Numerical study of the meridional overturning circulation with “mixing hotspots” in the Pacific Ocean

Using an idealized ocean general circulation model, we examine the effect of “mixing hotspots” (localized regions of intense diapycnal mixing) predicted based on internal wave-wave interaction theory (Hibiya et al., 2006) on the meridional overturning circulation of the Pacific Ocean. Although the assumed diapycnal diffusivity in the mixing hotspots is a little larger than the predicted value, the upwelling in the mixing hotspots is not sufficient to balance the deep-water production; out of 17 Sv of the downwelled water along the southern boundary, only 9.2 Sv is found to upwell in the mixing hotspots. The imbalance as much as 7.8 Sv is compensated by entrainment into the surface mixed layer in the vicinity of the downwelling region. As a result, the northward transport of the deep water crossing the equator is limited to 5.5 Sv, much less than estimated from previous current meter moorings and hydrographic surveys. One plausible explanation for this is that the magnitude of the meridional overturning circulation of the Pacific Ocean has been overestimated by these observations. We raise doubts about the validity of the previous ocean general circulation models where diapycnal diffusivity is assigned ad hoc to attain the current magnitude suggested from current meter moorings and hydrographic surveys.     

The Structure of A Turbulent Jet in A Crossflow-Effect of Jet-Crossflow Velocity

A comprehensive numerical study on the three-dimensional structure of a turbulent jet in crossflow is performed. The jet-to-crossflow velocity ratio (R) varies in the range of 2 - 16; both vertical jets and inclined jets without excess streamwise momentum are considered. The numerical results of the Standard two-equation k-ε model show that the turbulent structure can be broadly categorised according to the jet-to-crossflow velocity ratio. For strong to moderate jet discharges, i.e. R> 4, the jet is characterized by a longitudinal transition through a bent-over phase during which the jet becomes almost parallel with the main freestream, to a sectional vortex-pair flow with double concentration maxima; the computed flow details and scalar mixing characteristics can be described by self-similar relations beyond a dimensionless distance of around 20-60. The similarity coefficients are only weakly dependent on R. The cross-section scalar field is kidney-shaped and bifurcated, vvith distinct double concentr     

Hydrodynamic modeling of flushing time in a small estuary of North Bay, Florida, USA

Freshwater fraction method is popular for cost-effective estimations of estuarine flushing time in response to freshwater inputs. However, due to the spatial variations of salinity, it is usually expensive to directly estimate the long-term freshwater fraction in the estuary from field observations. This paper presents the application of the 3D hydrodynamic model to estimate the distributions of salinity and thus the freshwater fractions for flushing time estimation. For a case study in a small estuary of the North Bay in Florida, USA, the hydrodynamic model was calibrated and verified using available field observations. Freshwater fractions in the estuary were determined by integrating freshwater fractions in model grids for the calculation of flushing time. The flushing time in the North Bay is calculated by the volume of freshwater fraction divided by the freshwater inflow, which is about 2.2 days under averaged flow conditions. Based on model simulations for a time series of freshwater inputs over a 2-year period, a power regression equation has been derived from model simulations to correlate estuarine flushing time to freshwater inputs. For freshwater input varying from 12 m³/s to 50 m³/s, flushing time in this small estuary of North Bay changes from 3.7 days to 1.8 days. In supporting estuarine management, the model can be used to examine the effects of upstream freshwater withdraw on estuarine salinity and flushing time.     

基于GIS的中国东南沿岸海域海产腹足类性畸变与有机锡污染查询显示系统

本研究工作采用基于组件式集成方案的ArcInfo GIS软件、Microsoft Access数据库、MapObjects 2.0软件、AutoCAD软件、VB6．0开发语言作为软件平台，以Legend Pentium Ⅲ（933）作为硬件平台，利用ADO数据接口实现与属性库连接，通过ShellExecute函数达到与ArcView软件、相关网址连接，在此基础上建立了中国东南沿岸海域海产腹足类性畸变与有机锡污染查询显示系统，并使其具有显示、缩放、温游、定位、查询、统计、分析、编辑、输出等功能。这是将GIS技术应用于海洋生态系统的调查、管理和保护的新尝试。     

海南东寨港红树林港湾潮汐动力研究

在海南东寨港林市村附近红树林港湾潮汐动力测量的基础上，建立二维可移动边界有限元数值模型，研究红树林港湾浅水湖滩潮流场特征。实测与计算结果表明，潮沟区流速最大，具驻波特征，呈明显时间－速度不对称，东潮沟涨潮优势，百潮沟落潮优势，整个港湾水体呈顺时针循环。白滩与林地周期性淹没，白滩流速较湖沟略小。林地曼宁系数为白滩的１０倍，流速小于１０ｃｍ·ｓ（－１），约为相应潮沟流速的１／１０。林地如去掉林木，流速可增加３倍以上，流向也有变化。     

石斑鱼虹彩病毒SGIV在宿主细胞内依赖微管运动的行为特征

病毒是非常微小的简单生物, 不能独立生存, 必须借助宿主细胞完成自身的繁衍。病毒侵染进入细胞后, 通常借助于微管通过黏稠的细胞质运动到特定的复制位点。然而, 有关病毒依赖微管运动行为的精细动态研究还比较少。石斑鱼虹彩病毒(Singapore grouper iridovirus, SGIV)为虹彩病毒科蛙病毒属的一个新种, 是海水养殖鱼类的重要病毒性病原, 对海水养殖业造成重大经济损失。利用单粒子示踪技术实时追踪了SGIV病毒粒子沿微管运动的行为, 观察到SGIV在细胞边缘至微管中心之间的双向运动, 最高瞬时速度约0.2μm·s^-1, 均表现为主动运输。病毒粒子运动至微管交叉位置会减速迂回, 而后或受限于此, 平均运动速率约0.008μm·s^-1, 或通过交叉处继续快速运动, 最高瞬时速度为0.2μm·s^-1。同时, SGIV感染会影响微管的形态结构, 随着SGIV感染, 微管逐渐围绕细胞核和病毒加工厂形成环状结构。研究结果初步揭示了SGIV病毒和细胞微管之间相互作用的复杂过程, 丰富了我们对虹彩病毒胞内生命活动的认识, 有助于深入地理解海水鱼类虹彩病毒感染致病机理。     

海洋作业渔船管理系统的设计与运行试验

对渔政管理指挥系统建设项日中的业务软件部分渔船管理系统的设计方案进行了介绍。根据我国渔洋作业渔船的实际管理模式，提出了渔船管理系统设计方案。系统通过网络化的业务处理和管理流程，规范渔船建造、审批、登记以及捕捞许可证发放等管理业务，实现渔船控制指标的统一分配，以控制捕捞业发展规模和保护我国的渔业资源。系统以Microsoft VB6．0，Delphi6．0开发，在Window98／2000／XP环境下运行。通过运行试验，对系统运行环境进行了评估，为渔政管理信息化的建设、系统升级提供了经验和技术依据。     

基于ArcEngine的虚拟校园信息管理系统的设计与实现

阐述基于组件式GIS的开发方式,结合3维建模技术、数据库技术开发虚拟校园信息管理系统的基本思路,重点研究了3维模型的入库方法,以及基于GeoDatabase的数据库设计。以VirtualCampus系统开发为例,介绍了利用Visual C++与ArcEngine开发虚拟校园信息管理系统的方法。     

空间尺度转换与跨尺度信息链接:区域生态水文模拟研究空间尺度转换方法综述

空间尺度转换是近年来区域生态水文研究领域的一个基本研究问题。其需要主要是源于模型的输入数据与所能提供的数据空间尺度不一致以及模型所代表的地表过程空间尺度与所观测的地表过程空间尺度不吻合。综述了目前区域生态水文模拟研究中常用的空间尺度转换研究方法,包括向上尺度转换和向下尺度转换。详细论述了2种向下尺度转换方法: 统计学经验模型和动态模型。前者是通过将GCM大尺度数据与长期的历史观测数据比较从而建立统计学相关模型, 然后利用这个统计学经验模型进行向下的空间尺度转换. 然而动态模型并不直接对GCM数据进行向下尺度的转换,而是对与GCM进行动态耦合的区域气候模型(RCM) 的输出数据进行空间尺度转换. 通常后者所获得的数据精度要比前者高,但是一个主要缺点就是并不是全球所有的研究区域都有对应的RCM。还详细论述了2种向上尺度转换方法: 统计学经验模型和斑块模型。前者是建立一个能代表小尺度信息在大尺度上分布的密度分布概率函数, 然后利用这个函数在所需的大尺度上进行积分而求得大尺度所需的信息。而后者是根据相似性最大化原则将大尺度划分为若干个可操作的小尺度斑块,然后将计算的每个小尺度斑块的信息平均化得到大尺度所需的信息。通常在计算这种斑块化的小尺度信息的时候,对每个小尺度也会采用统计学经验模型来计算代表整个斑块小尺度的信息。建议用斑块模型与统计学经验模型相集合的方法来实现向上的空间尺度转换     

相控阵技术在大气探测中的应用及面临的挑战

摘要： 近年国际上相控阵技术在大气探测领域中的应用有了重要进展,成为雷达气象学研究的又一新热点,并可能成为今后天气雷达发展的重要方向。介绍了相控阵技术在大气探测中应用现状和研究进展,以及近年在气象应用中所获得的最新研究结果,展望了相控阵技术的应用前景,进一步讨论了开展相控阵技术研究所面临的技术挑战和未来发展的方向。为我国开展相控阵天气雷达的研制提供参考。