海洋工程试验池中风场模拟

在考虑海洋工程装备在极端海况和运行海况下的载荷与受力,风载荷也是一个不可忽视的因素.目前物理模型试验仍是研究海洋工程结构物载荷与运动性能的重要手段,而深海结构物在水平漂移运动较大,如何在较大范围内得到满足试验要求的风场,是提高试验能力的重要问题.应用数值计算方法对大范围的风场模拟进行了分析,并进行了相应的物理实验,在此基础上对海洋工程试验的风场模拟提出了若干建议.     

2022年春季湖北一次强对流天气过程雷达卫星闪电观测特征分析

利用卫星、雷达、闪电和NCEP再分析资料等,以湖北省2022年3月16日一次大范围强对流过程为研究个例,对西南涡移动过程中两个不同位置对流系统的观测特征进行了分析。结果表明:槽前西南涡东移是本次强对流的主要影响系统,东部的风雹天气主要出现在低涡及暖式切变线顶部,南部对流则是由低涡南部冷式切变线诱发。本个例中对流发展初期云顶亮温TBB逐渐下降到220 K以下,未来1 h TBB变率局部最大可达-30℃,大部分闪电紧贴着TBB≤220 K积云右侧和TBB变率大值区中心及边缘,对流系统右侧的闪电对于对流系统的发展移动有较好的指示意义;成熟期TBB≤210 K的积云面积达到最大,未来1 h TBB变率减小,密集闪电分布在积云云团中部且随着TBB低值区移动。雷达观测反射率因子垂直剖面呈右倾结构,对流发展阶段的右倾特征更为明显,闪电位于对流系统右前侧,和≥45 dBz的强回波基本吻合;≥45 dBz、≥50 dBz组合反射率面积,≥10 km、≥12 km回波顶高面积与对流发展演变呈正相关,正、负地闪峰值出现较风雹有0~18 min的时间提前量,负地闪的首次峰值对风雹的提前量可达18 min。     

甲板上浪过程中水流运动规律数值研究

甲板上浪发生时产生的巨大冲击载荷可以对海洋结构物造成严重破坏,其发生时的海况比较恶劣,带有较强的非线性特点。采用CFD软件Fluent中的动网格功能造波结合软件中的VOF模块捕捉自由液面再现了单个极大波浪的生成过程,继而对固定甲板情形下的上浪问题进行了考察,波浪遭遇甲板后产生了流动的分离,甲板上下的水体表现出了完全不同的流动特点。通过可视化计算结果和深入细致的速度剖面分析,更好地加深了对这一复杂流动过程的理解。最后还将模拟结果与实验结果在定性和定量上进行了对比,表现出了良好的一致性。     

导致热带产卡拉胶海藻大规模死亡原因分析与藻株抗病差异性比较

2008年夏季东南亚地区栽培的产卡拉胶海藻麒麟菜类陆续发生冰样白化病害并造成大规模死亡.本文根据作者近年来的观测和实验数据探讨了产生该现象的环境因素,通过重演性实验验证和比较了不同株系抗病力差异.结果表明:1)不同海菜株系的抗病能力差异很大,从印度尼西亚引进株系比从菲律宾引进株系抗病能力强,其中株系5抗病能力最强,没有发生冰样白化病症:株系4、6和11的抗病能力次之,只在10%以下的藻株出现病害症状,日生长速率在7%以上的高水平:株系7、8和9号病害损伤程度是印度尼西亚引进株系中最为严重的,但比原产菲律宾海菜要轻.2)与往年同期气象数据相比,在病害发生期间光照时间短、强度弱、海水温度高、降雨量多、蒸发量少、海水盐度下降,上述变化明显不能满足热带产胶海藻生长所需要环境条件,导致了海菜生理状况和生长速率下降.3)从海湾内海菜发病分布和死亡程度上,越远离海湾口和偏离主航道、水浅流速小区域所栽培的海菜发病越早、死亡也越严重;相反,在靠近湾口与外海具有较好水交换和离航道近、水深流速大的区域,海菜发病相对较晚.4)重演实验证实,将海菜浸泡在盐度28的海水中2h,1天后部分株系就会出现冰样白化病症,3天后藻体软化而死亡;海菜浸泡在22盐度的海水2h,会导致更多株系的海菜发生严重的白化病害并死亡.上述结果表明,过多降雨所导致的海水盐度下降是诱发热带产胶海藻爆发大面积病害发生和死亡的主要原因.     

基于SHAP值方法的乌拉特梭梭(Haloxylon ammodendron)林保护区土壤表层碳氮储量及其影响因素研究北大核心CSCD

土壤碳氮储量对陆地生态系统碳氮循环及全球变化研究具有重要意义。为了阐明乌拉特梭梭(Haloxylon ammodendron)林国家级自然保护区土壤碳氮储量分布与变化规律,利用相关性分析、随机森林与SHAP解释方法确定影响土壤碳氮储量的关键因子。本研究采用可通行路线网格布点法,在保护区内布设61个调查点,采集表层土壤(0~20 cm),测定土壤碳氮储量,分析其主要影响因素。结果表明:乌拉特梭梭林保护区内土壤全碳和全氮储量在空间上均呈现西高东低、北高南低的特点,其中核心区的全碳储量(1429.91 g·m^(-2))显著高于缓冲区(1194.09 g·m^(-2))和试验区(986.36 g·m^(-2));不同区域的全氮储量差异不显著(P>0.05),核心区、缓冲区、试验区分别为76.79、62.39、51.28 g·m^(-2);pH、电导率、梭梭树高度、物种丰富度、植被盖度和草本生物量在3个区域差异显著(P<0.05)。影响梭梭林保护区表层土壤全碳储量的关键因子为土壤全碳、土壤全氮、土壤含水率、电导率、容重、梭梭树高度、植物密度和pH,SHAP分析表明土壤容重、pH与土壤全碳储量呈负相关,其余因子与土壤全碳储量均呈显著性正相关;影响土壤全氮储量的关键因子为土壤全氮、土壤全碳、电导率、容重、土壤含水率、梭梭树高度、植被盖度、碳氮比和植物密度,SHAP分析表明土壤容重、碳氮比与土壤全氮储量呈负相关,其余因子与土壤全氮储量均呈显著性正相关;基于SHAP值计算的平均因子贡献率表明,保护区内较低的植物密度是限制土壤碳氮储量的关键因素。本研究同时发现,当梭梭树的平均高度高于2 m时对土壤碳氮储量的贡献有显著提升,因此加强对保护区内梭梭林的管理对提升土壤质量具有积极作用。     

盐度降低对长心卡帕藻原初光化学反应的影响

为探讨大量降雨如何导致热带产胶海藻长心卡帕藻死亡,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析,研究了盐度降低对热带产胶海藻长心卡帕藻光化学反应的影响,结果表明,盐度降低对PSⅡ反应中心、供体和受体侧的光化学过程产生不同程度的影响。盐度为28时,虽然反应中心开放程度下降11%,受体侧PQ库减小,QA被还原次数下降,反应中心吸收光能出现下降同时热耗散能量出现增加,但是单位面积反应中心RC/CS0,RC/CSm数量显著增加,单位反应中心(或面积)用于电子传递能量都增加,因此最大光能转化效率未降低,光合性能指数甚至增加。上述结果意味着虽然盐度下降到28改变了长心卡帕藻光化学过程,但并没有严重影响到光合作用效率,属于可逆胁变。盐度降低到22时,长心卡帕藻反应中心吸收、捕获和用于电子传递的能量均下降,但是热耗散能上升,反应中心受体侧PQ库和QA被还原次数均显著下降,向反应中心PSⅠ传递的电子受阻,即盐度低于22时长心卡帕藻未有效转化所吸收光能,过剩激发能对光合机构产生损伤,藻体光合开始发生不可逆胁变。当盐度为18时,该藻PSⅡ开放的反应中心数量大大减少,单位面积内电子传递能量也减少,其最大光能转化效率和光合性能指数均明显下降,因此盐度低于18时藻体不可避免地死亡。     

新疆库米什盆地硝酸盐型盐湖中锶离子迁移富集规律研究

新疆库米什盆地是典型的硝酸盐型盐湖分布区,盆内盐湖中Sr2+的含量明显比新疆其他盐湖要高,但对该地区盐湖中Sr2+的迁移富集规律尚未开展深入研究。本文以库米什盆地硝酸盐型盐湖为研究对象,探讨了研究区硝酸盐型盐湖中Sr2+的迁移富集规律。研究结果表明:①库米什盆地水体和沉积物中的Sr2+均具有自北西至南东向逐渐迁移富集的规律,与河水汇聚方向基本一致,表明盐湖中的Sr2+主要随径流逐渐汇集至成盐凹陷中;②无论是水体还是沉积物中,Sr2+与Ca2+、SO24-等化学组分之间均具有较好的相关性和变化趋势上的一致性,受它们物质补给源的影响较大。盐湖水体在蒸发浓缩作用下,其矿化度逐渐增高,Sr2+含量也随之升高,表明Sr2+的富集与蒸发浓缩作用过程有关;③库米什盆地硝酸盐型盐湖中Sr2+的补给源与盆地北西部的天青石矿床、北东部及北西部的碳酸盐岩(以泥盆系灰岩为主)、盆缘的侵入岩有关。综合分析表明,库米什盆地硝酸盐型盐湖中Sr2+的迁移富集具有多源、多方向补给的特征。     

鄂尔多斯盆地奥陶系凝灰岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地奥陶系凝灰岩多出露于盆地西南边缘，盆地内部露头少，钻井取心资料有限，研究较少，而盆地内部凝灰岩的分布规律、年代及地球化学特征分析对于地层时代及区域构造环境的确定具有重要指示作用。本文以鄂尔多斯盆地内部钻井取心和测井资料为基础，结合野外露头、岩石薄片、锆石U-Pb年代学和主、微量元素等分析方法，对奥陶系凝灰岩平面展布、年龄及地球化学特征进行了研究。结果显示，盆地内奥陶系马家沟组典型层段凝灰岩具有南厚北薄的特点，总体厚度具有从盆地西南边缘向内部(东北方向)减薄的趋势，指示凝灰物质主要来源于盆地西南部。盆地内、外奥陶系凝灰岩的锆石U-Pb年龄均为晚奥陶世(445.0～449.9 Ma)。在Zr/TiO₂-Nb/Y图解上凝灰岩样品点落入流纹/英安岩、粗面安山岩系列，说明凝灰物质来源于中酸性岩浆；在Th-Ta-Hf和Rb-(Y+Nb)图解上样品点均落入火山弧系列；在锆石微量元素Th/Nb-Hf/Th图解中，绝大部分样品都落入岩浆弧/造山带环境，反映凝灰岩与火山弧活动密切相关。结合区域构造背景及前人研究结果，本文认为鄂尔多斯盆地奥陶系凝灰岩所代表的沉积事件与北秦岭...