渤海海冰和海洋的动力相互作用模拟试验

利用冰-海洋动力耦合模式, 对渤海海冰和海洋之间的相互作用进行了研究和模拟试验.耦合模式中的海洋模式采用普林斯顿海洋模式(POM), 冰模式采用国家海洋局海洋环境预报中心(NMEFC)的渤海海冰业务化数值预报模式.通过模拟研究, 分析了M2分潮对海冰质点运动轨迹、冰外缘线位置、瞬时冰速和冰厚分布的影响; 同时探讨了海冰对冰下海洋的动力作用.     

孢粉指标在我国海岸带古气候、古海面变化中的应用现状

对海岸带沉积记录孢粉指标在古气候、古海平面变化研究中的应用现状进行了简述。孢粉研究工作随着科学技术的发展取得了很大的进步,近年来,许多学者结合高密度采样和精确AMS14C测年等技术来恢复古环境演变过程。我国近海孢粉学研究在渤海、黄海、东海和南海均取得了大量研究成果     

环渤海海冰弯曲强度的试验测试及特性分析

在渤海冰区油气开发中,海冰物理力学性质对海洋结构设计、海冰动力学过程均有重要影响.目前,随着渤海冰区锥体海洋平台的增加,对海冰弯曲强度的研究具有重要意义.对环渤海沿岸9个测点的海冰弯曲强度进行了现场和室内测试,同时对影响海冰弯曲强度的海冰盐度、温度进行了测试;分析了莱州湾、辽东湾西岸和辽东湾东岸等不同测点海冰弯曲强度的...     

我国沙尘的来源、移动路径及对东部海域的影响

利用中国气象局提供的micaps天气资料,通过对2000—2002年发生的42次沙尘天气个例的分析,重点研究了沙尘的源地、移动路径、入海地点及对不同海域的影响概率。结果表明：影响我国的沙尘天气有70%起源于蒙古国,在经过境内沙漠地区时得以加强。沙尘粒子的移动和入海途径主要有3条：一是从内蒙古东部入侵的沙尘天气经浑善达克和科尔沁沙地后进入渤海和黄海;二是从内蒙古西部入侵的沙尘天气经内蒙古西部沙地和黄土高原后进入渤海、黄海和东海;三是从青海东部扬起的沙尘长距离输运进入黄海、东海及西北太平洋。2000—2002年,63.9％的沙尘天气会影响到海洋,其中,影响渤海、黄海和东海的概率分别为27.4％、30.9％和12.3％,影响朝鲜海峡和日本海的概率为20.2％和9.2％。     

基于海冰物理和力学参数的渤海冰工程分区

根据渤海海冰物理和力学参数分布建立渤海海冰工程分区.其特点是将作用到相同直径或宽度的直立结构物上冰的作用力范围相同的区域划分为同一分区内,因此不同重现期设计冰厚度和峰值压缩强度之积作为区划指标.为了获得不同重现期渤海海冰物理和力学性质参数,利用渤海历史资料建立用气温、水温、冰期和冰厚表达非变形平整冰层和冰样温度、盐度、密度的关系,进而获得冰的孔隙率;利用渤海海冰单轴压缩强度同孔隙率的试验关系计算相应峰值压缩强度;然后发展渤海不同重现期平整冰层物理和力学参数的平面分布.在此基础上以新区划指标做不同重现期的海冰工程分区.作为新区划的实例,给出25、50、100年重现期的渤海海冰工程分区.     

东亚冬季冷暖变化与El Ni?o事件

近十年来,东亚冬季气温明显升高。本文分析证明,东亚温度变化与赤道东太平洋和北太平洋重要洋流区的海表面温度(SST)有密切的遥相关。如果赤道东太平洋SST异常偏高(或异常偏低),即出现埃尔尼诺(或反埃尔尼诺)事件,则在其后7～24个月中,我国华北和东北将出现暖冬(或冷冬),渤海冰情将出现轻冰年(或重冰年)。据此建立的回归预报方程,对1988/1989年和1989/1990年冬季渤海海冰的预报结果完全正确。     

中国风暴潮研究最新进展

给出了对渤海、南黄海和东海风暴潮的正压和层化浅海动力学特性的研究成果,简述了对海面风和风应力的诊断和预报结果、以及对浅海风暴潮的数值模拟实验和数值预报的效果,最后讲述了风暴潮理论在一些海洋工程上的应用。     

黄海和渤海沉积物 210Pb活度的分布特征

利用α多道能谱仪测定了黄海和渤海海域 58个表层沉积物样品的 210Pb活度,探讨了黄海和渤海表层沉积物中 210Pb活度的空间分布特征.渤海中部、北黄海中部泥质沉积区和南黄海中部泥质沉积区是 210Pb活度的高值区.渤海湾内、莱州湾内及北黄海西南部沿岸海域则是 210Pb活度的低值区.黄海和渤海海区 210Pb的富集、分布特征受到研究海区水动力条件和沉积物粒级的制约.根据位于黄海和渤海泥质沉积区的 3个岩芯 210Pb活度的垂直分布资料,并结合 2个站位所取岩芯的 210Pb活度的垂直分布资料,探讨了 210Pb活度的垂直分布与沉积环境之间的关系.黄海和渤海 210Pb活度呈现高值的泥质沉积区,其 210Pb活度随岩芯深度衰减的垂直分布很有规律且沉积速率较低,由此可以反映泥质沉积区稳定的沉积环境.     

非冻结合成模型冰物理模拟冰作用力的试验技术

基于渤海海冰的物理和力学特性、海冰物理模型试验的相似理论以及国际上已有模型冰的经验, 研制了一种用于模拟我国渤海海冰的非冻结可破碎功能材料, 被命名为DUT-1模型冰.该模型冰采用聚丙烯粉、塑料微珠、水泥等材料加入一定量的水由特制的搅拌机搅拌均匀倒入模具后成型制成.通过实验室常温波流水槽中进行的冰排对直桩、锥体及斜面墙结构作用的物模实验的现象观察、结果综合分析、相关理论及经验公式计算结果比较, 验证了DUT-1模型冰试验技术的可靠性.在此基础上, 进行了冰排对半圆型防波堤结构的作用、冰排与锥体结构动力相互作用的物理模型试验研究, 展现了DUT-1模型冰的应用前景.     

我国第一座岸基测冰雷达站建成

根据渤海港口建设、冬季航海运输、石油勘探开发以及冰情监测研究预报的需要,海洋环境保护研究所于1987年10月在渤海辽东湾东北部的鲅鱼圈近岸,建成了我国第一座岸基测冰雷达站。本雷达站的主要设备(测冰雷达、自动跟踪系统、数据处理系统等等)系从日本及美国引进,雷达天线海拔高度120m,在冬季可对海面20海里范围内的流冰移动的方向、速度、流冰运动轨迹,冰间水区,流冰冰量、密集度以及海面冰的大面积分布变化情况进行监测,可随时提供连续可靠的冰情资料,为生产建设部门提供设计参数和依据,为冰情预报部门提供实时冰情资料。本雷达站为国家“七五”计划重点工程项目——交通部营口鲅鱼圈港区一期工程总体平面布置、设计施工以及冰区中船舶进出港、航道冰情监测等做了大量的工作。近二年来在航天部二院207所的密切配合下,在雷达测冰海冰回波     

渤海海冰动力学中的粘弹塑性本构模型

在粘塑性海冰本构模型的基础上,将Kelvin-Voigt粘弹性本构理论引入到海冰动力学中,进而建立了粘弹塑性海冰本构模型.该模型可较好地反映渤海海冰在小应变和小应变率条件下的粘弹性力学行为,同时还考虑了大应变率下的海冰粘塑性力学行为.对渤海辽东湾海冰进行了48h数值模拟.结果表明:粘弹塑性海冰本构方程较Hibler的粘塑性本构模型可更好地处理渤海的冰间相互作用,提高海冰数值模拟的计算精度.     

渤海东部和黄海北部表层沉积物稀土元素的分布特征与物源判别

为了探讨渤海东部和黄海北部稀土元素分布特征及其影响因素,对渤海东部和黄海北部138个表层沉积物样品进行电感耦合等离子体质谱法分析.结果表明:渤海东部和黄海北部沉积物的配分模式与中国黄土的接近,与周边的鸭绿江、黄河等河流输入物质也有相似性,表明研究区沉积物主要来自于周边大陆.沉积物物源判别结果显示:山东半岛近岸及其西南部沉积物主要来源于黄河,该区域沉积物分布受山东半岛沿岸流及近岸潮流影响;研究区东部沉积物稀土元素组成特征与鸭绿江沉积物组成相近,表明研究区东部沉积物可能由鸭绿江供应;研究区西北部沉积物主要来源于黄河及辽宁沿岸物质输入,局部有滦河、六股河物质存在;研究区东南部物质主要来源于黄河.对沉积物稀土元素百分含量及参数特征值进行了Q型聚类分析,将研究海域沉积物划分为4个不同的区域,分别为北黄海东部区域(Ⅰ)、山东半岛近岸周边区域(Ⅱ)、渤海东部中部区域(Ⅲ)及研究区的西北部与东南部分布区(Ⅳ).      

我国海洋生态系统服务功能及其价值评估研究计划

国家海洋局于2005年启动了为期5年“海洋生态系统服务功能及其价值评估”研究计划。该计划的目标是建立具有我国海洋生态特征,适应我国社会经济发展水平的海洋生态系统服务功能定量模型和服务价值计算方法,并基于GIS技术开发生态系统服务价值评估系统,应用于评估渤海、黄海、东海和南海四大生态系统的服务价值和11个沿海省市区的近海服务价值,同时评估赤潮、病原生物和外来种导致的海洋生态系统服务价值损失,为实现人海和谐的海洋开发产业布局和用海活动提供定量评估技术支持,为基于生态系统的海洋管理提供理论支撑。目前,该计划已经建立了我国海洋生态系统服务功能分类体系、服务功能量化指标和服务价值计算指标体系,完成评估软件系统的设计。     

南黄海海域生储盖层特征及油气远景评价

根据近年来新取得的资料,结合前人的研究成果,对南黄海海域的生储盖层特征进行了综合研究。古生界、中生界海相地层为南黄海海域的主力烃源岩,从构造运动和沉积发育情况分析,将南黄海海域的古生界、中生界海相地层生成油气的成藏过程划分为三叠纪印支运动前、侏罗纪—白垩纪、古近纪和新近纪4个阶段。通过对生储盖层的特征分析,说明南黄海古生界、中生界海相地层油气资源具有开发前景。在对南黄海盆地海相中生界、古生界烃源条件和后期保存条件研究的基础上,预测了盆地内海相油气资源的有利运聚区,为南黄海海域的油气勘探及研究工作提供了依据,对我国新的海上油气开发及部署作出了贡献。     

海冰预报综合系统简介

为了适应海上航运、油气开发、海洋工程的需求, 建立海冰预报综合系统的构成.该系统主要通过建立完善的海冰资料库、改进目前海冰资料处理方法、预报手段, 延长海冰预报时效、提高预报精度, 对结构物安全性进行预测, 以满足环渤海经济迅速发展需求.     

北极海冰对长江流域主汛期降雨的影响

针对极地冰雪显著影响中低纬气候的事实,利用1979-2017年长江流域116站降水资料和美国国家冰雪数据中心海冰资料,通过奇异值分解等统计学方法,研究北极海冰对长江流域主汛期降水的影响及可能的机制,结果表明:冬春季节,巴伦支海和鄂霍次克海海冰面积偏多、波佛特海海冰面积偏少时,主汛期长江上中游干流、汉江上游和雅砻江降水偏多;北极群岛、楚科奇海和拉普捷夫海以北海域海冰面积偏多时,主汛期两湖水系降水偏多,嘉陵江上游、汉江上游降水偏少;反之亦然。可能的机制为冬春季关键区海冰变化通过影响湍流热通量引发大气能量波动,这种波动以大气波列形式向东亚传播,影响东亚地区夏季的大气环流和水汽输送,从而间接影响长江流域主汛期降水。应用多元回归法,以关键区海冰面积作为预测因子建立4个流域内主汛期降水趋势预测模型,模型对预报区降水的定量预测有明显的波动,但对预报区总体的降水趋势有较好的预测效果。     

大连周边海域航空重力调查方法及重要成果

为加强海洋地质调查工作,中国地质调查局组织实施了海洋航空地球物理探测及应用项目,在大连海域及其周边,应用GT-1A航空重力测量系统,开展了1∶20万航空重力调查工作,获取了高质量的航空重力数据9.4万测线km,原始测量总精度达到1.27×10^-5 m/s²; 形成了一套覆盖渤海东部、北黄海、辽东半岛和山东半岛的航空重力系列图件,填补了研究区内航空重力资料的空白。通过综合解释与研究,在基底构造形态分析、主要构造单元边界厘定、断裂构造分布特征研究以及局部构造异常圈定等方面取得了重要成果,为研究区海洋区域地质调查、渤海和北黄海的油气资源调查、海陆过渡区关键地质问题的解决提供了重要依据。     

基于光滑质点流体动力学的海冰热力-动力数值模式

考虑海冰热力因素对其厚度、密集度的影响,在光滑质点流体动力学(SPH)基础上发展了一个海冰热力-动力数值模式。该模式既解决了传统欧拉有限差分法和质点网格法存在的数值扩散问题,同时弥补了光滑质点动力学海冰动力模式未考虑热力因素的不足,具有精确模拟冰缘线运动、计算精度高等优点。首先介绍了光滑质点流体动力学的基本原理,并对海冰生消的热力因素进行了分析,将影响冰厚和密集度的热力因素引入到光滑质点流体动力学的海冰动力模式中,得到该热力-动力模式的控制方程。应用该数值模式对渤海海冰进行了48 h数值模拟,得到了海冰厚度和速度矢量的分布规律;对JZ20-2海域的海冰厚度、冰内温度场分布以及热力因素的变化特性进行了讨论。数值模拟结果表明,该数值模式能够很好地适用于渤海海冰数值模拟,是一种有效的海冰数值模拟方法。     

基于热力学过程的渤海海冰生消模型

为了对渤海海冰生消问题进行模拟,基于三维自由水面垂向分层动网格的Euler-Lagrangian模式,采用VC（Vertex-Centered）方式的非结构化有限体积方法离散三维浅水方程组,模拟渤海的水流运动过程。以此水动力场为背景,引入热力学过程的影响,对渤海海域的冬季结冰过程进行模拟,建立了海冰生消模型。其中热力学参数主要包括大气温度、相对湿度、风场特征、太阳辐射、感热通量系数以及潜热通量系数。以渤海2011/2012年常冰年的结冰过程为例,将各个热力学参数对冰情影响的敏感性进行分析,对模型进行了验证。结果表明,感热与潜热系数是对冰情影响最敏感的一项,即当感热和潜热通量系数仅减小了0.000 2后,其海冰的最大厚度就减小了15 cm。最后,通过连续实测的水动力数据与2009/2010年冬季的典型海冰灾害过程再一次对模型进行了验证,充分说明了模型具有较高的精确性、稳定性与实用性。     

中国第19次南极科学考察总结

中国第19次南极科学考察将海冰走航调查列入正式项目, 为海洋调查的一部分.为此, 根据渤海海冰和内陆河冰调查技术现状和未来发展前景, 设计、组合和加工了可视技术\, 冰层厚度变化过程测试技术和温度测试记录系统.