海洋声层析研究的两个热点问题

综述了目前海洋声层析研究的两个热点问题，归纳了用声学方法监测气候变化和反演内波两个领域所取得的研究进展，总结了研究过程中存在的问题。     

长牡蛎两种engrailed同源基因的鉴定及其与贝壳发育相关性的研究

engrailed基因属于同源异形基因家族成员,在许多动物的分节、附肢发育、神经系统发育和贝壳形成过程中发挥作用。本研究克隆了长牡蛎两个engrailed同源基因,命名为cgi-eng1和cgi-eng2。序列分析表明,两个基因均具备典型engrailed基因保守的5个EH结构域。利用整装原位杂交技术检测了cgi-eng1和cgi-eng2在贝壳形成的关键时期早期D形幼虫时期的表达情况。结果显示,cgi-eng1和cgi-eng2 m RNA高表达于贝壳外缘,可能与早期贝壳形成过程有关。此外,两个基因的在贝壳外缘的表达模式亦有区别,提示两个基因的功能可能存在一定程度的分化。本研究首次系统鉴定了长牡蛎engrailed基因的成员,并发现它们可能均参与幼虫贝壳形成,研究结果有助于加深对贝类早期发育及贝壳形成的理解。     

闭合Λ型4能级系统中的电磁诱导透明和电磁诱导吸收

准Λ型4能级系统具有电磁诱导吸收(EIA)和电磁诱导透明(EIT)两种特性.准Λ型4能级系统包括两个基态精细结构能级和两个激发态精细结构能级,除光学耦合场和探测场外,附加了一个射频场作用于两个激发态精细结构能级之间.若对此系统进行拓展,在两个基态精细结构能级之间引入一个驱动场,则构成4场作用下的闭合Λ型4能级系统.本文对新引进的驱动场的作用规律进行了重点研究.研究结果表明,当驱动场和射频场的Rabi频率满足不同关系时,系统呈现EIA或EIT两种不同特性,探测吸收曲线的整体轮廓也随之改变.     

运用多元统计方法识别浙北海域两个典型港湾的水质状况

浙北海域两个典型港湾,杭州湾与象山港的水体污染状况日趋严重。本文运用多元统计方法,对分析了研究海域水体的物理及生物地球化学要素进行了量化分析。结果表明,根据物理及生物地球化学特性,层次聚类分析可将研究海域划分为两个不同的子区域;主成分分析分别在杭州湾和象山港识别出3个潜在的污染源,且陆源径流的输入、沿岸工业排污以及自然演化过程为主要源头。因此,研究海域的生态环境保护刻不容缓,应该立即采取相关措施。     

长江口北支河口地貌特征及演变趋势分析

根据近年来侧扫声纳、单波束等野外调查资料,对长江口北支河口地形地貌特征进行了分析。分析结果表明,研究区内水深变化从0~20m,海底地形总体上由西向东倾斜;区内地貌特征主要由两个拦门沙、两个深槽以及一个沙脊组成。同时,利用历史海图与实测水深数据进行了对比分析,分析了研究区内地形地貌的演变趋势。     

泥石流平面形态的统计分析

泥石流扇的平面形态可用规划的几何图形来模拟。在研究了中国西南地区小江流域和意大利东北部阿尔卑斯山区的５２个泥石流扇的基础上，本文提出了两种泥石流扇的平面形态：中国西南地区的“等腰三角形＋半圆形”泥石流扇和意大利东北部的“几何扇”。用统计分析建立了两组泥石流扇和泥石流流域之间的形态度量关系。通过两个研究区域的对比，两个流域参数：流域面积和主沟比降确定为影响泥石流扇平面形态和面积的最重要的因素。     

高温胁迫下皱纹盘鲍不同养殖群体心率变化比较

高温是海水贝类度夏死亡的环境诱因之一。本研究应用一种非损伤性的心率检测方法,检测两个皱纹盘鲍养殖群体在高温胁迫条件下心率等生理指标的变化,尝试以心率变化指标比较这两个群体高温耐受能力。由于高温胁迫下皱纹盘鲍的心率随温度变化的关系符合阿伦尼乌斯(Arrhenius)公式,且心率随温度上升呈先上升后下降趋势,该研究通过计算两者直线拟合拐点即阿伦尼乌斯拐点温度(ABT,Arrhenius break temperatures)指标,用以指示皱纹盘鲍温度耐受程度。以此法对皱纹盘鲍两个群体(高温耐性,对照)各17个个体进行了测定分析,结果表明:两个群体间的ABT存在显著差异,高温耐性组的皱纹盘鲍的ABT显著高于对照组(P0.05);个体ABT指标的高低与测定个体的壳高呈正相关(P0.05)。本研究首次将探讨了高温胁迫下皱纹盘鲍心率变化规律,并以ABT为指标分析比较了两个皱纹盘鲍养殖群体间高温耐受能力,结果对研究皱纹盘鲍和其它贝类温度胁迫下生理响应及抗逆选育具一定借鉴意义。     

复杂动力环境下海上风电单桩基础冲刷研究进展

文章从桩基—土体相互作用与传统桩基冲刷两个方面对国内外复杂动力环境下海上风电单桩基础冲刷相关研究进行了系统的回顾与分析,总结了这两个方面研究中各自存在的不足。为了使研究成果更贴近工程实际,建议该领域未来的研究中应同时考虑传统冲刷研究中的水动力荷载与桩基在复杂荷载作用下的循环振动响应,深入探究冲刷过程对风机单桩基础结构动力特性的影响,揭示复杂荷载动力条件下风机单桩基础附近的冲刷机理,进一步优化现有冲刷防护设计。     

两层流体中多个振荡水平圆柱潜体水动力特性

采用解析方法研究了无限水深两层流体中多个振荡水平圆柱潜体的水动力特性。在线性势流理论框架内,基于多极子方法建立了辐射势的解析表达式,在此基础上导出了附加质量和阻尼系数的计算公式,采用边界元方法对这种解析方法进行验证,同时研究了两种不同工况下多个振荡水平圆柱潜体水动力的特性,结果表明,两层流体的密度比、圆柱的淹没深度以及圆柱的排列方式和间距等参数的变化对水平圆柱群附加质量和阻尼系数有很大的影响。     

声学水位遥测系统

声学水位遥测系统已成本研究研制成功。它包括两个子系统：有线遥测系统和无线遥测系统。本文描述了两个子系统的硬件构成和软件流程图，并简要介绍了该仪器和使用的效果。     

海底声散射特性研究进展

海底是水下声场的重要边界,其声散射特性对水下声场空间结构及分布规律具有至关重要的影响。对目前国际上海底声散射特性研究方面的进展进行了系统的分析和总结,从海底声散射测量技术、海底声散射特性及机理、海底声散射预测模型3个方面进行了论述,并提出了未来研究的方向、研究重点与难点。该工作对于充分了解和认识海底声散射研究的目前现状和未来发展趋势具有很好的借鉴和指导意义。     

Distribution and Acoustic Characteristics of Shallow Gas in the Korea Strait Shelf Mud off SE Korea

Shallow gas in the Korea Strait shelf mud (KSSM) off SE Korea, revealed by high-resolution subbottom profiles, is associated with acoustic blanking, acoustic turbidity, seepages with plumes in the water column, and seafloor depressions. The acoustic blanking, characterized by strong, consistent top reflection and wipeout below, is most dominant. The seaward edge of the acoustic blanking zone generally coincides with the 100-m water-depth contour, suggesting that the water depth (the pressure) may control the distribution of shallow gas. The acoustic turbidity, characterized by diffuse top reflection, is a dark smear, partially blanking the data below. The seepages with plumes, characterized by vertical smearing and disturbed seafloor, are seen only along the shallowest, landward edge of the acoustic blanking zone. This may suggest that the decreased gas solubility at shallow water depths, caused by the lowered pressure, increases the volume of free gas in the sediments, facilitating the gas escape. The seafloor depressions, interpreted as pockmarks, are accompanied by cone-shaped acoustic masking, which is probably the reflection from a narrow vent of gas. The gas-related acoustic anomalies appear to occur mostly in the upper, recent mud of the KSSM. Neither permeable beds nor faults, which can act as vertical migration pathways for deep thermogenic gas, are evident in the recent mud. We interpret that the bacterial degradation of organic matter in situ is the main source for the gas in the KSSM. The upwelling off SE Korea may be an important source for the increased organic matter in the area.     

Distribution and Acoustic Characteristics of Shallow Gas in the Korea Strait Shelf Mud off SE Korea

Shallow gas in the Korea Strait shelf mud (KSSM) off SE Korea, revealed by high-resolution subbottom profiles, is associated with acoustic blanking, acoustic turbidity, seepages with plumes in the water column, and seafloor depressions. The acoustic blanking, characterized by strong, consistent top reflection and wipeout below, is most dominant. The seaward edge of the acoustic blanking zone generally coincides with the 100-m water-depth contour, suggesting that the water depth (the pressure) may control the distribution of shallow gas. The acoustic turbidity, characterized by diffuse top reflection, is a dark smear, partially blanking the data below. The seepages with plumes, characterized by vertical smearing and disturbed seafloor, are seen only along the shallowest, landward edge of the acoustic blanking zone. This may suggest that the decreased gas solubility at shallow water depths, caused by the lowered pressure, increases the volume of free gas in the sediments, facilitating the gas escape. The seafloor depressions, interpreted as pockmarks, are accompanied by cone-shaped acoustic masking, which is probably the reflection from a narrow vent of gas. The gas-related acoustic anomalies appear to occur mostly in the upper, recent mud of the KSSM. Neither permeable beds nor faults, which can act as vertical migration pathways for deep thermogenic gas, are evident in the recent mud. We interpret that the bacterial degradation of organic matter in situ is the main source for the gas in the KSSM. The upwelling off SE Korea may be an important source for the increased organic matter in the area.     

海底沉积物声速测量方法及其比较

归纳了海底沉积物声速特性及声速测量的两大类方法,分析比较了其各自的特点。针对所存在的问题提出了海底沉积物声速实验室仿真测量的思想。对正确运用“703”专项海洋环境调查技术规程中所采用的底质声速计算公式具有指导意义。     

海底底质声学性质原位测量技术研究

系统介绍了海底底质声学性质原位测量技术，提出了新的原位测量方法，并根据这一测量方法，初步设计制作了相应的海底原位测量仪器。利用初步制作的测量仪器在实验室内对砂质沉积物进行了模拟测量试验，仪器测量得到的沉积物声速与直接透射法测量获得的声速基本一致。在宁波近海海域进行了海上实际测量试验，获得了该测量区域海底底质的声速，验证了此测量技术的可行性，为进一步研发先进的海底原位测量仪器奠定了基础。     

珠江口外伶仃洋海底含气沉积物声波反射及衰减特征

高分辨率地震剖面显示,在珠江口外伶仃洋海底有大面积含气沉积物。根据含气沉积物地震反射特征将其分为声学空白、声学幕、声学扰动、不规则强反射顶部和相位下拉等类型。对含气沉积物声波衰减初步分析表明约在3.3kHz附近有一衰减峰值,将实际资料与理论模型计算进行对比,认为此峰值频率对应于等效半径约6mm的气泡的特征振荡频率,此等效半径气泡的阻尼振荡是引起声波衰减的主要原因。     

许氏平鲉幼鱼优势音响驯化时段的初步研究

音响驯化技术是控制鱼群和提高放流回捕率的有效方法。目前,对海水鱼类进行音响驯化时关于音响驯化时段选择的研究积累尚少。本试验研究了在7:20、10:20、13:20、16:20和19:20 5个不同驯化时段水平下,许氏平鲉幼鱼在430Hz正弦波连续音刺激下的行为反应,分别探究了在不考虑非音频刺激因素和减轻(甚至避免)非音频刺激因素对音响驯化效果干扰的前提下,许氏平鲉幼鱼的优势音响驯化时段。结果表明,无论考虑非音频刺激因素对音响驯化效果的影响与否,7:20时段都是许氏平鲉幼鱼的优势音响驯化时段。     

水声通信及组网的现状和展望

水声通信是海洋中无线信息传输的主要技术手段。水声通信技术在海洋环境监测、水下航行器/载人潜水器作业等方面有着广泛应用。同时,水声信道传输状态多变、海洋作业环境恶劣,对通信算法和设备可靠性有较高要求,水声通信及组网成为目前的研究热点。文中面向海洋环境监测领域,从水声通信物理层技术、网络技术及组网应用等方面进行介绍,并对未来技术趋势进行展望。     

感应耦合技术在海洋声学同步测量中的应用

海洋声场环境研究需要对不同深度的海洋声学环境要素进行同步测量,而感应耦合数据传输技术可实现多个单通道水声测量仪之间的同步采集和记录。文中阐述了感应耦合数据传输技术的特点及其在海洋声学环境同步测量中的应用,介绍了一种利用感应耦合数据传输技术实现数据同步测量的声学浮标系统,详细描述了系统的方案设计、结构组成及感应耦合部分的关键技术。实验水池测试表明,该系统工作稳定可靠,数据同步性好,具有良好的应用前景。     

高浓度悬浮泥沙的声学观测

在分析高浓度悬浮泥沙的声衰减机理和进行实验研究的基础上,研制了两种型号的超声波观测仪器(UBD-500/1500超声重度计)用于悬浮泥沙浓度剖面的连续和实时观测,并且已经在长江口航道的浮泥探测、黄河小浪底水库的泥沙观测中得到应用.讨论了测量原理和仪器的设计、标定等问题.这种基于声衰减测量原理的观测仪器的主要优点是标定简便和稳定,含沙量观测范围为10～800kg/m3,标定后的测量误差可达±5%(F.S).