歷次核試驗(yàn)進(jìn)入海洋的137Cs對(duì)中國(guó)近海影響的模擬研究

趙昌，喬方利，王關(guān)鎖，舒啟，夏長(zhǎng)水

（1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境學(xué)院，山東青島 266100；2.國(guó)家海洋局第一海洋研究所，山東青島 266061）

歷次核試驗(yàn)進(jìn)入海洋的137Cs對(duì)中國(guó)近海影響的模擬研究

趙昌1，2，喬方利2*，王關(guān)鎖2，舒啟2，夏長(zhǎng)水2

（1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境學(xué)院，山東青島 266100；2.國(guó)家海洋局第一海洋研究所，山東青島 266061）

1945年以來，世界各主要核國(guó)家進(jìn)行了數(shù)千次核試驗(yàn)，這些核試驗(yàn)產(chǎn)生的絕大部分放射性物質(zhì)通過多種途徑進(jìn)入海洋，對(duì)海洋環(huán)境造成放射性污染。本文建立了一個(gè)準(zhǔn)全球海洋的放射性物質(zhì)輸運(yùn)和擴(kuò)散數(shù)值模式，通過數(shù)值模擬手段評(píng)估了歷史核試驗(yàn)釋放的放射性物質(zhì)137Cs對(duì)中國(guó)近海海洋環(huán)境的影響。本文借助前人工作評(píng)估了核試驗(yàn)釋放137Cs進(jìn)入海洋的途徑和總量；通過比較模擬結(jié)果與觀測(cè)資料，表明本文建立的放射性物質(zhì)模式能夠較好地模擬出137Cs在中國(guó)近海及其鄰近海域的分布情況和隨時(shí)間演變特征；模擬結(jié)果表明中國(guó)近海里的137Cs濃度在20世紀(jì)50年代中期達(dá)到最大，其中呂宋海峽海域137Cs濃度最高，達(dá)80.99 Bq／m3；進(jìn)一步分析了2011年3月份日本福島核事故前中國(guó)近海137Cs濃度分布狀況，2011年整個(gè)中國(guó)近海137Cs濃度介于1.0～1.6 Bq／m3間，且其濃度垂向分布較均勻，相對(duì)封閉的南海濃度略高于其他海域。

核試驗(yàn)；放射性物質(zhì)模式；137Cs；中國(guó)近海

1 引言

核試驗(yàn)（nuclear test）又被稱為核試爆，是世界各個(gè)國(guó)家在預(yù)定條件和預(yù)定地點(diǎn)進(jìn)行的核武器爆破試驗(yàn)。1945年以來，世界各國(guó)進(jìn)行了約2 000次核試驗(yàn)，其中在大洋中部島礁附近的核試驗(yàn)釋放的放射性物質(zhì)大部分會(huì)通過大氣沉降直接進(jìn)入海洋；而陸地上空的核試驗(yàn)釋放的放射性物質(zhì)會(huì)進(jìn)入大氣通道，進(jìn)而沉降到陸地和海洋上，而沉降在陸地上的放射性物質(zhì)會(huì)通過入海徑流攜帶進(jìn)入海洋，歷次核試驗(yàn)造成大量的放射性物質(zhì)長(zhǎng)期留存在海洋中［1］。因此認(rèn)識(shí)和研究這些放射性物質(zhì)在海洋中的輸運(yùn)過程及其時(shí)空分布演變特征，對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估海洋環(huán)境核污染現(xiàn)狀，合理開展海洋環(huán)境保護(hù)是十分必要的。

自20世紀(jì)50年代，核試驗(yàn)產(chǎn)生的放射性物質(zhì)對(duì)海洋的影響就已開始引起人們的關(guān)注［2］，早期受研究手段限制，主要采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法研究放射物質(zhì)在海洋中的分布狀況［2—8］。隨著實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)的積累，從20世紀(jì)80年代末核試驗(yàn)產(chǎn)生的放射性物質(zhì)在海洋中的分布與運(yùn)移開始成為研究熱點(diǎn)［7—8］。21世紀(jì)初期日本氣象研究所（Meteorological Research Institute in Japan，MRI）基于歷史觀測(cè)資料，建立了包括90Sr、137Cs和239，240Pu 3種放射性物質(zhì)的海洋數(shù)據(jù)集HAM database version U［9］，HAM數(shù)據(jù)囊括了北太平洋和日本近海的放射性物質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù)，Hirose等利用該數(shù)據(jù)分析了海洋表層放射性物質(zhì)的空間分布特征及其隨時(shí)間的演變過程［10］；針對(duì)全球海洋的放射性物質(zhì)觀測(cè)資料，Povinec等［11］建立了全球海洋放射性物質(zhì)數(shù)據(jù)庫（Global Marine Radioactivity Database，GLOMARD），分析了太平洋和印度洋表層放射性物質(zhì)長(zhǎng)期變化特征［12］。由于實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)的不足，詳實(shí)的刻畫核試驗(yàn)釋放的放射性物質(zhì)在海洋中的分布存在困難，但是通過觀測(cè)資料發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)在海洋環(huán)流的攜帶下，已經(jīng)擴(kuò)散到整個(gè)海洋［12］，對(duì)全球海洋環(huán)境已經(jīng)造成影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，海洋數(shù)值模式進(jìn)入高速發(fā)展階段。從20世紀(jì)90年代開始，數(shù)值手段被用來研究海洋中的放射性物質(zhì)輸運(yùn)過程，取得了比較理想結(jié)果［13—14］。上述研究采用的數(shù)值模式存在水平分辨率不高，水動(dòng)力模式與放射性物質(zhì)模式分離等問題。

針對(duì)放射性物質(zhì)對(duì)中國(guó)近海影響的研究較少，僅有少量觀測(cè)研究［15—17］，缺少針對(duì)核試驗(yàn)釋放的放射性物質(zhì)在中國(guó)近海中的總體分布和變化特征等方面的研究。本文考慮海洋中放射性物質(zhì)的輸運(yùn)擴(kuò)散、海洋中懸浮物對(duì)放射性物質(zhì)的吸附與沉降、放射性物質(zhì)衰變等物理過程，結(jié)合準(zhǔn)全球中等分辨率的海洋環(huán)流模式，建立了全球海洋放射性物質(zhì)數(shù)值模式，分析了歷次核試驗(yàn)釋放的137Cs（主要核試驗(yàn)產(chǎn)物，半衰期30.17 a）對(duì)中國(guó)近海環(huán)境的影響。

2 數(shù)值模式和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 海洋環(huán)流數(shù)值模式與放射性物質(zhì)數(shù)值模式

本文基于普林斯頓海洋模式（POM）建立了一個(gè)準(zhǔn)全球海洋環(huán)流數(shù)值模式［18—19］。環(huán)流模式的計(jì)算區(qū)域覆蓋區(qū)域?yàn)榄h(huán)全球的75°S～65°N區(qū)域，水平分辨率為0.5°×0.5°，垂向?yàn)?1σ層，在海洋的上層和底層采用較高垂向分辨率；模式的東西邊界取連續(xù)性邊界條件，南北邊界取固壁邊界條件；模式地形由Etopo5水深數(shù)據(jù)插值得到，最小水深取為10 m；初始溫、鹽場(chǎng)取自Levitus年平均溫度和鹽度，初始流速取零；采用水平分辨率為1°×1°的COADS月平均通量場(chǎng)作為海表驅(qū)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)行20 a穩(wěn)定積分。

Tsumune等2003年給出一個(gè)適用于深海的簡(jiǎn)化海洋放射性物質(zhì)輸運(yùn)模型［20］，本文將該模型與環(huán)流模式結(jié)合建立了一個(gè)準(zhǔn)全球的海洋放射性物質(zhì)數(shù)值模式。放射性物質(zhì)輸運(yùn)方程表達(dá)如下：

海洋中溶質(zhì)放射性物質(zhì)Cd（Bq／m3）在海水演變中的控制方程為

方程（1）中的ws表示懸浮物沉降速度，取值為ws＝100 m／d，有關(guān)懸浮物取值方法與依據(jù)均來自Marietta在1987年的數(shù)據(jù)報(bào)告［21］，其中懸浮物對(duì)于海水中的放射性物質(zhì)作用相對(duì)于對(duì)流擴(kuò)散和自身衰減是個(gè)小量，但海水中的放射性物質(zhì)更易進(jìn)入生物體，并且含有放射性物質(zhì)的懸浮物沉降后會(huì)對(duì)所在區(qū)域的海洋造成長(zhǎng)期影響；λ由放射性物質(zhì)的半衰期導(dǎo)出。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

環(huán)流模式冷啟動(dòng)，采用的是COADS月平均作為驅(qū)動(dòng)場(chǎng)穩(wěn)定積分20 a，然后開始放射性物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。采用NCEP風(fēng)場(chǎng)作為驅(qū)動(dòng)場(chǎng)，從美國(guó)第一次核試驗(yàn)的1945年開始放射性物質(zhì)擴(kuò)散數(shù)值實(shí)驗(yàn)，一直模擬到2011年3月日本福島核泄漏之前，共得到67 a的模式結(jié)果。

核試驗(yàn)釋放的137Cs主要通過3種途徑進(jìn)入海洋：（1）核試驗(yàn)釋放進(jìn)入大氣的137Cs通過大氣環(huán)流輸運(yùn)，直接沉降進(jìn)入海洋；（2）水下核試驗(yàn)直接把放射性物質(zhì)排入海洋；（3）沉降在陸地上的137Cs通過地表徑流匯集間接進(jìn)入海洋。其中第3種放射物進(jìn)入的海洋途徑漫長(zhǎng)而復(fù)雜，本文所進(jìn)行的數(shù)值實(shí)驗(yàn)不考慮這部分137Cs對(duì)海洋的影響。

世界各國(guó)核試驗(yàn)釋放的137Cs進(jìn)入海洋的總量和其進(jìn)入海洋方式很難確定，前人通過不同的方法對(duì)其進(jìn)行了探討［13－14，22］。本文采用Nakano等人的方法，全球大氣沉降數(shù)據(jù)依據(jù)UNSCEAR報(bào)告中的90Sr數(shù)據(jù)導(dǎo)出［22］。UNSCEAR的報(bào)告中認(rèn)為90Sr與137Cs比率為1.52［23］，UNSCEAR報(bào)告提供了每次核試驗(yàn)的規(guī)模和沉降在試驗(yàn)區(qū)域及進(jìn)入大氣的90Sr的總量；針對(duì)美國(guó)在馬紹爾群島的Bikini和Enewetak環(huán)礁核試驗(yàn)，該報(bào)告不僅給出核試驗(yàn)規(guī)模，而且給出其釋放的90Sr總量。1986年切爾諾貝利核事故造成大量的137Cs進(jìn)入海洋，但其總量沒有統(tǒng)一的結(jié)果。本文數(shù)值實(shí)驗(yàn)假設(shè)1986年后沒有137Cs進(jìn)入海洋。依據(jù)上述方法，估計(jì)通過大氣沉降途徑進(jìn)入海洋的137Cs總量是684 PBq，馬紹爾群島地區(qū)核試驗(yàn)進(jìn)入海洋的137Cs總量是176 PBq，而切爾諾貝利核事故進(jìn)入海洋的137Cs采用一個(gè)較為保守的估計(jì)量15 PBq（圖1）。

1996年美國(guó)能源部通過全球觀測(cè)手段給出了90Sr沉降到海洋的空間分布［24］（圖2），本文認(rèn)為137Cs的初始沉降分布與90Sr的分布相同。對(duì)于在馬紹爾群島處的美國(guó)核試驗(yàn)區(qū)，進(jìn)入大氣和直接進(jìn)入海洋的137Cs（包括水下試驗(yàn)直接排入和在試驗(yàn)場(chǎng)附近直接沉降）應(yīng)該分開考慮，被大氣輸運(yùn)至遠(yuǎn)處的137Cs在全球沉降中已經(jīng)包括，事實(shí)上考慮試驗(yàn)場(chǎng)附近進(jìn)入海洋的137Cs方式應(yīng)該考慮在進(jìn)行核試驗(yàn)時(shí)的氣象要素，如：風(fēng)速、風(fēng)向以及風(fēng)場(chǎng)穩(wěn)定性等，但這些氣象數(shù)據(jù)并不易獲得；Simon等人在1999年發(fā)布的在馬紹爾群島各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)土壤中的239，240Pu濃度［25］，據(jù)此本文給出了試驗(yàn)時(shí)馬紹爾群島處的137Cs的分布比率（圖2）。切爾諾貝利核事故發(fā)生在陸地上，故其所釋放的137Cs直接進(jìn)入大氣通道被輸運(yùn)至全球各地，其沉降分布與核試驗(yàn)所釋放的放射性物質(zhì)沉降進(jìn)入海洋的一致。

圖1 每年進(jìn)入海洋的137Cs的總量Fig.1 Total amount of137Cs discharged into the ocean annually

圖2 通過大氣沉降進(jìn)入海洋的137Cs在全球海洋隨緯度分布和137Cs馬紹爾群島附近海洋的最初分布狀況Fig.2 Percentage of137Cs varied with latitude from atmospheric deposition and distribution of137Cs caused by nuclear tests at Marshall Islands

3 數(shù)值模擬結(jié)果分析

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證

放射性物質(zhì)輸運(yùn)模式的模擬能力依賴于環(huán)流模式，由于篇幅所限本文不再討論環(huán)流模式結(jié)果［1］。本文僅討論核試驗(yàn)釋放的137Cs對(duì)中國(guó)近海海洋環(huán)境的影響，所以選取距中國(guó)近海較近海區(qū)的放射性物質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模擬結(jié)果。

Povinec等人2005年基于GLOMARD數(shù)據(jù)資料，把太平洋和印度洋劃分為17個(gè)區(qū)，把每個(gè)區(qū)內(nèi)全部觀測(cè)資料整合成一個(gè)隨時(shí)間變化的序列，用來研究每個(gè)區(qū)表層137Cs濃度隨時(shí)間的變化特征［12］，對(duì)于具體每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)并未給出實(shí)際觀測(cè)位置。為驗(yàn)證該模式對(duì)中國(guó)近海表層137Cs隨時(shí)間演變的模擬能力，我們選擇Povinec文章中覆蓋中國(guó)近海的2、4、6和14區(qū)（圖3）展開討論。本文選取上述4個(gè)區(qū)中心位置模擬結(jié)果與整合觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比（圖3中的○位置）來評(píng)估所建立模式的可靠性。從海洋表層137Cs濃度隨時(shí)間變化的圖4可以看出4個(gè)區(qū)域模擬和觀測(cè)的衰減速率一致，也就是說本文所建立的放射性物質(zhì)模式能夠刻畫出中國(guó)近海137Cs隨時(shí)間演變過程。

圖3 中國(guó)近海海洋觀測(cè)站位及觀測(cè)區(qū)域劃分分布圖Fig.3 Location of the observation stations and patitionof observation regions in China seas

本文選取Nagaya和Nakamura 1992年文章中使用的1987年黃、東海的觀測(cè)資料（圖3中■，▲）來驗(yàn)證該模式對(duì)137Cs濃度空間和垂向分布的模擬能力。CB-11站為剖面站，其他站位僅有表面觀測(cè)資料［26］。CB-11站剖面觀測(cè)在500 m深度處有一高值，模式未能刻畫這一現(xiàn)象，而且模擬的137Cs濃度在600 m以深偏高（圖5a）；模擬的表層137Cs濃度和觀測(cè)符合較好，其誤差在0.5 Bq／m3（圖5b），最大相對(duì)誤差約15%?？傮w來看本文所建的數(shù)值模式能夠較準(zhǔn)確模擬出在20世紀(jì)80年代我國(guó)近海的137Cs的分布狀況。日本福島核事故后Wu等人對(duì)中國(guó)近海137Cs濃度進(jìn)行了幾個(gè)站點(diǎn)觀測(cè)［27］，本文在下一節(jié)結(jié)合模擬結(jié)果進(jìn)行討論。

圖5 1987年觀測(cè)和模擬剖面（表層）對(duì)比分布Fig.5 Comparison observation in 1987 and the model results

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

如圖1所示，20世紀(jì)50至70年代是137Cs進(jìn)入海洋的高峰階段，主要是這一時(shí)期世界各國(guó)開展了大量的核試驗(yàn)，尤其是20世紀(jì)60年代以前美國(guó)馬紹爾群島大型核試驗(yàn)，所以也就是從20世紀(jì)50年代開始137Cs影響中國(guó)近海。圖6給出了中國(guó)近海從1955年起每15 a的海洋表層137Cs濃度分布情況。1955年前后美國(guó)在馬紹爾群島處進(jìn)行了一系列核試驗(yàn)（見圖1），其釋放的大量137Cs直接進(jìn)入西北太平洋，有部分137Cs隨著環(huán)流向西輸運(yùn)，在黑潮的作用下少量侵入中國(guó)近海（見圖6a）；至1970年外海137Cs濃度要大于除渤海外的中國(guó)近海，由于渤海水深偏淺，通過大氣沉降進(jìn)入海洋表層的137Cs向下稀釋不夠造成渤海137Cs濃度高于其他海域；隨著核試驗(yàn)減少，以及美國(guó)棄用馬紹爾群島核試驗(yàn)基地，通過不同途徑（大氣沉降，外海侵入）進(jìn)入中國(guó)近海的137Cs也隨之減少，所以中國(guó)近海137Cs濃度也開始降低，并且與外海濃度差異逐漸減?。ㄒ妶D6c、d）。

選取8個(gè)站位（見表1）來討論核試驗(yàn)釋放的137Cs侵入中國(guó)近海海域的情況。從圖7和表1中可以看出，位于東海和呂宋海峽附近的3個(gè)站位137Cs濃度極大值出現(xiàn)在1953－1954年，而其他海域所屬的5個(gè)站位137Cs濃度極大值相對(duì)于前者滯后10 a。20世紀(jì)50年代初美國(guó)在馬紹爾群島的核試驗(yàn)釋放進(jìn)入海洋的137Cs隨洋流通過呂宋海峽通道入侵到東海海域造成東海和呂宋海峽附近海域中137Cs濃度極大值事件，而其他站位與外海沒有直接通道相連，其137Cs主要是來源于20世紀(jì)60年代初大量大氣沉降。如圖7所示，60年代初各站點(diǎn)都有137Cs濃度極值出現(xiàn)事件。其中呂宋海峽處濃度最大（A05），東海南部和黃海的137Cs濃度極值次之，南海位置的137Cs濃度最低，日本海137Cs濃度小于黃海和東海。南海和日本海水深超過2 000 m且是半封閉海洋，通過海峽由外海傳入的137Cs總量不大，且137Cs向下輸運(yùn)到深海（見圖7），所以其上層137Cs濃度值不高，其137Cs濃度一直維持在1.2～1.6 Bq／m3之間，但相對(duì)封閉的日本海和南海濃度要高于黃、東海以及呂宋海峽站點(diǎn)，這主要是由于這兩個(gè)海域與外海水交換不暢，沉降進(jìn)入這兩個(gè)海域的137Cs不易被稀釋。

圖6 1955－2000年137Cs在中國(guó)近海的分布Fig.6137Cs distribution from 1955 to 2000 at China seas

表1 選取站位信息Tab.1 Stations selected

上面討論了2011年以前核試驗(yàn)釋放到海洋中的137Cs傳入中國(guó)近海的過程和其在中國(guó)近海濃度的演變特征。而2011年3月日本福島核泄漏事故導(dǎo)致大量放射性物質(zhì)通過直接或間接途徑進(jìn)入海洋，福島核事故釋放到海洋中的137Cs的模擬與預(yù)測(cè)見文獻(xiàn)［1］。核事故前海洋中的137Cs主要源于核試驗(yàn)，圖8給出了福島核事故前我國(guó)近海137Cs的分布狀況，2011年3月中國(guó)近海137Cs濃度介于1.0～1.6 Bq／m3間。而相對(duì)封閉的南海和日本海137Cs濃度略高，黃東海137Cs濃度偏低（1.2～1.3 Bq／m3），但東海外側(cè)137Cs濃度高于黃、東海?；诟u核事故所釋放到海洋中137Cs還沒有通過海洋通道進(jìn)入中國(guó)近海［1］，同時(shí)通過大氣沉降對(duì)中國(guó)近海的影響甚微［27］，所以可以認(rèn)為Wu等2011年5－6月的實(shí)際觀測(cè)與福島2011年3月差別不大，對(duì)比上述模擬的2011年3月中國(guó)近海137Cs分布特征符合Wu等2011年5－6月的實(shí)際觀測(cè)分布（表2），觀測(cè)與模擬的濃度相近［26］，也就是該數(shù)值模式能夠模擬出福島核事故前中國(guó)近海137Cs的分布狀況。

圖7 選取站位表層137Cs濃度隨時(shí)間變化Fig.7 Time series of observed137Cs concentration at sea surface

選取黃海（S01）、東海（S02）和南海（S03、S04）斷面（圖8）討論2011年137Cs濃度的垂向分布特征（圖9）。如斷面S01和S04所示，核試驗(yàn)釋放137Cs在中國(guó)近海垂向分布差距較均勻；僅東海斷面和南海北部斷面水深較深的位置137Cs濃度要大于下層，這與Wu等2011年6月在東海站點(diǎn)（DH23）的觀測(cè)一致；在這4個(gè)海區(qū)的斷面上，以水交換最為不暢的南海中部的137Cs濃度最高，其次是南海北部，濃度最小的海區(qū)為黃海（濃度在1.2～1.3 Bq／m3之間）。

圖8 2011年3月西北太平洋海域和中國(guó)近海表層137Cs濃度分布圖及Wu等2011年觀測(cè)站位分布［27］Fig.8 Modeled distribution of sea surface137Cs concentrations at Northwest Pacific and observations in 2011 by Wu［27］

表2 2011年中國(guó)近海137Cs濃度觀測(cè)［27］和模擬信息Tab.2 Comparison between137Cs concentrations observed by Wu［27］and model results

續(xù)表2

圖9 2011年3月中國(guó)近海137Cs濃度斷面分布圖Fig.9 Vertical distribution of137Cs concentrations at China seas in March 2011

4 結(jié)論

本文基于POM和放射性物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散方程，建立了準(zhǔn)全球（65°N～75°S，0°～360°E）的海洋放射性物質(zhì)輸運(yùn)模式，通過前人工作給出了世界各國(guó)核試驗(yàn)釋放的137Cs進(jìn)入海洋的總量和進(jìn)入方式，為本文數(shù)值試驗(yàn)提供合理初始條件。

結(jié)合觀測(cè)資料，該模式模擬結(jié)果表明，該模式具備模擬核試驗(yàn)釋放到海洋中137Cs在中國(guó)近海隨時(shí)間變化規(guī)律和空間分布特征的能力。核試驗(yàn)釋放的到海洋中137Cs從20世紀(jì)40年代末開始進(jìn)入我國(guó)鄰近海洋，到60年代早期以前其濃度持續(xù)增加，隨著核試驗(yàn)的減少，進(jìn)入海洋的137Cs也越來越少，137Cs隨著持續(xù)自身的衰減和稀釋，從60年代初開始137Cs濃度開始逐漸降低；截至2011年中國(guó)近海水體中137Cs濃度范圍介于1.0～1.6 Bq／m3，而相對(duì)封閉的海域（南海、日本海）的濃度略高，137Cs濃度在中國(guó)近海垂向分布基本均勻。

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Simulation of the influence of137Cs from nuclear experiments on China seas

Zhao Chang1，2，Qiao Fangli2，Wang Guansuo2，Shu Qi2，Xia Changshui2

（1.College of Physical and Environmental Oceanography，Ocean University of China，Qingdao 266100，China；2.The First Institute of Oceanography，State Oceanic Administration，Qingdao 266061，China）

Since 1945，thousands of nuclear experiments have been carried outin many countries.Those experiments，performed either in atmosphere or under seawater，have posed a significant distribution to the radionuclide contamination on the world oceans.The distribution and evolution process of radioactive materials in the ocean have to be studied based on the long-term pollution characters，which requires a marine radionuclides model to be established.Thus in this paper，we have established a quasi-global marine radionuclides model to study the transport，distribution and evolution of the137Cs in the China seas，resulting from the nuclear experiments since 1945.The137Cs is introduced into seawaters not only from the sub-water experiments but also from the global fallout due to atmospheric nuclear experiments.The simulated vertical and horizontal distribution of the137Cs agrees well with the observation.The decaying process of the137Cs is also presented in the simulation.The137Cs from nuclear experiments entered in China seas since the 1940s.In the early 1960s，the concentration of137Cs in China seas reached its maximum and then reduced gradually due to the decay of the137Cs and the dilution from sea waters.By 2011，the concentration of137Cs in China seas is less than 2 Bq／m3and the concentration of137Cs is higher in the South China Sea than in the other seas.

nuclear experiments；marine radionuclides model；137Cs；China seas

X591

A

0253-4193（2015）03-0015-10

趙昌，喬方利，王關(guān)鎖，等.歷次核試驗(yàn)進(jìn)入海洋的137Cs對(duì)中國(guó)近海影響的模擬研究［J］.海洋學(xué)報(bào)，2015，37（3）：15—24，

10.3969／j.issn.0253-4193.2015.03.002

Zhao Chang，Qiao Fangli，Wang Guansuo，et al.Simulation of the influence of137Cs from nuclear experiments on China seas［J］.Haiyang Xuebao，2015，37（3）：15—24，doi：10.3969／j.issn.0253-4193.2015.03.002

2014-01-14；

2014-03-26。

海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201105019）；中韓海洋核安全監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)系統(tǒng)研究項(xiàng)目。

趙昌（1981—），男，山東省曹縣人，博士，主要從事海洋數(shù)值模擬研究。E-mail：zhaoc＠fio.org.cn

*通信作者：?jiǎn)谭嚼?966—），男，山東省德州市人，研究員，博導(dǎo)，主要從事海洋環(huán)流數(shù)值模擬、海洋與氣候數(shù)據(jù)分析方法與應(yīng)用、海洋在氣候變化中的作用等研究。E-mail：qiaofl＠fio.org.cn