福島核事故釋放的137Cs在西北太平洋海水中輸運的模擬與預測

趙云霞,韓 磊,曲大鵬,趙 昌,莊展鵬,袁業立

(1.中國海洋大學海洋與大氣學院,山東青島266100;2.國家海洋局第一海洋研究所,山東青島266061; 3.青島海洋科學與技術國家實驗室區域海洋動力學與數值模擬功能實驗室,山東青島266071)

福島核事故釋放的137Cs在西北太平洋海水中輸運的模擬與預測

趙云霞1,2,3,韓 磊2,3*,曲大鵬2,3,趙 昌2,3,莊展鵬1,2,3,袁業立1,2,3

(1.中國海洋大學海洋與大氣學院,山東青島266100;2.國家海洋局第一海洋研究所,山東青島266061; 3.青島海洋科學與技術國家實驗室區域海洋動力學與數值模擬功能實驗室,山東青島266071)

2011-03-11日本福島核電站放射性物質發生泄漏事件,本研究基于MASNUM(Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling)海洋環流模式,建立了西北太平洋海洋放射性物質輸運擴散模式,對事故釋放的137Cs在海洋中的輸運和擴散過程進行了20 a的模擬與預測。根據與觀測資料的比較,驗證了所建立的模式具備模擬放射性物質在海洋中的輸運擴散過程的能力。結果顯示:至2015年,137Cs表層活度濃度已經擴散至整個中國海域,活度濃度值在0.01 Bq/m3左右;事故發生10 a后,研究海域137Cs表層活度濃度趨于均勻,為0.20～0.60 Bq/m3左右;20 a后,137Cs在海洋表層的活度濃度要小于0.15 Bq/m3。垂向擴散的結果顯示:事故發生10 a后,黃海海域137Cs垂向分布較為均勻,東海東部陸架海域活度濃度高于西部海域,且上層海水中137Cs活度濃度高于底層海水,南海北部海域137Cs活度濃度高于南部海域,且略小于黃海和東海;至2030年,中國近海137Cs的活度濃度的垂向分布趨于均勻,南海略高于黃海和東海;日本海137Cs活度濃度主要集中在表層,最大活度濃度出現在2016年,約為0.20 Bq/m3;西北太平洋海域137Cs活度濃度要高于其他4個海域;2030年以后,整個海域137Cs活度濃度在水平和垂向分布均趨于均勻,均小于0.15 Bq/m3。

福島核事故;137Cs;放射性物質擴散模式;西北太平洋

海洋中的放射性物質主要通過大氣沉降和直接排入兩種方式進入海洋,在海洋中的存在形式有3種:1)海水中溶解的放射性物質;2)吸附在懸浮物上的放射性物質;3)海底沉積物中的放射性物質。以上這3種形式存在的放射性物質,在海洋中隨著海水的平流和混合作用相互轉化,對海洋的生態系統產生影響。離子態放射性核素通過水體的垂直運動,被懸浮物顆粒吸著,與有機或無機物質凝聚、絮凝,或通過累積放射性核素的生物的排糞、蛻皮、產卵、鉛直移動等途徑才能較快地沉降于海洋的底部。沉積物對大多數放射性核素都有很強的吸著能力,其富集系數因沉積物的組成、粒徑、環境條件有較大的差異。海流、波浪和底棲生物還可以使沉積物吸著的放射性核素解吸,重新進入水體中,造成二次污染。

自20世紀80年代開始,各國學者開始嘗試用數值模擬的方法開展海洋中放射性物質擴散的研究工作。1985年Evans利用箱式模型計算了波羅的海的放射性物質的含量[1]。自此箱式模型被廣泛地應用在放射性物質擴散的模擬中,其主要原理是將研究的區域劃分成一個個小的箱子,不同的箱子之間通過海水的平流和混合作用進行物質交換[2-6]。Lepicard等研發的POSEIDON/RODOS(Real-time On-line Decision Support System)箱式模型能夠同時模擬多源輸入的放射性物質,該模型可以計算出溶質中和沉積物中放射性物質的活度濃度[2-3]。

(李 燕 編輯)

在海洋放射性物質輸運模式的發展進程中,Perianez等做了大量的工作。1996年Perianez和Abril在潮汐模式的基礎上發展了一個近海海洋放射性物質輸運模式,給出了放射性物質在海洋中3種存在形式的4個擴散方程的概念模型,其中沉積物中放射性物質擴散方程分為兩部分,也詳細地介紹了他們之間的轉換關系,本文的工作也參考了該概念模型[7]。1998年Perianez在前兩年工作的基礎上繼續發展了可模擬深海放射性物質輸運的模式,將其應用于3H,137Cs和239,240Pu在海洋中的輸運研究[8]。1999年,Perianez又對其所建立的模式進行了進一步的完善,模擬了愛爾蘭海域的239,240Pu的分布[9]。2004年,Perianez建立了3種動力模型來模擬由法國La Hague核廢料處理基地釋放的137Cs在英吉利海峽處海水中和沉積物中的含量,文中也給出了海水中放射性物質幾種存在形式之間的交換系數[10]。此外,Tsumune等在OGCM(Ocean General Circulation Model)基礎上發展的放射性物質輸運模式也取得了較為理想的成果[11-12]。

當地時間2011-03-11T14:46,日本宮城縣東部海域發生里氏9.0級地震,引發了破壞力極大的海嘯,海嘯最高值達到40.5 m。海嘯越過福島核電站的堤壩摧毀了核電機組,冷卻系統出現故障,進而引發核電站1-4號機組爆炸,導致大量放射性物質泄漏。

福島核事故發生后,各國研究人員開始對此次事故釋放的放射性物質在海洋和大氣中的擴散展開了一系列的研究。2011-04,Qiao等針對福島核事故,利用CCSM3(Community Climate Atmosphere Model version 3.0)氣候預測模式與MASNUM(Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling)海浪-潮流-環流耦合數值預報系統,在理想條件假設下,對泄漏的放射性物質的輸運擴散路徑進行了情景模擬和預測[13]。Kawamura等根據東京電力公司(Tokyo Electric Power Company,TEPCO)提供的放射性物質泄漏的時間序列,通過示蹤物方式模擬了海洋中131I和137Cs的擴散過程[14]。2012年Nakano等建立了分辨率為2°×2°的準全球海洋放射性物質輸運模式(Long-term Assessment Model of Radionuclides in the oceans,LAMER),對此次核事故泄漏的137Cs在海洋中的長期變化進行預測[15]。何晏春等使用全球版本的邁阿密等密度海洋環流模式(Miami Isopycnic Coordinate Model,MICOM),對此次核事故泄漏的放射性物質在海洋中的傳輸及擴散進行了數值模擬[16]。Wang等使用一個空間分辨率為(1/8)°×(1/8)°的區域海洋環流模式(Regional Ocean Modeliny System,ROMS),在北太平洋海域對核物質進行了數值模擬[17]。趙昌等在2014年,利用普林斯頓海洋模式(Princeton Ocean Model,POM)建立了一個分辨率為0.5°×0.5°的準全球環流模式,對福島核事故泄漏進入海洋的137Cs對中國近海的影響進行了模擬與預測[18]。2015年,趙昌等在此模式的基礎上,對歷史上核試驗進入海洋中的137Cs對中國近海的影響進行了模擬研究[19]。

137Cs是核事故釋放人工放射性核素中最重要的核素之一,半衰期為30.17 a,能同時釋放出β射線和γ射線,137Cs通過食物鏈進入人體之后,聚集在肌肉組織中,危害人體健康。因此,對海水中137Cs比活度的分析在海洋核安全的監管工作中占有很重要的地位。我國水產養殖137Cs的標準為700 Bq/m3。福島核事故對世界各國都產生了嚴重的影響,放射性物質在海洋中的輸運和擴散的研究也備受關注。本文考慮了放射性物質在海洋中的3種存在方式,基于一個兩時間層、原始方程三維海洋環流模式——MASNUM(Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling)海洋環流模式,在西北太平洋海域建立了一個高分辨率的海洋放射性物質輸運擴散模式,在此基礎上模擬預測福島核事故對西北太平洋,尤其是對中國海域的影響。

1 模式建立

1.1 海洋環流模式的建立

本文基于國家海洋局第一海洋研究所自主研發的一個兩時間層、原始方程三維海洋環流數值模式建立了一個區域海洋環流數值模式[20]。該環流模式從完整的地球流體力學的控制方程出發,在Boussinesq近似和靜力學假定下,詳細的給出了地形坐標下,雷諾平均的海水運動的控制方程,如下:

連續方程:

動量方程組:

溫鹽方程組:

式中,變量uj為水平和垂向速度,j=1,2,3;T,S分別為海水的溫度和鹽度。υ是海水的運動黏性系數,κT為海水的分子熱擴散系數,κS是海水的鹽度擴散系數。AM,BV和KM分別為水平黏性系數、波生湍流混合系數和垂向湍黏性系數。AH和KH分別為水平尺度耗散系數和垂向湍耗散系數。這些系數通常被驗證有以下關系AM?KM?υ和AH?KH?υ。

BV是Qiao等[21]2004年提出的一種將海浪混合作用加入模式的方法,改進了模式的混合方案,波生湍流混合系數BV可表達為海浪波數譜的形式:

MASNUM環流模式水平采用Arakawa C網格,垂向采用sigma網格,在數值算法上,內模態和外模態的時間差分算法均采用了兩時間層的歐拉前后差分格式(Forward-Backward),三維預報方程中水平擴散項采用顯式、垂向擴散項采用隱式,非線性平流項采用顯式處理。該環流模式在中國近海潮汐的模擬預測中,對遲角的模擬表現出一定的改善,也能模擬出典型的黃海冷水團的主要特征和變化規律[20]。

本文環流模式計算區域為99°～150°E,0°～50°N(圖1),水平分辨率為(1/6)°×(1/6)°,垂向分為16σ層,上層和底層采用較高的分辨率。模式的邊界條件取自準全球環流模式結果[20]。地形數據采用政府間海洋委員會和國際水道組織提供的GEBCO(General Bathymetric Chart of the Oceans)0.5'×0.5'的水深數據插值而來。初始溫鹽場取自Levitus 1982年平均溫度和鹽度。模式冷啟動,初始流速取零。海表驅動場采用COADS(Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set)提供的1°×1°的月平均熱通量場和風場插值得到。此外加入了潮流開邊界條件,還考慮了長江沖淡水的影響及波致混合作用,物質輸運模式的開邊界條件由全球模式結果插值得到。

圖1 研究區域水深地形圖Fig.1 Topography of the Northwest Pacific Ocean

1.2 放射性物質擴散模式的建立

為模擬放射性物質在海洋中的輸運和擴散過程,必須建立一個合理的放射性物質輸運擴散模式。1996年Perianez[7]提出了放射性物質在海洋中3種存在方式的輸運和擴散的概念模型,詳細地介紹了放射性物質在溶質中、懸浮物中及大小不同的沉積物中的擴散及相互轉化過程。本文在Perianez提出的概念模型的基礎上,忽略了沉積物中放射性物質對溶質中和懸浮物中放射性物質活度濃度的影響,給出了適合本研究區域合理的放射性物質輸運擴散方程。溶質和懸浮物中放射性物質在海洋中的輸運擴散方程:

式中,Cd和Cs(Bq/m3)分別為溶質和懸浮物中的放射性物質活度濃度;H是水深,星號表示下一時間步長對應的物理量;m為懸浮物濃度,隨著水深的變化而變化,在表層取值為m(0)=0.25 g/m3,隨深度z的變化關系式為m(z)=m(0)×10-0.0005z;k1,k2為溶質和懸浮物中放射性物質活度濃度的轉化系數,其中k1= x1Ss,x1=2.10×10-8m/s為表層交換速度,由實驗室數據得到[10]是單位體積的懸浮物顆粒與溶質之間的表層交換,其中懸浮物密度ρ=2 600 kg/m3,懸浮物半徑R=1.5×10-5m,均為常數。k2=1.16×10-5s-1,由實驗室數據得到[10];平流項adv和擴散項diff可以寫成如下形式:λCd為長期變化項,衰變系數對于放射性核素137Cs來講,其半衰期T=30.17 a。本文模擬的日本福島核事故137Cs的輸運擴散的初始場來自TEPCO發布的2011-03-11—04-06日本福島第一核電站釋放到海洋和大氣中的137Cs的含量。

2 環流模式結果驗證

為了驗證環流模式對西北太平洋的模擬能力,本文對模擬的海表溫度場和流場與觀測資料進行了驗證。

2.1 海表溫度場

海表溫度場的驗證,我們選取了美國國家海洋大氣管理局(NOAA)的氣候態資料WOA13(World Ocean Atlas 2013)氣候態溫度場作為參考。圖2給出了模式積分20 a氣候態海表溫度場(a:2月,c:8月)和WOA13資料(b:2月,d:8月)氣候態海表溫度觀測資料的分布。從圖中可以看出,模式積分20 a的SST可以很好地反映出觀測的SST的一些基本的特征。2月份,研究區域的SST整體呈現由南至北遞減趨勢,且梯度較為顯著,赤道太平洋海區溫度在28℃以上,中國南海海域SST也較高,一般為20～28℃,渤、黃、東海的SST為0～20℃。SST的模式結果分布也很好地反映了黃海暖流、對馬暖流及黑潮的配置關系。黑潮及暖流的流經海域,其SST要明顯高于鄰近海域,東海黑潮水溫高達20～24℃,流經至日本沿岸海域,SST減小至16～22℃。冬季,泰國灣口附近較觀測結果偏低,40°N以北海域結果偏高。8月份,是北半球夏季,也是全年水溫最高的月份。35°N以南大部分海域,SST在26～30℃,個別海域已經超過30℃。日本沿岸海域SST在26℃左右,35°N以北海域,SST隨緯度增加呈遞減分布。夏季,45°N以北海域以及20°N太平洋海域模擬的SST較觀測結果偏高。總體來看,MASNUM海洋環流模式模擬的SST結果在一定程度上能夠很好地再現研究海域氣候態SST的分布特征。

圖2 模擬的海表面溫度場與WOA13氣候態溫度場的比較Fig.2 Comparison between the Model simulated and WOA13 Monthly climatology SST

2.2 表層流場

圖3給出了模式模擬的研究區域的20 a平均的表層流場(a:2月,b:8月)與OSCAR(Ocean Surface Current Analyses-Real time,c:2月,d:8月)和SODA(e:2月,f:8月)氣候態平均的表層流場分布。通過比較可以看出,環流模式模擬的表層流場可以很好地描述北赤道流、黑潮、黑潮延伸體、棉蘭老流和北赤道逆流的特征。冬季,北赤道流在太平洋西邊界發生分岔,表層分岔位置在12°30'N左右,其北向分支形成黑潮,在30°N左右轉為東向流動的黑潮延伸體;其南向分支形成棉蘭老流,在5°N左右轉為東向流動的北赤道逆流。夏季,北赤道流表層分岔位置向北移動,在14°N左右。渤、黃、東和南海的表層流場受東北季風和西南季風的影響,存在明顯的季節變化特征。這也進一步表明MASNUM海洋環流模式模擬的西北太平洋的流場在一定程度上能夠很好地再現西北太平洋流場的氣候態變化特征。

圖3 模式模擬與OSCAR,SODA氣候態表層流場分布Fig.3 Climatological monthly surface current from the model,OSCAR and SODA

3 放射性物質137Cs的模擬結果

MASNUM海洋環流模式能夠模擬研究海域的水動力特征,在此基礎上,模擬并預測了2011年日本福島核事故中泄漏的137Cs在海洋中的輸運擴散過程。

Aoyama等給出了2011-11—2012-03日本核事故后在日本周邊及太平洋海域的137Cs的表層活度濃度的觀測數據[23]。表1選取了本文研究區域范圍內的10個觀測站點(ST01～ST10)的137Cs的表層活度濃度信息,并以此來驗證模式模擬的準確性,10個觀測站點的位置在圖1中已給出(黑色三角形)。二戰以來,各國的核試驗、核廢料及核武器等排入到海洋中的放射性核素仍有殘留,表1中給出了趙昌等給出的這10個站點至2011年福島核事故之前的137Cs的比活度信息[19]。通過比較,10個站點的模擬結果與觀測結果相對誤差都在10%以內。相關分析也顯示實驗結果與觀測結果較為一致,二者的相關系數達到98%。總之,通過與觀測數據的比較分析,驗證了在MASNUM環流模式基礎上運行的放射性物質輸運擴散模式在模擬137Cs在海洋中的輸運擴散過程是可靠的。

表1 2011-11—2012-03137Cs的觀測和模擬信息Table 1 Comparison between the observed and the model simulated137Cs concentration variations

3.1 放射性物質137Cs的水平擴散

為了研究放射性物質在西北太平洋海域的長期輸運擴散路徑,圖4給出了福島核事故泄漏的核物質137Cs在2011-06—2030-06中在海洋表層的分布情況。從圖中可以看出,核事故發生3個月后,由于事故發生在黑潮延伸體流域,使得放射性物質迅速向東擴散,日本東部海域表層137Cs的活度濃度最高達到300 Bq/m3以上;1 a后,日本附近海域137Cs表層活度濃度下降兩個量級,在1～10 Bq/m3;自2013年開始,核物質蔓延至中國海域,137Cs表層活度濃度小于0.005 Bq/m3;2015年的水平分布顯示,137Cs已經擴散至整個中國海域,表層活度濃度在0.01 Bq/m3以上。東海和臺灣以東海域的137Cs表層活度濃度在0.10 Bq/m3以上;至2020-06,即福島核事故10 a后,研究區域的137Cs表層活度濃度趨于均勻,在0.20～0.60 Bq/m3,這種狀態將持續5～6 a,到2026年之后,137Cs表層活度濃度將減小至0.20 Bq/m3以下;事故發生20 a后,經過進一步的擴散和稀釋,137Cs在海洋表層的活度濃度小于0.15 Bq/m3。

圖4 模式模擬的20 a137Cs表層活度濃度分布Fig.4 Simulated distribution of surface137Cs concentration in 20 years

3.2 放射性物質137Cs的垂向擴散

為了進一步了解福島核事故釋放的137Cs在研究海域的輸運擴散過程,本文在研究區域范圍內,選取5個代表性的站點P01～P05和4個斷面A～D(圖1)來研究137Cs在各個海域中的垂向擴散,表2給出了選取的5個站點的信息。

圖5給出了選取的5個站點的137Cs 20 a的垂向分布,圖6和圖7分別給出了2020-06和2030-06,4個斷面的137Cs的垂向分布。從圖中可以看出:黃海代表站位P01與東海代表站位P02的垂向分布大致相同,由于海域水深較淺,137Cs的活度濃度上下趨于一致;2016年,東海海域137Cs活度濃度在0.20 Bq/m3左右,黃海海域137Cs活度濃度在0.10 Bq/m3左右;東海海域最大活度濃度在0.28 Bq/m3左右,出現在2017—2020年間,黃海海域最大活度濃度在0.22 Bq/m3左右,出現在2019年;2020-06黃海A斷面的垂向混合較為均勻,137Cs活度濃度上下層趨于一致,約為0.22 Bq/m3;東海靠近陸架區域的137Cs活度濃度高于西海岸,活度濃度最高可達到0.5 Bq/m3,且上層海水中137Cs活度濃度略高于下層海水。到2030年,黃海和東海中的137Cs活度濃度均小于0.14 Bq/m3,海域東部活度濃度高于西部。

表2 選取的5個代表站點的信息Table 2 5 selected representative stations

圖5 選取的5個站點處137Cs活度濃度的20 a垂向分布Fig.5 Vertical distribution of137Cs concentration at the five selected representative stations in 20 years

2020年,南海海域137Cs活度濃度總體小于黃海和東海,最大活度濃度大約為0.20 Bq/m3,且南海北部的137Cs活度濃度要高于南海南部,垂向分布呈現上層活度濃度高于底層;南海北部海域,中層海水中137Cs活度濃度要高于表層和底層海水;P03實驗站點的時間分布顯示,在2022年南海中部137Cs活度濃度出現最大值,約為0.18 Bq/m3,且位于500 m層附近;接下來的10 a,137Cs活度濃度又呈遞減趨勢,至2030年,南海整個海域中137Cs活度濃度趨于均勻,活度濃度在0.1 Bq/m3左右。

日本海海域137Cs活度濃度主要集中在表層,最大活度濃度出現在2016年,大約為0.20 Bq/m3;西北太平洋海域,137Cs活度濃度要高于其他四個海域,最大活度濃度大約在1.20 Bq/m3,出現在2016年,位于100～300 m層;核事故20 a后,整個研究海域,137Cs活度濃度在垂向分布上趨于均勻,大部分海域137Cs活度濃度小于0.12 Bq/m3,西北太平洋海域上600 m層137Cs活度濃度略高,但也不超過0.14 Bq/m3。

圖6 2020-06選取的4個斷面的137Cs活度濃度的垂向分布Fig.6 Vertical distribution of137Cs concentration at the four selected representative sections in June 2020

圖7 2030-06選取的4個斷面的137Cs活度濃度的垂向分布Fig.7 Vertical distribution of137Cs concentration at the four selected representative sections in June 2030

4 結 論

本文基于MASNUM海洋環流模式,針對2011-03日本福島核事故,建立了西北太平洋的區域放射性物質的輸運擴散模式,采用TEPCO給出的核事故釋放137Cs的含量作為初始條件,對放射性137Cs在20 a間的輸運過程及其在研究海域的垂向擴散進行了研究。根據與觀測資料的比較,該模式具備模擬放射性物質在海洋中的輸運擴散過程的能力,主要得到以下結論:

1)137Cs的水平輸運顯示:至2015年,137Cs表層活度濃度已經擴散至整個中國海域,活度濃度值在0.01 Bq/m3左右;事故發生10 a后,研究海域137Cs表層活度濃度趨于均勻,在0.20～0.60 Bq/m3;20 a后,經過進一步的擴散和稀釋137Cs在海洋表層的活度濃度都要小于0.15 Bq/m3。

2)137Cs的垂向擴散顯示:至2020年黃海的垂向混合較為均勻,137Cs活度濃度上下層趨于一致;東海靠近陸架區域的137Cs活度濃度高于西海岸,且上層海水中137Cs活度濃度略高于下層海水;南海海域137Cs活度濃度總體小于黃海和東海,且南海北部的137Cs活度濃度要高于南海南部。至2030年,黃海和東海中的137Cs活度濃度均小于南海,且海域東部活度濃度略高于西部。日本海137Cs活度濃度主要集中在表層,最大活度濃度出現在2016年。西北太平洋海域,137Cs活度濃度要高于其他4個海域。

3)核事故20 a后,整個研究海域,137Cs活度濃度在水平和垂向分布均趨于均勻,大部分海域137Cs活度濃度均小于0.15 Bq/m3。

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Numerical Study and Prediction of137Cs Transport From the Fukushima Nuclear Accident in the Northwest Pacific Ocean

ZHAO Yun-xia1,2,3,HAN Lei2,3,QU Da-peng2,3,ZHAO Chang2,3,ZHUANG Zhan-peng1,2,3,
YUAN Ye-li1,2,3(1.College of Oceanic and Atmospheric Science,Ocean University of China,Qingdao 266100,China; 2.The First Institute of Oceanography,SOA,Qingdao 266061,China; 3.Laboratory for Regional Oceanography and Numerical Modeling,Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology,Qingdao 266071,China)

On March 11,2011,significant amounts of radioactive contaminants were leaking into the air and oceans causing by the Fukushima Daiichi nuclear power plant(FD-NPP)accident.Based on a twotime-level,three-dimensional numerical ocean circulation model(named MASNUM),we established a high resolution Northwest Pacific Ocean radionuclides transport model to simulate and predict the transport of the leaking radioactive isotope137Cs resulting from the nuclear accident in 20 years.According to the comparison with the observation data,the established radionuclides transport model was validated effective and reliable.The results show:the surface concentration of137Cs had spread to the whole China seas in 2015,with the concentration about 0.01 Bq/m3;the surface concentration tend to be evenly distributed in 10 years,at around 0.20～0.60 Bq/m3;till 2030,the concentration in surface ocean is less than 0. 15 Bq/m3.The vertical diffusion results show:in 2020,the concentration of137Cs in the Yellow Sea are roughly the same in the vertical distribution;the concentration of137Cs is larger in the east of the East China Sea than the west area,where the concentration in the surface layers is larger than the bottom layers; the concentration in the northern South China Sea is larger than that in the southern seas,and a slightly smaller than the Yellow Sea and the East China Sea;the137Cs concentration vertical distribution becomes homogeneous in the China seas in 2030;The high concentration in the Japan Sea will concentrate in the surface layer,with a maximum value of 0.20 Bq/m3in 2016.The137Cs concentration in the Northwest Pacific Ocean with a maximum concentration is larger than the other four seas.The137Cs concentration of the entire area will be affected to be consistent in horizontal and vertical distribution in 20 years,with the low concentration less than 0.15 Bq/m3.

Fukushima nuclear accident;137Cs;radionuclides transport model;the Northwest Pacific Ocean

March 11,2016

P731.23

A

1671-6647(2017)02-0221-13

10.3969/j.issn.1671-6647.2017.02.007

2016-03-11

國家自然科學基金項目——波浪破碎對表層海洋湍流的能量輸入(40906017)和福島核事故泄漏入海137Cs在西北太平洋向西南輸運的數值研究(41506035)

趙云霞(1987-),女,黑龍江牡丹江人,博士研究生,主要從事物理海洋學方面研究.E-mail:zhaoyx@fio.org.cn

*通訊作者:韓 磊(1981-),男,山東濰坊人,副研究員,博士,主要從事波浪破碎和海洋環流數值模擬方面研究.E-mail:hanlei@fio.org.cn