[發(fā)明專利]一種水母災(zāi)害預(yù)警模型的構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011326195.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN112613239B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓龍江;李繼業(yè);徐東會(huì);齊衍評(píng);王泰森;孫蓓蓓;丁凱;杜小媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心（中國(guó)海監(jiān)北海區(qū)檢驗(yàn)鑒定中心）
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G01S15/88;G01D21/02
• 代理公司: 北京化育知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發(fā)明涉及自然環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種水母災(zāi)害預(yù)警模型的構(gòu)建方法，包括以下步驟：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與觀測(cè)：對(duì)海域進(jìn)行水文常規(guī)觀測(cè)、水母跟蹤觀測(cè)及打撈任務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)與室內(nèi)受控試驗(yàn)：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)或室內(nèi)受控模式試驗(yàn)，深入研究目標(biāo)海域水母的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)機(jī)制和環(huán)境調(diào)控機(jī)理，數(shù)值模擬和建模分析：結(jié)合目標(biāo)海域水母災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室水母生活史試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)目標(biāo)海域水動(dòng)力和生態(tài)過(guò)程進(jìn)行高分辨率數(shù)值模擬，本發(fā)明中，通過(guò)歷史資料收集、整理和分析，結(jié)合補(bǔ)充調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，確定致災(zāi)水母種群的時(shí)空分布規(guī)律、生長(zhǎng)繁殖發(fā)育過(guò)程、遷移擴(kuò)散聚集模式，明確海域水母旺發(fā)規(guī)律及主控因子，提出水母災(zāi)害快速預(yù)警及防控策略。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自然環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種水母災(zāi)害預(yù)警模型的構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

水母是水生環(huán)境中重要的浮游生物，包括刺絲胞動(dòng)物缽水母綱、十字水母綱、立方水母綱動(dòng)物，水母是一種非常漂亮的水生動(dòng)物。它的身體外形就像一把透明傘，傘狀體的直徑有大有小，大水母的傘狀體直徑可達(dá)2米，傘狀體邊緣長(zhǎng)有一些須狀的觸手，有的觸手可長(zhǎng)達(dá)20-30米，水母身體的主要成分是水，并由內(nèi)外兩胚層所組成，兩層間有一個(gè)很厚的中膠層，不但透明，而且有漂浮作用，它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)時(shí)，利用體內(nèi)噴水反射前進(jìn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，就像一頂頂圓傘在水中迅速漂游；有些水母的傘狀體還帶有各色花紋，在藍(lán)色的海洋里，這些游動(dòng)著的色彩各異的水母顯得十分美麗。

水母沒有大腦，不知饑飽，一生都在進(jìn)食，這些食物通常都是以浮游生物為主，甚至還有小魚小蝦甚至還有同類，水母攝食，會(huì)先用刺細(xì)胞把其他生物刺死，一部分食掉，而更多的是沉入海底，浪費(fèi)掉了，不同的水母，有不同的生殖方式，有些還可以以足囊生殖，像沙海蜇的水螅體沉入海底后，可以在附作物上移動(dòng)，移動(dòng)的同時(shí)，它們可留下一些組織，研究人員稱為足囊，而這些足囊可以繁殖出更多的水螅體，這種自我復(fù)制，無(wú)性繁殖的方式，足以讓最初的十萬(wàn)個(gè)受精卵，最后演變成幾十億個(gè)水螅體，當(dāng)水螅體進(jìn)一步長(zhǎng)大，一摞疊狀的小水母，就會(huì)一個(gè)個(gè)分裂出來(lái)，最終的數(shù)量會(huì)達(dá)到數(shù)百億，水母的水螅體不僅數(shù)量龐大，它們還有一個(gè)特點(diǎn)，就是休眠，當(dāng)外界條件不適合，它們可以休眠40年到60年，一旦時(shí)機(jī)成熟，它們就開始活動(dòng)，而水母的過(guò)度繁殖生長(zhǎng)，會(huì)嚴(yán)重破壞海洋平衡，給人類生活造成不必要的影響，因此，針對(duì)上述問(wèn)題提出一種水母災(zāi)害預(yù)警模型的構(gòu)建方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水母災(zāi)害預(yù)警模型的構(gòu)建方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種水母災(zāi)害預(yù)警模型的構(gòu)建方法，包括以下步驟：

步驟一：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與觀測(cè)：基于對(duì)海域水母歷史數(shù)據(jù)的分析和研究，對(duì)海域水母的觀測(cè)，分為3-5個(gè)重點(diǎn)海區(qū)實(shí)施，設(shè)置典型觀測(cè)站位40-60個(gè)，每個(gè)站位進(jìn)行水文常規(guī)觀測(cè)、水母跟蹤觀測(cè)及打撈任務(wù)，使用聲吶掃描技術(shù)和聲學(xué)粒子跟蹤測(cè)速方法，研究致災(zāi)水母的自主運(yùn)動(dòng)情況，獲取該海域致災(zāi)水母的時(shí)空分布及其與海洋動(dòng)力環(huán)境、生化環(huán)境的關(guān)系，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采樣和輔助潛水調(diào)查，明確該海域水母災(zāi)害發(fā)生源頭、生消過(guò)程、遷移擴(kuò)散模式和種群動(dòng)態(tài)變化規(guī)律；

步驟二：現(xiàn)場(chǎng)與室內(nèi)受控試驗(yàn)：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)或室內(nèi)受控模式試驗(yàn)，深入研究目標(biāo)海域水母的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)機(jī)制和環(huán)境調(diào)控機(jī)理，研究典型水母種群的生活史、生長(zhǎng)適應(yīng)機(jī)制與競(jìng)爭(zhēng)策略，確定目標(biāo)海域水母災(zāi)害發(fā)生關(guān)鍵過(guò)程中的內(nèi)在機(jī)理和關(guān)鍵環(huán)境因子的調(diào)控機(jī)制，為目標(biāo)海域水母災(zāi)害的預(yù)警防控提供數(shù)據(jù)支持；

步驟三：數(shù)值模擬和建模分析：結(jié)合目標(biāo)海域水母災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室水母生活史試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立目標(biāo)海域高分辨率水動(dòng)力-生態(tài)耦合模型，對(duì)目標(biāo)海域水動(dòng)力和生態(tài)過(guò)程進(jìn)行高分辨率數(shù)值模擬，分析目標(biāo)海域主要致災(zāi)水母的時(shí)空分布規(guī)律、運(yùn)移過(guò)程及其對(duì)關(guān)鍵環(huán)境因子的生態(tài)響應(yīng)，水動(dòng)力學(xué)模型擬采用區(qū)域海洋模型ROMS，以拉格朗日法或分形統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)開發(fā)粒子追蹤模型，模擬生態(tài)災(zāi)害遷移過(guò)程，生態(tài)模型采用改進(jìn)的NPZD模型，融合目標(biāo)海域主要致災(zāi)水母特有的生活史特征和環(huán)境驅(qū)動(dòng)因素。