构建赤潮预警预报网络解析.doc

构建赤潮预警预报网络 黄辰 随着我国经济的快速发展、 人口的日益增多， 外排入海的工农业废水和生活污水， 对我 们生存的这片海域造成了严重的水质污染， 水体富营养化日趋严重， 导致赤潮频发且面积不 断增大， 在我国的渤海、 东海海域都发生了面积达几千平方公里的特大赤潮， 这在国际上都 是非常罕见的， 同时给海洋生态环境和人民生命财产安全带来严重威胁。 由于赤潮形成的机 理复杂， 目前尚无十分有效的方法防治赤潮的发生， 只能通过监测和预报的手段来减少赤潮 带来的危害。常用的方法有：实验室法、 现场快速仪器分析法、卫星分析法。如何综合利 用以上各种方法建立点、线、面全方位的赤潮预警预报网络对于研究防控和治理赤潮灾害，保护人民生命财产安全具有十分重要的意义。 构建赤潮预警预报网络的可能性 根据国多年来对赤潮发生的机理和过程的研究，内外专家普遍认为赤潮在发生和形成 过程中， 主要表现为一些要素的突变， 只要把握其变化规律， 构建赤潮预警预报网络将成为可能。 发生突变的要素有：水温（ T）、盐度（ S）、溶解氧（ DO）、pH、营养盐（ P，N）、叶绿素、藻类、 生物耗氧量、 化学耗氧量和微量元素等。根据赤潮发生期间藻类的变化特点，可将其分为 4 个阶段：起始阶段、发展阶段、维持阶段和消亡阶段。每阶段根据藻的产生、增殖、 消亡产生了许多的色素， 其中叶绿素是最重要的色素， 所以叶绿素的变化是赤潮预警预报的重要指标。 构建赤潮预警预报网络可使用的监测方式 国内外监测赤潮的方式多种多样，综合而论主要分为：点式、线式、面式三类，三类 监测方法在赤潮监测预报方面各有其优缺点， 本文通过表述分析各类方法的优缺点， 整合点、线、面三种方式构建赤潮预警预报网络。 1、点式监测法 （ 1）实验室分析法 通过采样人员到事先选定有代表性的点位采集实验所需的样品， 在实验室对大量的水样 进行分析。实验室法结果虽然准确但需要定点采样、化学分析、人工处理，存在速度慢、效 - 1 - 率低和成本高等问题， 不能满足快速监测大面积水域的要求， 严重影响了对灾害预测的反应 时间。 但由于实验室法不但可以判断赤潮的发生、 发展、 维持和消亡的阶段性特征，还能判断引发赤潮的藻类的种类，是预警预报网络对于研究防控和治理赤潮灾害不可缺少的手段。 （ 2）泵汲式自动水质监测站（如图 1 所示） 通过在岸边设立的水质自动监测系统， 自动采集水样进行在线分析、记录并可以通过设 定报警系统，在赤潮发生迹象出现之前提前报警。 其特点是：投资少、风险小、速度快、在线分析 报警。但由于泵汲式自动水质监测站只能在岸边 设立，受地形和自然环境的影响颇多，而且不具 备近岸海域水质的典型性。只适用于河口和排污 水口等场合。 图 1 泵汲式自动水质监测站 （3）水质监测浮标系统（如图 2 所示） 在经常发生赤潮或易被污染的海域投放多个水质浮标系统， 它可以连续监测多项赤潮预 警预报的参数， 并通过无限通讯的方式向监测 中心站提供测量的数据，实现在线实时监测。 其特点是：速度快、可回收、在线分析报警。 但由于受到自然环境条件和人为因素的制约， 极易受损导致成本昂贵， 适用于便于管理且风 浪较小的区域。 图 2 水质浮标系统 2、线式监测法 现场监测快速测定分光光度计 指在船只上安装现场监测快速测定分光光度计，实现监测水域点与点之间的时时监测。 其特点是速度快、操作简便、成本低、不受自然环境和人为因素的影响、可与地域性轮船交 - 2 - 通合作进行每天多频次的监测。 此方法较为适用于近岸海域的赤潮预警预报工作。 但还不能 满足大面积水域赤潮预警预报的工作，有一定的局限性。 （如图 3 所示） 三道光谱的测定 TriOS 向下照射的辉度 ,天空 向上的辉度 , 海面 辉度 (海面入射光 ) 辉度 (海面反射 光 ) 采样 向下的照度 , 天空照 度(全体的明亮度 ) 3、面式监测法 （ 1）机载激光雷达遥感监测法 指应用基于机载的航空海洋遥感探测的新技术， 通过探测海水温度和赤潮藻散射系数等参数，实现对重点水域的监视、应急、跟踪监测工作。其特点是速度快、反应快、能进 行范围监测并能对赤潮的扩散情况进行跟踪监测， 但也有着成本高、 设备复杂、 受天候影响大等不利因素的制约。 （ 2）卫星遥感监测法 由于海洋现象具有空间尺度大、 变化周期长、 直接观测难的特点， 因此常规方法具有很大的局限性。而利用卫星遥感技术进 行监测，具有实时性、 大尺度、快速、长时间 连续监测的特点，这是 其他监测方法所不可比 拟的优点。但是采用卫 星遥感监测，所需要的 设备较复杂、成本高、 （卫星遥感图） 不能全天候工作。此外，由于其空间分辨率较低，对小尺度赤潮的监测十分困难。 - 3 - 4 、结语 综上所述， 赤潮的监测