海洋中倾废物的声学测量的跟踪

本文较详细地讨论了海洋声学体散射理论和海水中悬浮物扩散理论。对比ＤＦＳ－２１００型声学测量系统和ＴＣＬ－２０４型双频探鱼声纳的技术性能之后，对国产ＴＣＬ－２０４声学系统作了重大改进，使其适于对海洋倾废物进行测量和跟踪。现场实验结果表明，经过改进后的系统是的成功的，同时也说明了文中所用的扩散理论对分析海洋悬浮物的扩散规律是有用的。     

应用海洋声学遥感技术的领域

声遥感技术在海洋中的应用并不是一个新的领域。从原理上说,电磁波遥感技术(包括卫星遥感和航空遥感)能对海洋表面的某些特征,例如表层水温、波高,悬浮物的扩散范围等,进行有效的遥感测量,而海洋声学遥感系统则可以监测海洋内部某些特性的变化情况。由图1可见,声波在低频范围内的吸收系数比电磁波小得多,100Hz时,它们相差约6个数量级,在     

二维彩色悬浮物声学剖面绘图软件设计

本文阐述了声学剖面计算机绘图原理,并介绍了在AST-386SX/16微机VGA显示器上绘制二维彩色水体悬浮物浓度声学剖面图的软件设计方法,绘出了海上倾废物云团沉降过程悬浮物浓度剖面模拟绘图实例.该软件可绘出实验中声学系统不同时刻探测的各个声学剖面上悬浮物浓度时空分布的清晰图象,解决了声学剖面的计算机判读和绘图问题;是海洋倾废研究及悬浮物在海洋中的物理海洋学研究的一种有用的软件。     

海洋综合测量声学系统间信号干扰的分析

针对海洋综合测量多种声学测量系统间的窄带相干声学干扰现象进行了理论分析，并针对克服窄带干扰提出了一些具有实用价值的建议。     

QSF3—1型声学应答释放器的可靠性分析

本文就海洋监测系统中用到的一种仪器－ＱＳＦ３－１型声学应答释放器进行了可靠性分析。采用了迄今为止，在国外被公认的对复杂系统进行可靠性分析的最好方法－失效树分析法。详细地介绍了建树过程及各基本事件概率的计算方法，给出了ＱＳＦ３－１型声学应答释放器的可靠性指标。最后对提高释放器的可靠性途径进行了讨论。     

声学系统信号的量化与数字化处理

声学系统是探测悬浮颗粒物在海洋中的短期时空分布状态,揭示悬浮颗粒物的沉降、扩散和迁移特性的有效工具。本文阐述了声学系统信号与悬浮颗粒浓度的量化(以美国Datasonics声学系统为例)及信号数字化处理。用处理后的数据可定量分析海洋中悬浮颗粒物时空分布以及不同密度层和水团的分布,可供从事物理海洋学方面的研究。文中阐述的声学信号处理方法对在海洋调查研究、海洋环境保护研究和海洋环境监测中声学技术的应用可提供一个借鉴。     

大亚湾倾倒区海洋动力对疏浚物扩散的影响分析

本文利用对大亚湾海洋倾倒区在9个月倾倒期间的跟踪监测数据统计、分析其在接纳疏浚物倾倒期间悬浮物浓度的特征以及变化特点；通过相关系数的计算，分析海洋动力（波浪、海流）对疏浚物扩散的影响．结果显示：海区海洋动力较强，疏浚物扩散快速，因此，大量倾倒时，倾倒区悬浮物浓度并不大幅度上升；海域的波高与倾倒区悬浮物浓度存在显著正相关，即波浪是影响倾倒区浓度的主要因素；海流是疏浚物扩散的主要因子，其作用导致监测海区很少出现高悬浮物浓度．自然状态下，海水的运动状态和悬浮物浓度也在不断变化之中，因此，如何确定海域的悬浮物本底浓度是一个值得进一步探讨的问题．     

Datasonics声学系统输出信号与悬浮物浓度的关系及计算

Datasonics声学探测系统的主要功能之一是实时探测水体中悬浮颗粒物浓度的时空分布。本文论述了该系统输出信号与悬浮物浓度的关系,分析了关系式中各项的意义,给出了Data-sonics系统悬浮物浓度的计算实例:并对声学系统参数的确定及其在计算中的应用进行了讨论。对于不同的声学系统,可根据各自的系统参数依此方法进行声学信号与悬浮物浓度的标定及计算。     

海底表层沉积物声速特性研究进展与探讨

海底表层沉积物具有多相、多颗粒、多形态的组成结构，导致其声学特性复杂多样。通过分析压缩波速度和切变波速度特性的研究现状，指出有待于解决的科学问题和关键技术问题。在分析国内外有关海底沉积层声速特性研究基础上，提出采取系统、可控的实验测量手段解决当前测量存在的4点问题。综合分析了压缩波速度和切变波速度存在的统计回归关系和理论分析关系，探讨了当前地声反演、采样样品声学测量、原位声学测量3种方法存在的测量尺度、测量频率、测量状态等的差异，探讨建立不同测量方法和测量技术对测量结果进行统一性解释的方法，从而获得不同类型、不同区域的海底表层沉积物真实的声速特性。最后，从实验室声学测量、物理力学参数测量、流固耦合特性分析、原位测量及海底监测、采样测量与原位测量的误差分析及校正、海底大纵深声学测量6个方面提出技术需求，为提高声学探测海洋和海底的精度服务，推动海洋声学探测和海洋工程发展。     

围海造陆工程泄水口悬浮物扩散规律分析

掌握围海造陆工程泄水口悬浮物扩散规律,对保护海洋水环境质量具有重要意义。选取围海造陆工程泄水口为研究对象,基于泥沙对流扩散方程,推求出泄水口悬浮物扩散平面二维分析解表达式。开展现场观测,确定泄水口源强取值,并对泄水口悬浮物扩散进行理论计算和分析。研究结果显示,围海造陆工程施工后期,泄水口悬浮物流失非常严重。泄水口附近水域出现的最大悬浮物浓度主要由源强的大小来决定,悬浮物扩散范围主要由流速的大小来控制。     

Effects of presence of a circumpolar region on buoyancy-driven circulation

Effects of the presence of a circumpolar region on buoyancy-driven circulation are investigated by using an idealized numerical ocean model. Comparison of circulation and meridional density (heat) transport is made between a closed ocean and an ocean with a cyclic gap near its southern boundary. The presence of the circumpolar region leads to disconnection of the meridional overturning across the circumpolar region. And the circumpolar eastward flow reaches the bottom of the ocean. It is essential for this that the pycnocline is deeper than the bottom of the gap. Since the amount of the mass transported northward must return southward at the levels deeper than the bottom of the cyclic gap, the weak stratification, hence weak vertical geostrophic shear, at the deeper levels leads to inactive communication across the circumpolar region. Meridional heat transport across the circumpolar region is made mainly by horizontal diffusion for the ocean with the cyclic gap, while the contribution of the advection is dominant for the closed ocean. Sensitivity of meridional heat transport to change in horizontal diffusivity is studied. The meridional heat transport for the ocean with the cyclic gap is more sensitive than for the closed ocean. The change in heat transport occurs not only in the circumpolar region but also in the rest of the ocean. It is suggested that subgrid scale phenomena, especially mesoscale eddies, in the circumpolar region controls the whole ocean to a great extent.     

Determination of water component age in ocean models: application to the fate of North Atlantic Deep Water

A method allowing the calculation of both concentration and age of an individual water component is used to examine the penetration and fate of North Atlantic Deep Water (NADW) in a global ocean model. The method is consistent with the recent theory of water component age by Delhez et al. Its application in ocean models is straightforward and involves specification of two ideal tracers, and its efficacy is verified here via comparison with water component ages obtained by a second method, involving the time history of a single ideal tracer, and whose application is rather more restricted. Age estimates by the two methods are compared in the case of an interior ocean source region (suitable for marking the model's NADW, and forming the main focus of the study) and in the case of a ocean surface source region (featuring high density surface water in the far Northern Atlantic). The concentration and age of NADW are determined for two versions of the model, differing only in the inclusion or exclusion of isoneutral diffusion. The age and, especially, the concentration of NADW in the deep Southern, Indian and Pacific Oceans are significantly lower in the version with isoneutral diffusion. Both versions indicate that most of the NADW ultimately reaches the surface in the model Southern Ocean.     

热液系统输向大洋的热通量估算

从四个方面对现代海底热液活动输向大洋的热通量进行了初步估算.热液系统通过集中、高温的热液烟囱和低温、大面积漫溢热水的形式向海洋输送的热通量为357GW;由底热异常边界层计算出的热通量为32GW;根据Baker提出的扩张洋脊的扩张速率和扩张洋脊热液柱覆盖率之间的线性关系,推算的热液通量为1086GW;根据扩张洋脊岩墙冷却和扩张推算的热通量为592GW.不同的方法给出的结果有较大的差异.一方面这些结果反映了热液系统向大洋的供热水平,另一方面反映了目前对现代海底热液活动的认识水平.虽然热液系统向大洋的热输出比太阳的热辐射小,但由于其特殊的供热方式,这部分热能仍有可能对全球气候带来影响,应在今后的研究中给予重视.     

Design and research on the two-joint mating system of underwater vehicle

In the 21st century,people have come to the era of ocean science and ocean economy.With the development of ocean science and technology and the thorough research on the ocean,underwater mating technique has been widely used in such fields as sunk ship salvage,deep ocean workstation,submarine lifesaving aid and military affairs.In this paper,researches are made home and abroad on mating technology.Two-joint mating system of underwater vehicle is designed including plane system,three-dimensional assembly system and control system in order to increase the capacity of adapting platform obliquity and adopting rotational skirt scheme.It is clear that the system fits the working space of underwater vehicle passageway and there is no interference phenomenon in assembly design.The finite element model of the system shell and the pressurization of the joint are established.The results of the finite element computing and the pressing test are accordant,and thus it can testify that the shell material meet the need of intension and joint pressurization is reliable.Modeling of the control system is accomplished,and simulation and analysis are made,which can provide directions for the controller design of mating system of underwater vehicles.     

垂向湍流扩散系数的不确定性对深层叶绿素最大值现象模拟的影响

深层叶绿素最大值(Deep Chlorophyll Maximum,DCM)现象的数值模拟是研究海洋表层生态系统和全球碳循环的重要组成部分之一。但是由于自身的复杂性和观测的局限性,数值模式中物理参数的不确定性给模拟结果带来了一定程度的误差。其中,垂向湍流扩散系数(vertical turbulence diffusion)是模式所包含的物理参数中很难直接通过观测来确定的参数,它在模式中的来源和取值往往具有很大的不确定性。本文通过条件非线性最优(参数)扰动(Conditional nonlinear optimal perturbation related to parameter,CNOP-P)方法,研究了垂向湍流扩散系数的不确定性对模式模拟结果的影响。我们发现,垂向湍流扩散系数对DCM模拟产生最大影响的CNOP型扰动位于生产力层的上半部分。并且,去掉生产力层内湍流扩散系数的误差,模式模拟的改进程度最高达到了80%。可见,垂向湍流扩散对生态系统的发展和保持起着极其重要的作用,改进垂向湍流扩散系数的不确定性,对DCM的数值模拟有着重要意义。     

海上蒸发波导模式研究进展及面临的问题

对流层中电磁波的反常传播可以导致错误的气象雷达测量,海洋上最常出现的反常传播现象是蒸发波导.本文重点介绍了迄今为止有重要影响的3个蒸发波导模式,美国的PJ模式、欧洲的MGB模式和最近发展的Babin模式.所有蒸发波导模式都是以莫宁-奥布霍夫(Monin-Obukhov)相似理论为基础,但是这些模式在相似理论应用上显著不同.通过相同条件下的对比实验表明,Babin模式使用了最近精确的整体相似表达式,并采用了小风速相似理论拓展技术和湿度的盐度订正技术,结果优于PJ模式和MGB模式.     

渤海海域溢油应急预测预警系统研究Ⅰ.海洋动力要素预测技术研究

采用“油粒子”模型,模拟溢油在海洋中的漂移扩散运动,将海流、波浪和风场的模拟结果作为溢油漂移计算的外强迫,来驱动溢油漂移模型,计算其漂移路径.把计算的溢油漂移结果与地理信息系统等平台相结合,建立了渤海海域应急预测预警系统.本文作为该系统研制中的一部分,主要介绍了海流数值计算模型、波浪数值计算模型、风场数值计算模型和溢油...     

中国海洋潮汐40年来研究进展

近４０年来我国海洋潮汐的研究获得显著进展。本文分别对潮汐的分析、推算，潮汐谱估计，平均海面，潮波理论和数值研究等方面进行阐述。潮汐分析、推算已有１００多个分潮的模型可供应用，交点订正系统除利用ｆ、ｕ的１１个公式外，还根据Ｗ．Ｈｏｒｎ的ｊ．ｖ模型，利用Ｄ．Ｅ．Ｃａｒｔｗｒｉｇｈｔ新的引潮势展开推出５９个ｊ、ｖ公式，后者理论上更为精确，它反映了近代天文学研究进展的成就。平均海面提出一种随机动态分析、预测模型，能比较可靠地求出平均海面长期变化趋势，并能对未来几年内作出月平均海面的预报。潮波理论结合中国海实际，研究潮汐摩擦规律及其效应，已能说明中国海主要分潮波系统的形成及其分布变化，潮波数值计算和模拟取得很大的发展，有些在建港和海洋开发利用中已经得到应用，是一种很有前途的研究方法。潮汐表的编算水平高、范围遍及各国主要海港，受到用户的欢迎。总起来说，我国海洋潮汐的研究工作，经４０年来的努力，从总体上说达到了国际水平，某些方面居领先地位。但整个潮汐的观测站网、仪器装备、监测水平和精度，仍有待改进提高。     

中国近海现场海洋观测系统设计评估

中国科学院正在发展一个在中国近海(包括黄海、东海和南海)现场海洋观测系统。观测系统包括3个沿岸观测站点、4个近海离岸浮标和由观测船只按固定航线做的船舶观测断面。观测站点、浮标和断面的位置已经预先确定,这个计划在2008-2011实施。利用基于卡尔曼理论的样本集合方法对这样一个能够监测大尺度的季节和年季变率的观测系统设计进行了评估。根据卡尔曼滤波理论,用集合样本的方法能够给出经过同化这个观测系统位置的观测资料后能够减少多少分析误差和分析场的不确定性。用2个来自不同模式、不同分辨率的模式的结果作为集合样本来计算静态的背景误差协方差,这2套样本分别是来自分辨率是0.5°×0.5°的模式同化结果和高分辨0.125°×0.125°的模式结果。由这2个不同资料得到的结果是一致的。发现来自3个近岸和4个离岸浮标得到的观测能够有效地减少SST在渤海、黄海、东海和南海中部的分析误差。然而在越南东部和台湾东部海域,分析误差减少的百分比相对要小。最后,给出了中国近海最优的观测位置序列设计。     

曲折海湾中潮汐和环流的数值研究

The Shacheng Bay(SCB) is one of the most complex coastal bays in southeast China and due to the fact of complicated geometry and dynamic coastal processes, it is considered as a challenging area for the numerical simulation of its hydrodynamic characteristics. The most advanced finite volume ocean model, finite-volume coastal ocean model(FVCOM), has adopted to simulate this hydrodynamic system, where tidal currents, tidal residual current and dye diffusion processes were studied and analyzed quantitatively. The validation of this numerical model matches well with various observation data, including elevation and current data. The misfit of a tidal elevation has a relative standard error of 3.66% and 4.67% for M2 and S2 tide components. The current validation shows a good match with an average error of 10 cm/s and 8° in the speed major axis and its direction respectively between the simulation and the measurement. This proves the robustness and reliability of this model. It is also found that the cape effect is significant and important in this system. The dye diffusion simulations show a 53 d flushing period for the whole inner bay waterbody. The results are of its first kind for understanding the hydrodynamic system in the SCB and they can provide helpful and trustful scientific information for others.