围,取决于不同生态系统的空间开阔度,在较开阔的近岸海域系统,磷限制更可能缩小其缺氧范围。

640-2

图1. 磷限制在不同严重程度下对生态系统过程和缺氧范围的影响。A-B代表“严重的磷限制”情景,C-D代表“较轻的磷限制”情景。每个情景中,“N-only”代表仅考虑氮对浮游植物生长起调控作用(即假设磷不会限制浮游植物生长),“Control”代表现实情况中氮磷同时调控浮游植物生长,其与“N-only”的差异可指征磷限制的影响。

 

新/猜/想

    港科大海洋动力和模拟研究团队 (https://odmp.ust.hk) 对近岸海域磷限制影响缺氧的相关机理提出新的猜想(图1):在同一生态系统,磷限制对缺氧范围的影响可随磷限制的严重程度(空间覆盖范围)而“逆转”,若生态系统存在大规模磷限制,磷限制的效果为缩小缺氧范围,但若仅有小规模磷限制,则为扩大缺氧范围。发生该逆转的原因在于磷限制不仅改变从上游向下游迁移的表层浮游植物及其伴随的底层耗氧分布,而且影响底层水体由下游向上游输送的氧气通量。后者在下游的底层氧气含量因磷限制而改变的情境(例如近海和外海的氧气浓度梯度产生变化)即可发生,而与水动力条件(例如底层水体向岸入侵流速)是否发生改变无关。底层水体向岸入侵是河口和上升流区的典型现象,这些区域均为发生缺氧的热点区,但前人关于磷限制对缺氧影响的研究主要关注从上游至下游的表层浮游植物分布变化,而未探究与之紧密相联的经由底层自下游至上游输送氧气而串联起来的双重影响

       为验证该猜想,团队以珠江口这一典型的富营养化海区为例,结合观测验证,利用三维物理-生态耦合模型进行一系列不同磷限制严重程度的情景模拟(图2-图3),探索磷限制对近岸海域缺氧范围的影响及其机制。相关研究成果已发表于Water Research (Yu & Gan 2022; https://authors.elsevier.com/a/1eSgP9pi-WMs%7E)。

640-3

图2.三维物理-生态耦合模型示意图。图A橙色圆点代表2015(空心点)及2017(实心点)夏季航次观测数据采集站位。

640-5

图3.观测与模拟的珠江口及近岸海域夏季表层水体营养盐限制情况。

 

研/究/亮/点

       研究结果验证了上述猜想,即磷限制对近岸海域缺氧的影响会随其严重程度变化而发生“逆转”,该逆转受控于磷限制导致的表层浮游植物分布及受其影响的底层向岸输送氧气通量的变化。

     当生态系统中磷限制严重时(磷限制广泛覆盖了可发生缺氧的层化水域),磷限制促使表层浮游植物初级生产力及与其耦合的底层水体耗氧沿上游至下游稀释,减缓上游缺氧;同时,下游底部氧气含量的上升进一步增加底层水体向岸输送的氧气通量。这些影响共同缩小了该系统的缺氧范围。

      当磷限制严重程度较低时(磷限制仅覆盖部分可发生缺氧的层化水域),向下游迁移的表层浮游植物初级生产力减少了上游缺氧但增加了下游缺氧,并进一步减少下游底层水体向岸输送的氧气通量,削弱其缓解上游缺氧的能力,最终导致的净效应为扩大该系统的缺氧范围。

       对珠江口缺氧和营养盐治理的启示:目前珠江口磷限制严重,夏季经珠江入海营养物质的氮磷比可超过100,严重的磷限制使珠江口受河流影响区域(表层盐度低于33)的浮游植物初级生产力平均降低22%,缺氧面积缩小60%(体积缩小79%)。这也意味着一旦河流或其它污染来源的磷输入增加,珠江口缺氧可大幅扩张。

        对其它河口和近岸海域缺氧的启示:常规的氮磷营养盐大面监测并据此计算营养盐限制程度即可确定磷限制的空间范围,该范围可用于预测难以被直接观测的磷限制对缺氧的影响,进而帮助确定该生态系统的重点关注营养元素。

 

参考文献:

Yu, L. & Gan, J. (2022) Reversing impact of phytoplankton phosphorus limitation on coastal hypoxia due to interacting changes in surface production and shoreward bottom oxygen influx. Water Research. 212 (118094) https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118094

元旦快乐 | 首个西太-中国海环流-生地化耦合可视化平台发布

西太-中国海环流-生地化耦合可视化平台

    西太-中国海环流-生地化耦合可视化平台,是由香港科技大学港澳海洋研究中心(CORE,https://core-hkmacau.ust.hk/)和OCEAN-HK项目(https://ocean.ust.hk/)联合支持,基于WebGIS开发的新一代海洋数据可视化平台。其可视化内容为首个中国海及其邻近西太平洋的物理-海洋生物-地球化学耦合模拟的长期气候态结果与从1992到2011年的真实模拟结果。

    西太-中国海环流-生地化耦合可视化平台,主要展示中国海周变化的气候态模拟与从1992到2011年日变化模拟的海洋表层和底层环境要素,包括海流、温度、盐度、硝氮浓度、叶绿素、溶解氧、海源有机物和陆源有机物(图1)。同时展示2015-2019年的月平均大气环境模拟结果,包括风场、温度场和气压场。该平台支持海洋大数据的实时绘制和动态可视化(图2),同时具备图片与数据下载功能。

电脑访问链接:https://ocean.ust.hk:8443/SiteMapApi/new/index.jsp

手机访问链接:https://ocean.ust.hk:8443/SiteMapApi/new/mobile/index.jsp

图片640

图1. 西太-中国海环流-生地化耦合可视化平台界面说明

图片

大湾区海洋环境三维可视化平台即将上线!

展示三维流场、温度、盐度,营养盐及主要有机物等大湾区海洋环境的三维可视化平台即将上线,敬请期待!

图片640-1

大湾区海洋表中底层溶解氧分布图

海洋数据动态可视化系统手机客户端WavyOcean,手机扫码即可下载App

Apple IOS系统

图片640

 

Androd安卓系统

图片640-1

相关信息:

香港科技大学港澳海洋研究中心(CORE) 是青岛海洋科学与技术试点国家实验室(QNLM)和香港科技大学(HKUST)合作成立的跨领域、多学科交叉的国际海洋研究中心,于2019年9月1日在香港成立。

 

香港及邻近海域富营养化,缺氧及生态后果的诊断和预测:物理-生物地球化学-污染耦合研究项目(OCEAN-HK)

由香港研究资助局 (RGC)主题研究计划资助,旨在研究香港及邻近海域富营养化、缺氧及生态后果的诊断与预测。

MEDIA COVERAGE – WAVYOCEAN

2022-03-16

A research team led by OCES and MATH Chair Prof. GAN Jianping has launched WavyOcean – the first interactive marine environment visualization platform which offers an unprecedented level of data on the ocean in the GBA, the entire China Seas, and the Western Pacific Ocean, facilitating marine research work and offering valuable data to policymakers on striking a balance between marine conservation and societal development.  (Various media)

 

    Sing Tao Daily

    

 

    Ming Pao Daily News

    

 

     Hong Kong Economic Times

    

 

    星島網 (singtao.com)

    

 

    頭條日報 (Headline Daily)

    

  

    明報 (MingPao.com)

    

     
     香港經濟日報 (HKET)

     

 

      巴士的報 (Bastille Post)

      

     
      EurekAlert!

      

   

     Mirage News

     

 

     科学网  (news.sciencenet.cn)

     

 

     今日头条 (toutiao.com)

     

 

     一点資讯 (yidianzixun.com)

    

    

    Open Gov Asia

    

 

    廣州日報  (GZ daily)

    

 

    東方資訊 (Eastday.com)

    

 

    新浪网 (sina.cn)

    

    HKUST Office of the Vice-President for Research and Development:

    

刚刚,港科大(广州)发布最新冬季浮标系统实时监测数据 定期更新(十三):12月1日-12月15日

2021-12-15

珠江口水域可分为伶仃洋、磨刀门和黄茅海三部分,区域环流在地形、径流、潮汐、季风、沿岸流等综合作用下,形成复杂多变的水动力条件。港科大(广州)浮标监测系统可对珠江口磨刀门外西侧的风速、气温、气压、湿度、太阳辐射等气象参数,海流流速、温度、盐度等水文物理参数,以及营养盐(硝酸盐)、叶绿素、溶解氧等生物地球化学参数进行长期、连续、全天侯的自动化观测和实时数据传输。

    最新底层数据如图1所示。

20211215bottom

图1:底层温度、盐度和溶解氧(DO)浓度时间序列(2021.12.01-2021.12.15)

%e5%be%ae%e4%bf%a1%e5%9b%be%e7%89%87_20210817131536

图2:港科大(广州)科研浮标位置示意图

 

港科大(广州)浮标系统实时监测大湾区水体富营养化和缺氧

2021-10-09

珠江口水域可分为伶仃洋、磨刀门和黄茅海三部分,区域环流在地形、径流、潮汐、季风、沿岸流等综合作用下,形成复杂多变的水动力条件。港科大(广州)浮标监测系统可对珠江口磨刀门外西侧的风速、气温、气压、湿度、太阳辐射等气象参数,海流流速、温度、盐度等水文物理参数,以及营养盐(硝酸盐)、叶绿素、溶解氧等生物地球化学参数进行长期、连续、全天侯的自动化观测和实时数据传输。

    最新数据如图1所示。

buoy20211008

图1:表层(a)、底 层(b)温度、盐度和溶解氧(DO)浓度时间序列(2021.09.23-2021.10.08)

%e5%be%ae%e4%bf%a1%e5%9b%be%e7%89%87_20210817131536

图2:港科大(广州)科研浮标位置示意图

中秋节快乐!港科大(广州)浮标系统实时监测大湾区水体富营养化和缺氧 定期更新(十):9月06日-9月21日

2021-09-21

   %e5%be%ae%e4%bf%a1%e5%9b%be%e7%89%87_20210921153155

香港科技大学甘剑平教授及其团队成员

祝您和您的家人中秋节快乐

 

    珠江口水域可分为伶仃洋、磨刀门和黄茅海三部分,区域环流在地形、径流、潮汐、季风、沿岸流等综合作用下,形成复杂多变的水动力条件。港科大(广州)浮标监测系统可对珠江口磨刀门外西侧的风速、气温、气压、湿度、太阳辐射等气象参数,海流流速、温度、盐度等水文物理参数,以及营养盐(硝酸盐)、叶绿素、溶解氧等生物地球化学参数进行长期、连续、全天侯的自动化观测和实时数据传输。

    最新数据如图1所示。

buoy20210921

图1:表层(a)、底 层(b)温度、盐度和溶解氧(DO)浓度时间序列(2021.08.21-2021.09.05)

 

%e5%be%ae%e4%bf%a1%e5%9b%be%e7%89%87_20210817131536

图2:港科大(广州)科研浮标位置示意图

 

   请勿私自转载或者使用图中数据,资料发表和下载,请联系工作人员:Ms.Karen, email:makaren@ust.hk.

港科大(广州)浮标系统实时监测大湾区水体富营养化和缺氧 定期更新(九):8月21日-9月05日

2021-09-05

珠江口水域可分为伶仃洋、磨刀门和黄茅海三部分,区域环流在地形、径流、潮汐、季风、沿岸流等综合作用下,形成复杂多变的水动力条件。港科大(广州)浮标监测系统可对珠江口磨刀门外西侧的风速、气温、气压、湿度、太阳辐射等气象参数,海流流速、温度、盐度等水文物理参数,以及营养盐(硝酸盐)、叶绿素、溶解氧等生物地球化学参数进行长期、连续、全天侯的自动化观测和实时数据传输。

    最新数据如图1所示。

buoy20120905

图1:表层(a)、底 层(b)温度、盐度和溶解氧(DO)浓度时间序列(2021.07.18-2021.08.03)

%e5%be%ae%e4%bf%a1%e5%9b%be%e7%89%87_20210817131536

图2:港科大(广州)科研浮标位置示意图

 

   请勿私自转载或者使用图中数据,资料发表和下载,请联系工作人员:Ms.Karen, email:makaren@ust.hk.

2021夏季珠江口第二航次启航 及港科大(广州)浮标系统实时监测

2021-08-20

以香港科技大学为主导的2021年夏季珠江口第二航次今日启航!本航次将进一步探究南海北部上升流动力过程,考察珠江口及其周边海域生态环境质量现状,探索海域富营养化进程,评估水体缺氧的形成、发展和消亡等科学问题。本航次主要参与科研院校为香港科技大学、厦门大学和澳门大学,将采集、测定水体和沉积物中的物理和生物地球化学等多种关键参数,为探索上述科学问题获得宝贵的数据资料。预祝本航次顺利进行!

picture4

图1:本航次科考船

      港科大(广州)浮标监测系统对珠江口磨刀门外西侧的风速、气温、气压、湿度、太阳辐射等气象参数,海流流速、温度、盐度等水文物理参数,以及营养盐(硝酸盐)、叶绿素、溶解氧等生物地球化学参数进行长期、连续、全天侯的自动化观测和实时数据传输。最新数据如图2所示。

slide1

图2:表层(a)、底 层(b)温度、盐度和溶解氧(DO)浓度时间序列(2021.08.04-2021.08.20)

%e5%be%ae%e4%bf%a1%e5%9b%be%e7%89%87_20210817131536

图3:港科大(广州)科研浮标位置示意图

 

请勿私自转载或者使用图中数据,资料发表和下载,请联系工作人员:Ms.Karen, email:makaren@ust.hk.

OCEAN-HK项目:https://ocean.ust.hk/

WavyOcean海洋数据可视化平台

http://ocean.ust.hk:8080/SiteMapApi/new/index.jsp