海洋：如何减灾防灾：访物理海洋学家王涛研究员

“怎样减少或防止海洋动力环境灾害的发生是国家和人民极为重视而又期待解决的问题。我认为做为一名物理海洋学家,光研究海洋灾害性动力状况是远远不够的,必须研究并预报预测群发性灾害海洋动力海况,评估受灾体在恶劣海况下的风险性及防范对策,以达到减少或防止海洋动力环境灾害的目的”。这是中国科学院海洋研究所研究员王涛在接受笔者采访时讲的一番话。 王涛研究员长期从事海洋动力学研究。他     

极端海洋环境对海洋平台疲劳寿命的影响

基于渤海和南海的海洋平台设计环境条件,分析了近年来我国近海极端海洋环境条件的发生规律及其对海洋平台疲劳设计条件的冲击。采用Miner’s线性累积疲劳损伤准则和疲劳可靠性理论,研究了极端海况引起的疲劳损伤对海洋平台疲劳寿命的影响,提出了考虑极端海洋环境条件的海洋平台疲劳设计方法。研究表明,由于近年来全球气候变换带来的极端气象条件频发,导致海洋工程结构经历传统意义上的多年一遇海洋环境条件的概率大大增加,使得现行的海洋平台疲劳设计条件偏离了实际的海洋环境条件。数值算例表明,极端海况引起的疲劳损伤在总的疲劳损伤的比例大大增加,甚至成为疲劳损伤的主要部分。因此,这些极端海况引起的疲劳损伤对结构疲劳寿命的影响不容忽略,考虑极端海洋环境条件的海洋平台疲劳设计符合近年来的灾害性海况频发的现状。     

GPS技术在海洋开发中的作用

基于ＧＰＳ技术的新近研究成果，本文主要论述了ＧＰＳ信号在以下四方面的应用：（１）精确测定海洋测高卫星的运行轨道，为全球海洋学研究和灾害性海况信息探测提供数据处理基准；（２）建立陆地一海洋大地测量基准，为海洋划界和海洋国土建设奠定基础；（ ３）建立海底大地测量控制网，为海底工程建设和海底动力学研究提供测量基准，（４）测定海洋平台等海上设施的实时位置，确保海上设施的动态平衡。     

灾害海洋环境下TLP深水张紧式生产立管安全性评估

针对我国南海海域可能出现的超过百年一遇的灾害性海况,结合挪威船级社的DeepC以及ABAQUS软件,通过全系统耦合分析获得张紧式生产立管随TLP平台在灾害海况下的强迫运动,并考虑波浪、流等环境载荷的联合作用,研究TLP张紧式生产立管在灾害海况下的随机结构动力响应。根据广义极值理论对随机结果数据进行拟合后,基于相应规范进行强度分析,完成立管在灾害海洋环境下的安全性评估。     

渤海灾害性海浪特征分析

渤海是我国的北方内海,海洋捕捞、海上航运、石油平台等海洋生产活动频繁,几乎每年都有由灾害性海浪引起的海难事件发生,造成较大的经济损失和人员伤亡.利用渤海周边10个波浪观测站40余年的海浪观测资料,进行了灾害性海浪特征分析和海浪致灾原因分析,给出了渤海灾害性海浪的时、空变化和分布特征,并对海浪灾害致灾原因进行天气学分析.结果表明:渤海灾害性海浪季节和区域特征明显,冬季多发于渤海海峡和莱州湾,一般强度较强;夏季多发于辽东湾和渤海湾,强度较弱.     

第七节 海雾

海雾是海洋上低层大气中的一种水汽凝结现象。由于雾中能见度低，海雾成为海洋运输、水产捕捞、海洋开发和海上军事活动等的一大障碍，是海洋上的一种灾害性天气。     

海洋可再生能源开发利用与技术进展

综述了国内外潮汐能、潮流能、波浪能、海洋温差能、盐差能等海洋可再生能源的开发利用与技术进展,通过开发利用现状分析,认为国际潮汐能技术已达到商业化运行阶段,潮流能技术已进入全比例尺样机实海况测试阶段,波浪能技术已进入工程样机实海况测试阶段,温差能技术已进入比例样机实海况测试阶段,盐差能技术尚处于实验室验证阶段。通过对国内外技术比较认为我国潮汐能技术与国际先进水平差距不大,潮流能、波浪能、温差能、盐差能等海洋能技术与国际先进水平差距较大,潮流能和波浪能等主流海洋能技术基本处于比例样机的海试阶段,在关键获能技术和安全性方面尚待进一步的突破。海洋可再生能源的发展趋势:更大规模的环境友好型潮汐能技术将成为新的研究方向;大型潮流能机组与小型潮流能机组并重,漂浮式技术成为未来发展方向之一;波浪能发电装置稳定性和生存性稳步提高,探索装置阵列化应用;海洋温差能混合工质高效热力循环的使用和海水淡化、空调制冷的综合利用;盐差能技术发展的方向是低成本专用膜的规模化生产。     

海洋调查船世纪之交的技术变革

在21世纪来临之际,国际海洋界正在探讨海洋调查船应有哪些设计变革,才能满足21世纪海洋科学调查研究的需要。其中,海洋学者们一致认为,调查船计算机网络化设计是最重要的变化之一。当前新建调查船普遍采用这一最新设计,调查船因而具备了良好的操纵性能、动力定位和站位保持性能;海水采样、地质采样、生物采样等自动进行,各类测量仪器的投放、回收等受海况影响较少;各学科测量数据     

海洋绞车主动升沉补偿控制系统建模与仿真分析

针对海洋绞车主动升沉补偿系统的控制要求,通过对主动升沉补偿系统的控制机理进行分析,于Simulink软件中搭建海洋绞车主动升沉补偿控制系统的仿真模型。根据负载所处不同海况,设置相应仿真参数,得出负载在不同海况下主动升沉补偿控制系统的补偿特性,绘制了负载在升沉补偿作用下的位移响应曲线及补偿时电机转速响应曲线,并与无升沉补偿作用下的仿真结果进行对比。仿真结果表明,该主动升沉补偿控制系统具备理想的补偿精度。将主动升沉补偿控制系统应用于海洋绞车进行模拟试验,得到了电驱动海洋绞车主动升沉补偿控制系统在四级模拟海况下的试验数据。试验结果表明该主动升沉补偿控制系统满足补偿能力设计要求。研究可为海洋绞车主动升沉补偿控制系统补偿性能的改进与完善提供参考。     

浙江省滨海旅游景区海洋环境预报初探

滨海旅游区海洋环境预报主要是指滨海旅游区海洋环境要素,包括波高、海况、水温和几个相关旅游指数的预报,目的是通过开展海洋环境预报为滨海旅游区的进一步发展服务,为旅客的出游服务,为海洋综合管理、海洋开发利用、海洋环境保护等提供技术保障和技术服务。     

星站差分在海洋倾倒区水位测量中的应用

针对目前传统抛投验潮仪及常规GNSS方法在海洋倾倒区水位测量中存在的问题,提出了基于星站差分技术的海洋倾倒区水位测量的思路,对OmniSTAR系统进行收敛时间及高程精度测试,并在营口、锦州倾倒区进行应用试验。结果表明,OmniSTAR系统经过25 min收敛,高程定位精度能够达到厘米级;OmniSTAR水位测量结果与验潮仪水位保持了较好的一致性,锚定状态下的水位测量结果优于在航水位,在2级海况下,精度能够达到一般精度指标要求,验证了星站差分系统在海洋倾倒区水位测量的可行性,达到3级海况时,在航水位存在误差较大情况。     

最佳航线服务

目前,随着国际经济合作的加强,人们越来越重视海上运输。由于海洋上的天气及海况常常变化无常,这就给航行在大洋的远洋轮提出一个问题,即如何避开海上各种恶劣天气及海况,充分利用有利的气象条件,从而即可省时、又能获得较好的经     

中国海1997年海浪灾害分析及 1998年海浪灾害预测

本文主要分析了１９９７年中国近海海浪灾害及灾害性海浪的特征,并对１９９８年中国海灾害性海浪出现天数进行了预测,以供沿海地区及从事海洋开发,渔业、交通运输等事业和企业部门参考。     

我国研制出高技术海洋资料浮标

为迎接海洋21世纪的到来,以适应海洋环境监测、海洋防灾减灾、海洋资源开发和海洋科学研究的需要,山东省海洋仪器仪表研究所和国家海洋局东海分局联合攻关,应用世界高新技术研制成功我国新一代FZF3-1型海洋资料浮标,近日投入海洋浮标网东海F站位使用。 海洋资料浮标是无人值守的海洋自动观测站,能够在恶劣海况下连续加密观测,是任何观测手段无法替代的现代化海洋观测工具。     

从海洋高科技谈起风险投资与知识经济

开发利用海洋具有重要的战略意义。人类生产和生活空间逐渐向海洋推进,海洋空间利用日益多样化;海水作为巨大的液体矿,逐步进入综合开发利用阶段;许多近海区域将成为蓝色田野和牧场,海洋农牧业将成为新兴产业;海洋矿产和能源开发规模越来越大。但我国沿海地区受风暴潮、海冰、灾害性海浪、海洋地质灾害等多种海洋灾害的影响,是海洋灾害最严重的国家之一。20世纪80年代我国每年因海洋灾害造成的经济损失达十几亿元,90年代增至100亿元左右,海洋灾害已成为制约我国海洋经济和沿海经济持续稳定发展的重要因素。海洋的自身变异性特点和…     

海洋环境观测技术研究进展

回顾了近年来海洋观测技术发展的基本情况和主要成果,同时指出了海洋观测技术的局限性,与数值模拟技术相结合的必要性,以及加强发展海啸、风暴潮和孤立内波等灾害性强海洋动力过程的监测技术和预警研究的迫切性。     

KSS31M型海洋重力仪动态性能的分析

采用海上实测数据对KSS31M(SN 036)海洋重力仪的阻尼延迟时间和可靠性做了分析,提出采用船只机动转向时重力数据和定位数据、厄特渥斯值的响应时间差来确定在该海况和仪器滤波系数时重力仪的阻尼延迟时间。得到的2级海况滤波系数下的阻尼延迟时间为60 s,比厂方提供的理论值更接近实际。本方法有助于提高海洋重力测量的精度。同时重力读数与厄特渥斯值变化的相位和振幅吻合,表明KSS31M海洋重力仪具有很高的可靠性和准确性。     

用陆地卫星─5近红外图像观测胶州湾海况

对海洋上空卫星测得的近红外波段辐射所反映的信息进行理论分析，表明卫星近红外波段图像上反映的是海况信息。1986年11月5日陆地卫星TM6图像显示胶州湾海表温度的波状分布，TM2，TM3，TM4波段彩色合成图显示胶州湾的悬浮泥沙含量分布和泥沙运动。TM4图像显示在海洋波动和风力作用下的海况，并用实测潮汐资料、气象信息解译胶州湾海况。在胶州湾中、西部，悬浮泥沙含量较高，而TM4波段辐射值较低，图像阴暗，较高的泥沙含量并没有提高TM4波段的辐射值。胶州湾东部，悬浮泥沙含量较低，而TM4波段辐射值较高，图像明亮。TM4波段辐射值并不反映泥沙含量和海底深度，它们仅提供海洋表面粗糙度或海况信息。     

灾害性天气对海洋产业的危害与防治对策

论述了灾害性天气对海洋产业的危害,并就管理监督,灾情预报,灾情调查与统计,普及海洋知识,提高从业人员的素质与应变能力等方面防治对策,以使海洋产业能安全有序地发展。     

最佳航线与海况相关模拟试验

本文在模拟海洋环境要素时、空变化的情况下,计算横越北太平洋的船舶最佳航线。结果表明,最佳航线和海洋环境要素的分布及变化有极为密切的关系,尤其是强温带气旋活动对最佳航线选择影响更为显著。最佳航线计算精度取决于天气及海况预报时效的长短,原则上是预报时效越长,航线优化效果越好。考虑当前天气预报和海况预报的技术水平,以5天预报加气候平均为基础,按递推方式不断计算最佳航线,可望接近最佳效果。