台风影响下海水养殖塘水环境响应特征分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb18070116

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (1): 82-88.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb18070116

所属专题：水产渔业；农业气象

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台风影响下海水养殖塘水环境响应特征分析

杨栋¹, 丁烨毅¹, 黄鹤楼¹(), 朱佳敏², 申子彬³

¹ 宁波市气象台,浙江宁波 315012;
² 北仑区气象局,浙江宁波 315800;
³ 宁海县气象局,浙江宁波 315600

收稿日期:2018-07-24 修回日期:2019-02-27 出版日期:2020-01-05 发布日期:2020-01-07
通讯作者: 黄鹤楼
作者简介:杨栋,男,1988年出生,江苏盐城人,工程师,硕士,主要从事气候变化与农业气象研究。通信地址：315012 浙江省宁波市海曙区气象路118号宁波市气象局,E-mail：yangdong_314@163.com。
基金资助:
宁波市气象局一般项目“设施“棚温逆差”现象预报和预警技术研究”(NBQX2017004B);宁波市气象局一般项目“基于激光雷达资料的宁波市海陆边界层特征对比分析”(NBQX2017008B)

Water Environment Response of Marine Aquaculture Ponds to Typhoon: Characteristics Analysis

Yang Dong¹, Ding Yeyi¹, Huang Helou¹(), Zhu Jiamin², Shen Zibin³

¹ Ningbo Meteorological Observatory, Ningbo Zhejiang 315012;
² Beilun Meteorological Bureau, Ningbo Zhejiang 315800;
³ Ninghai Meteorological Bureau, Ningbo Zhejiang 315600

Received:2018-07-24 Revised:2019-02-27 Online:2020-01-05 Published:2020-01-07
Contact: Huang Helou

摘要/Abstract

摘要：

挑选2013—2017年对宁波影响较大的强降水型和非强降水型台风,基于台风影响期间宁波地区5个代表性海水养殖塘水环境因子观测资料（水温T、溶解氧DO、盐度S、酸碱度pH）,通过谐波分析和数理统计,以期探究台风期间海水养殖塘水环境因子的变化特征及关键影响因子。结果显示：（1）2阶谐波能反映养殖塘水体的T、pH和DO变化,3阶谐波能较好模拟S变化;（2）在台风影响关键期,水环境因子的谐波构成中短周期谐波的比重整体上升,强降水型台风短周期谐波的比重较非强降水台风高;（3）在相关性分析基础上,利用水环境和气象要素谐波构成及变化对比,可得T和DO变化主要受气温影响,强降水对S和pH影响显著。谐波方法能较好地模拟台风影响期间海水养殖塘水环境因子的变化特征,并为养殖塘水环境关键气象影响因子筛选提供新的思路。

关键词: 台风, 养殖塘水环境, 周期性, 影响因子, 谐波

Abstract:

To explore the variation characteristics and key impact factors of water environment of marine aquaculture ponds during typhoon, based on the observation data of water environmental factors from 5 representative marine aquaculture ponds in Ningbo, including water temperature (T), dissolved oxygen (DO), salinity (S) and pH, we selected the heavy precipitation and non-heavy precipitation typhoons which had great influence on Ningbo from 2013 to 2017, and carried out the harmonic analysis and mathematical statistics. The results showed that: (1) the second order harmonics could reflect the variation of T, pH and DO in the aquaculture pond water, and the third order harmonics could well simulate the change of S; (2) during the critical period of typhoon impact, the proportion of short and medium-period harmonics in water environmental factors increased, and the proportion of short-period harmonics in heavy precipitation typhoon was higher than that in non-heavy precipitation typhoon; (3) on the basis of correlation analysis, by comparing the harmonic components and changes of water environment and meteorological elements, it could be concluded that the changes of T and DO were mainly affected by temperature, and heavy precipitation had significant effects on S and pH. The harmonic method can better simulate the variation characteristics of water environment factors in aquaculture ponds during typhoon, and provide a new idea for the screening of key meteorological factors of water environment.

Key words: typhoon, water environment of marine aquaculture ponds, periodic, impact factor, harmonic

中图分类号:

杨栋, 丁烨毅, 黄鹤楼, 朱佳敏, 申子彬. 台风影响下海水养殖塘水环境响应特征分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(1): 82-88.

Yang Dong, Ding Yeyi, Huang Helou, Zhu Jiamin, Shen Zibin. Water Environment Response of Marine Aquaculture Ponds to Typhoon: Characteristics Analysis[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(1): 82-88.

图/表 7

参考文献 22

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水环境因子	台风类型	初期			关键期			末期
水环境因子	台风类型	1阶	2阶	3阶	1阶	2阶	3阶	1阶	2阶	3阶
T	强降水	0.69	0.85	0.90	0.66	0.82	0.86	0.77	0.90	0.93
T	非强降水	0.85	0.96	0.97	0.76	0.88	0.92	0.86	0.92	0.95
S	强降水	0.40	0.59	0.70	0.47	0.62	0.73	0.48	0.63	0.73
S	非强降水	0.63	0.77	0.83	0.59	0.72	0.80	0.59	0.74	0.81
pH	强降水	0.67	0.82	0.88	0.56	0.74	0.82	0.75	0.88	0.93
pH	非强降水	0.74	0.89	0.93	0.71	0.86	0.92	0.61	0.80	0.87
DO	强降水	0.69	0.85	0.90	0.66	0.82	0.86	0.74	0.89	0.93
DO	非强降水	0.82	0.95	0.97	0.81	0.91	0.94	0.82	0.90	0.94

水环境因子	台风类型	初期			关键期			末期
水环境因子	台风类型	1阶	2阶	3阶	1阶	2阶	3阶	1阶	2阶	3阶
T	强降水	0.69	0.85	0.90	0.66	0.82	0.86	0.77	0.90	0.93
T	非强降水	0.85	0.96	0.97	0.76	0.88	0.92	0.86	0.92	0.95
S	强降水	0.40	0.59	0.70	0.47	0.62	0.73	0.48	0.63	0.73
S	非强降水	0.63	0.77	0.83	0.59	0.72	0.80	0.59	0.74	0.81
pH	强降水	0.67	0.82	0.88	0.56	0.74	0.82	0.75	0.88	0.93
pH	非强降水	0.74	0.89	0.93	0.71	0.86	0.92	0.61	0.80	0.87
DO	强降水	0.69	0.85	0.90	0.66	0.82	0.86	0.74	0.89	0.93
DO	非强降水	0.82	0.95	0.97	0.81	0.91	0.94	0.82	0.90	0.94

影响阶段	T		pH		DO		S
影响阶段	强降水	非强降水	强降水	非强降水	强降水	非强降水	强降水	非强降水
初期	1(0.60) 2(0.24) 3(0.03)	1(0.82) 2(0.10)	1(0.64) 2(0.10) 3(0.03)	1(0.69) 2(0.11) 3(0.03)	1(0.59) 2(0.24) 3(0.03)	1(0.77) 2(0.12)	1(0.23) 2(0.14) 5(0.07) 4(0.05)	1(0.52) 2(0.14) 3(0.04)
关键期	1(0.44) 2(0.27) 3(0.10)	1(0.59) 2(0.26) 3(0.10)	1(0.56) 3(0.09) 2(0.06)	1(0.67) 2(0.13) 3(0.04)	1(0.44) 2(0.27) 3(0.11)	1(0.67) 2(0.23)	1(0.28) 10(0.16) 2+3(0.22) 4(0.05)	1(0.48) 2(0.14) 3(0.06)
末期	1(0.69) 2(0.16) 3(0.05)	1(0.79) 2+3(0.1)	1(0.75) 2(0.09) 4(0.04)	1(0.54) 2(0.25) 3(0.04)	1(0.66) 2(0.19) 3(0.04)	1(0.73) 2(0.11) 3(0.05)	1(0.37) 4(0.11) 2+12(0.14) 5+6+8(0.10)	1(0.5) 2(0.19) 3(0.07)

影响阶段	T		pH		DO		S
影响阶段	强降水	非强降水	强降水	非强降水	强降水	非强降水	强降水	非强降水
初期	1(0.60) 2(0.24) 3(0.03)	1(0.82) 2(0.10)	1(0.64) 2(0.10) 3(0.03)	1(0.69) 2(0.11) 3(0.03)	1(0.59) 2(0.24) 3(0.03)	1(0.77) 2(0.12)	1(0.23) 2(0.14) 5(0.07) 4(0.05)	1(0.52) 2(0.14) 3(0.04)
关键期	1(0.44) 2(0.27) 3(0.10)	1(0.59) 2(0.26) 3(0.10)	1(0.56) 3(0.09) 2(0.06)	1(0.67) 2(0.13) 3(0.04)	1(0.44) 2(0.27) 3(0.11)	1(0.67) 2(0.23)	1(0.28) 10(0.16) 2+3(0.22) 4(0.05)	1(0.48) 2(0.14) 3(0.06)
末期	1(0.69) 2(0.16) 3(0.05)	1(0.79) 2+3(0.1)	1(0.75) 2(0.09) 4(0.04)	1(0.54) 2(0.25) 3(0.04)	1(0.66) 2(0.19) 3(0.04)	1(0.73) 2(0.11) 3(0.05)	1(0.37) 4(0.11) 2+12(0.14) 5+6+8(0.10)	1(0.5) 2(0.19) 3(0.07)

	Ws	Ws_ex	Ta	RH	P_s	R
T	-0.04	-0.19^**	0.81^**	-0.02	-0.34^**	-0.17^**
S	0.18^**	0.20^**	-0.38^**	-0.43^**	0.26^**	0.10^*
pH	0.01	0.10^**	-0.43^**	-0.23^**	0.42^**	0.11^**
DO	0.03	0.19^**	-0.83^**	-0.34^**	0.62^**	0.16^**

台风影响下海水养殖塘水环境响应特征分析

Water Environment Response of Marine Aquaculture Ponds to Typhoon: Characteristics Analysis

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水环境因子	模型	样本数	决定系数
T	ΔT=0.70ΔTa-0.57	28	0.98
S	ΔS=-0.025R-0.26	32	0.76
pH	ΔpH=-0.0025R-0.4	28	0.26
DO	ΔDO=-0.11ΔTa-0.015	26	0.97

不同时期	Ta		Ws_ex		RH		P_s		R
不同时期	强降水	非强降水	强降水	非强降水	强降水	非强降水	强降水	非强降水	强降水
初期	1(0.65) 2(0.17) 3(0.05)	1(0.84) 2(0.10) 3(0.02)	1(0.43) 2(0.17) 3(0.06)	1(0.59) 2(0.16) 3(0.06)	1(0.34) 8(0.20) 2+6(0.16)	1(0.56) 2(0.08) 3(0.04)	1(0.36) 2(0.50) 3(0.03)	1(0.43) 2(0.46) 3(0.03)
关键期	1(0.43) 2(0.20) 3(0.19)	1(0.78) 2(0.07) 3(0.03)	1(0.40) 2(0.14) 3(0.11)	1(0.61) 2(0.13) 3(0.04)	1+8(0.26) 6(0.11) 11+2(0.14)	1(0.42) 2(0.19) 3(0.12)	1(0.68) 2(0.11) 3(0.06)	1(0.48) 2(0.35) 3(0.04)	1(0.23) 8+2(0.24) 3+6(0.15)
末期	1(0.80) 2(0.09) 3(0.02)	1(0.76) 2(0.13) 3(0.04)	1(0.41) 2(0.26) 3(0.09)	1(0.47) 2(0.24) 3(0.06)	1(0.43) 8(0.32)	1(0.58) 2(0.10) 3(0.05)	1(0.26) 2(0.59) 3(0.04)	1(0.37) 2(0.51) 3(0.03)

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