畸形波作用下JIP Spar平台波浪力分析

利用时域高阶边界元法研究畸形波、系泊系统与浮式结构物耦合作用问题,运用四阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势,采用非线性有限元法模拟系泊缆索的各种受力及缆索的弹性变形。以Longuet Hinggins模型为基础,调整组成波的初相位,在很短的波列中得到满足畸形波定义的波形。分析了聚焦位置、初始相位、谱峰周期、谱宽以及水流参数等对系泊JIP Spar平台缆绳力和波浪荷载的影响。将入射波浪的聚焦点分别设置在平台的迎浪侧和背浪侧,分析缆绳力和波浪荷载聚焦峰值,模拟结果发现其最大值产生在聚焦点为迎浪侧的情况。当聚焦点在迎浪侧时,缆绳力和波浪荷载聚焦峰值随着初相位的增加而减小,随着谱宽的增加而减小,而随着谱峰周期的增加而增加。     

激发频率对高氢稀释下纳米晶硅薄膜生长特性的影响

利用等离子体增强化学气相沉积技术,在高氢稀释条件下,研究不同激发频率对纳米晶硅薄膜生长特性的影响.剖面透射电子显微镜(TEM)分析结果显示,不同激发频率下制备的纳米晶硅薄膜晶化区均呈锥状结构生长,但13.56 MHz激发频率下制备的纳米晶硅薄膜最初生长阶段存在非晶态孵化层,即纳米晶硅薄膜的形成经历了由非晶态孵化层到晶态结构层的转变.而高激发频率(40.68 MHz)下硅纳米晶则能直接在非晶态衬底上生长形成.Raman谱和红外吸收谱测量结果表明高激发频率(40.68 MHz)下制备的纳米晶硅薄膜不但具有较高     

HeLa细胞突起中微丝束的纳米分辨荧光成像

在Matlab编程环境下模拟了单分子定位显微的纳米分辨成像,在传统实验参数条件下,对不同间隔分子带模型进行了模拟成像.模拟结果表明,单分子定位显微方法可以区分中心相隔20 nm的两个分子带.同时,也分析了不同像元大小对单分子定位精度的影响.此外,通过单分子定位显微方法在IX71倒置荧光显微镜上实现了纳米分辨,系统极限分辨率,即半高全宽为48 nm.在该系统上,获得了HeLa细胞突起中微丝束结构的纳米分辨图像.从重构获得的图像中可以看到微丝束的直径为75—200 nm.     

利用卫星数据反演海洋蒸发波导的研究

海洋蒸发波导是海洋大气中的一种异常折射结构,通常是由观测站点的传感器数据计算得出。但这种方法只能得到单点的海洋蒸发波导,无法满足我们对大范围海域的海洋信息需求。文中提出了一种利用卫星遥感数据反演海洋蒸发波导的方法,并利用观测站点的数据对反演结果进行订正,从而得到了完整的大面积海区蒸发波导环境。     

长江口海域水文环境要素分布及溶解氧垂向输运

本文基于2016年长江口海域(舟山绿华山)的连续观测数据,分析了该海域水文环境要素分布,并估算了溶解氧跨跃层垂向输运。本次观测发现,水体的温度、盐度和溶解氧剖面具有明显的分层结构,三者跃层具有相同的变化趋势且主要受潮流变化影响。通过计算,得到跃层浮性频率的平方(N2)在10–3—10–2/s2之间,剪切的平方(S2)介于10–5—10–2/s2。潮流活动会激发水体剪切不稳定促进水体中溶解氧的垂向交换。最后,采用简化的一维溶解氧垂向输运模型,得到观测周期内跨跃层输运的溶解氧的含量为4.75mmol/(m2·d),佐证层化是长江口海域出现氧亏损现象的主要原因之一。     

OSMAR071G地波雷达对“莫兰蒂”台风风眼的观测

利用福建省海洋预报台业务化运行的OSMAR071G高频地波雷达海洋表面观测系统,对2016年9月14日-15日"莫兰蒂"台风穿越台湾海峡并登陆厦门岛的全过程进行了实时观测。根据地波雷达观测的风场数据,计算了海洋表面风场涡流特征,通过涡场结构确定了涡旋的中心,以此确定为台风海面风眼实时位置,通过连续观测,从而得到了台风海面风眼的轨迹。该风眼轨迹与国家卫星气象中心的发布的台风路径基本一致。本次观测表明了OSMAR071G高频地波雷达系统能够准确实时地对台风进行遥感探测。     

基于集合同化方法的南海北部最优观测实验

根据集合同化理论及最优观测方法,应用基于ROMS模式的南海北部区域模拟结果作为集合样本,对该区域的最优观测廓线以及最优观测航次进行了评估和选择.最优观测方法是一种不需要直接同化观测,而通过最小化分析场误差方差理论值来选择最优观测点的方法.最优观测方法根据卡曼滤波理论中协方差矩阵的更新方程,使用一组模式或观测得到的历史样...     

北部湾春季季风转换时期两潜标站余流分析

2007年春季季风转换期间, 在北部湾湾口两站利用潜标观测获得了80余天的流速剖面等资料序列.结合NASA喷气推进实验室物理海洋学数据分发存档中心提供的QuikSCAT海表面风场数据, 以及NOAA国家气候数据中心提供的海表面温度数据, 利用交叉谱分析方法对观测期间两站余流结构及其影响因子进行分析.结果表明: 1) 春季季风转换时期, 北部湾风场北分量具有周期为10d左右的震荡.风的输运造成密度场结构出现相应的震荡, 从而会引起密度流的变化.2) M4站余流主要由风场控制, 水体向北部湾内输运.3) M5站表底层余流差距较大, 整层余流均受到了风的直接影响, 而表层还受到了由风引起的密度流变化的影响, 因此风通过两种方式影响了M5站的余流.     

台湾海峡及其邻近海域海面温度锋的卫星遥感观测

使用1989~2001年的NOAA AVHRR图像,研究了我国台湾海峡及其邻近海域的海面温度锋.卫星遥感观测表明,该海域海面温度锋终年存在,锋面沿50~100 m等深线分布,西段呈西南西-东北东走向,东段以舌状向北突出,长约470 km.给出了该海域海面温度锋的多年月平均、季平均和年平均特征值.统计结果显示,锋的平均强度、平均最大强度和平均宽度分别为0.147,0.281℃/km和15.15 km.锋的各种特征存在明显的季节和年际变化.锋的不稳定性普遍存在,沿锋面常形成半环状的锋波,使锋面呈半环状波动分布.锋波形成的时间尺度约为1~7 d,锋的波长约为35~133 km,年平均波长为63 km,波幅为25~70 km.锋面的波动向北东北方向传播,并存在锋面整体向北东北的平移现象.     

Argo资料的全球上层海温年和半年周期振荡的空间分布特征

利用小波分析方法,对2003-2008年周平均的Argo(地转海洋学实时观测阵)海温资料进行了分析,给出了全球上层海温年周期和半年周期振荡的空间分布特征.结果表明,南北半球中高纬地区以表层海温的年周期变化为主,在低纬度地区,表层海温以半年周期为主,而温跃层附近海温既有年周期也有半年周期(赤道太平洋、东南印度洋和赤道西大西洋以年周期为主;赤道东、西印度洋以半年周期为主).南北半球中高纬的年周期海温和北半球中纬度的半年周期海温在表层范围最大,显著性最高,强度最强,位相最前.随深度的增加,范围减小,显著性降低,强度减弱,位相滞后.信号主要集中在水深50 m以上,影响深度在150m以浅;赤道附近的太平洋和热带东南印度洋的年周期海温以及赤道东、西印度洋的半年周期海温在水深100m范围最大,显著性最高,强度最强,位相最前,信号主要集中在温跃层附近,影响深度均可达500m.     

偏振激光散斑的相关性研究

采用发送一束线偏振激光产生散斑的方法，研究线偏振激光散斑、＂平均椭圆偏振＂激光散斑以及非偏振激光散斑的相关性和精细结构。指出：当漫射器为一片毛玻璃时，散斑激光是线偏振的．其方向与入射激光束相同；当漫射器为涂无光白漆的毛玻璃时，散斑激光是部分或全部退偏的，涂层越厚，退偏越甚。对于强线偏振散斑场，当偏振方向改变时，散斑的精细结构无明显变化，即使是两个正交方向上的散斑图，也保持良好的相关性。对于非偏振散斑场，当照明激光束的偏振方向改变时．散斑精细结构有明显变化。     

Scenarios of tsunami amplitudes in the north eastern coast of Sea of Marmara generated by submarine mass failure

In this paper the tsunamis resulting from a submarine mass failure such as slides and slumps triggered by earthquakes or other environmental effects, which is settled at the bottom of the north eastern Sea of Marmara are examined in one sample region. As the solution method, one hybrid method is developed. The main objective of this method is to combine an analytical solution presenting near-field tsunami amplitudes above the submarine mass failure with a numerical solution indicating the tsunami amplitudes in the coastal regions. For this purpose, one common linear boundary between analytical and numerical solution domains is defined. Movements of Submarine Mass Failures (SMF) are modeled using one simple kinematics source model and the amplitudes of the tsunamis at the region that are closer to the landslide are computed by using the analytical method. SMF is modeled approximately from the bottom geometry, and an average depth is used. Scenarios of SMF are established depending on the velocities and thicknesses of the failure, and near-field tsunami amplitudes are obtained in the open sea during the source time. After the source times, the solutions are found in the numerical region using TELEMAC-2D software system with the mentioned boundary above. In this boundary, the output of the analytical solutions is taken as the boundary conditions or the disturbances for the numerical method. With these disturbances, the numerical method is performed and the amplitudes are calculated in the coastal area. The generation, propagation and coastal amplifications of the tsunamis are illustrated at some certain points and regions both in the open sea and near the coast line. The results have been visualized and discussed.     

2017年9月8日墨西哥沿岸Mw8.2级地震海啸观测数据分析与模拟

2017年9月8日4时49分（UTC），墨西哥瓦哈卡州沿岸海域（15.21°N，93.64°W）发生M_w8.2级地震，震源深度30 km。强震在该海域引发海啸，海啸对震源附近数百千米范围内造成了严重影响。位于太平洋上的多个海啸监测网络捕捉到了海啸信号并详细记录了此次海啸的传播过程。本文选用了近场2个DART浮标和6个验潮站的水位数据，通过潮汐调和分析和滤波分离出海啸信号，对近场海啸特征值进行了统计分析，并采用小波变换分析方法进一步分析了海啸的波频特征。基于Okada弹性位错理论断层模型计算得到了强震引发的海底形变分布，并采用MOST海啸模式对本次海啸事件近场传播特征进行了模拟，模拟结果与观测吻合较好。最后，基于实测和模拟结果，详细分析了此次地震海啸的近场分布特征，发现除受海啸源的强度和几何分布特征影响外，近岸海啸波还主要受地形特征控制，在与特定地形相互作用后波幅产生放大效应，会进一步加剧海啸造成的灾害。     

Optimizing bowtie structure parameters for specific incident light

We investigate optical properties of a bowtie-shaped aperture using the finite difference time domain method to optimize its geometric parameters for specific incident lights. The influence of the parameters on local field enhancement and resonant wavelength in the visible frequency range is numerically analysed. It is found that the major resonance of the spectrum is exponentially depended on the bowtie angle but independent of the whole aperture size. The simulation also demonstrates that increasing the aperture size raises the local field intensity on the exit plane due to an enlarged interaction area between the light and the metal medium. And the near-field spot size is closely related to the gap. Based on these results, the design rules of the bowtie structure can be optimized for specific wavelengths excited.     

一种污水排海的近远区计算与控制方法──以大亚湾水容量计算及污水排海为例

针对点容量计算中混合区限制的要求，采用了动量积分法、经验公式法和有限差分法，分别对污水排放后可能引起的近区、过渡区和远区的污水浓度变化进行了模拟预测，并就一定的限制性条件对容量点近区、高浓度混合区及容量点远区影响范围进行了分析。在大亚湾水容量计算及污水排海规划中的应用表明，该法具有计算机时较省、精度相对较高等优点。     

不同光源及光照时间对凡纳滨对虾生长的影响

以黑暗条件作为对照,研究了白炽灯、日光灯、金卤灯作为照明光源及不同光照时间对凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)生长的影响。实验对虾初始平均质量为2.108g±0.036g(均值±标准误),投喂的饲料为海跃牌全价人工配合饲料,实验持续50d。结果表明:(1)凡纳滨对虾在金卤灯照明的条件下生长最快(P<0.05),在日光灯的连续照明下生长最慢(P<0.05),在其他的光照条件下与黑暗对照的情况下其生长没有显著差异(P>0.05)。其中,金卤灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率比日光灯连续照明时要快55.89%。(2)具昼夜节律日光灯、15W白炽灯照明及15W连续照明的条件下,凡纳滨对虾的摄食率与黑暗对照组无显著差异(P>0.05),在日光灯连续照明时其摄食率显著低于黑暗对照组(P<0.05),在200W白炽灯及金卤灯照明时凡纳滨对虾摄食率显著高于黑暗对照组(P<0.05),但黑暗对照组的摄食率并不是零;说明视觉虽不是凡纳滨对虾主要觅食手段,但视觉是其辅助觅食手段。(3)在具昼夜节律低功率白炽灯照明、高功率白炽灯及日光灯持续照明的条件下,凡纳滨对虾的食物转化率较低(P<0.05)。其他光照条件下凡纳滨对虾的食物转化率与黑暗对照无显著差异(P>0.05),但以金卤灯照明条件下食物转化率最高。(4)研究表明,凡纳滨对虾在金卤灯照明时具有较高的生长速度缘于其较高的摄食率和食物转化率;在日光灯持续照明的条件下,凡纳滨对虾的摄食率和食物转化率均较低,因而此条件下凡纳滨对虾生长得较慢。因此,进行对虾室内养殖时,金卤灯是首先的照明光源,而日光灯作为照明光源是不适宜的。     

基于Hough变换的DInSAR环状地表形变区自动提取

针对当前DInSAR地表形变区检测依赖于人工的现状,提出基于Hough变换的环状地表形变区自动提取方法。该方法在外部DEM的辅助下,由干涉数据获取去地形效应的差分干涉图,在对差分干涉图进行边缘提取的基础上,利用Hough变换实现环状地表形变区的自动提取。采用青海门源震区Sentinel-1A数据和山东济宁矿区ALOS PALSAR数据分别进行环状地表形变区自动提取实验,验证了本文方法的有效性。     

Accurate Acoustic Signal Parameter Estimation for Marine Geodesy Surveys

Acoustic signal parameter estimation is important for diverse marine geodesy surveys and several other applications. However, the received signal from a far-field target characterized by planar wavefront propagation is frequently affected by strong nearby interfering signals. Their presence deteriorates the performance of direction-of-arrival (DOA) estimation for far-field target. In order to enhance the reception of signal from far-field target, the near-field/far-field (NFFF) beamformer is proposed. Such a beamformer optimizes beam pattern for far-field detection by maximizing beamformer output in the direction of the far-field target with the imposed condition to eliminate interfering signals generated in near-field locations. As the interference suppression only occurs at the position of near-field interference, a possible blind zone for far-field detection in conventional methods is not created. The NFFF beamformer is applicable for coherent signals and the scenario with multi interferences. For stationary situation where interferers locations are fixed, the NFFF beamformer computations do not require time updates with associated computational load. Furthermore the proposed method can be extended to several new situations such as acoustic monitoring performed from a stationary platform subjected to water currents, waves, winds and other variables, all of them generating nearby interferences and also to different array configurations including 2D and 3D arrays.     

基于HY-2B散射计的热带气旋定位定强研究

热带气旋灾害是最严重的自然灾害之一,其影响程度主要取决于气旋的中心位置和强度。提高热带气旋中心位置及强度监测水平对于改进热带气旋分析预报精度、减少热带气旋的灾害影响具有重要意义。本文以HY-2B散射计为例,分析了散射计风场散度和旋度的分布特征,发现气旋中心附近风场的散度或旋度具有显著的分布规律,由此提出了一种新的气旋中心定位方法,并与传统的直接定位法进行比较研究。在此基础上,进一步提出了热带气旋风圈大小估计的方法,用于评估气旋的强度。最后,利用台风“范斯高”和“博罗依”的遥感数据对文中的方法进行验证,结果表明,使用新方法定位的气旋中心位置与最佳路径之间的差异小于20 km,散射计17 m/s风圈大小的变化一定程度上反映了气旋的发展规律。     

A Numerical Model for Mixing Areas of Pollutant Discharging into Tidal Flows

- A combined numerical model for computing mixing areas of pollution vertical jet discharging into tidal flows has been developed. This numerical model is composed of a 2-D depth-averaged dynamic far-field numerical model and a 2-D vertical dynamic near-field numerical model. The former uses finite node method to compute velocity, and improved finite node method to compute pollutant concentration distribution; the latter is a k-e turbulence model, and uses SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) method to compute velocity. At the same time, the former provides boundary conditions for the latter. This model can simulate both far- field pollutant concentration distribution and near-field vertical recirculation quickly and precisely. This model has been verified by measured data of pollutant F of the Dachang reach of the Changjing River and test data presented by Chen el al. (1992). On the basis of verification, the authors use a designed hydrograph to compute this mixing area for a cer