印度洋-南海海域海表风场的时空分布特征

利用来自ECMWF的ERA-40风场资料,采用EOF、线性回归等方法,分析了1958-2001年期间印度洋-南海海表风场的时空分布特征。结果表明：（1）该海域背景特征存在两个比较明显的高值区：索马里附近海域、南海海域,分别反映的是夏季索马里附近海域强劲的西南季风、南海冬季频繁的冷空气。（2）该海域海表风场的第二模态在空间分布特征上,北印度洋中纬度海域与赤道附近海域呈反位相分布,40°S 与60°S 海域也呈反位相分布;第三模态则整个北印度洋与南印度洋呈反位相分布。（3）1958-2001年期间,印度洋-南海的海表风速整体上呈显著性逐年线性递增,尤其以1975-1980年期间的递增趋势最为强劲,1975年的年平均风速为近44年的最低点。     

西南太平洋地质构造特征

本文利用四次调查的重力异常结果并汇集国内外有关地质、地球物理资料,对西南太平洋的海沟、岛弧,弧后盆地等特征和它的成因机制作了简要阐述。西南太平洋是典型的岛弧-海沟系,处于太平洋、印度洋和南极洲三大板块的聚合地带。因此,该结构制约着该区特有的地貌单元和岩相建造。毫无疑问,了解西南太平洋的地质构造特征对研究环太平洋的古地理和寻找特有的矿产资源有十分重要的意义。     

南海-印度洋海域海洋安全灾害评估与风险区划

针对南海-印度洋海域丰富的海洋资源、重要的战略地位以及该海域的自然灾害风险和海盗活动、恐怖袭击与军事冲突等人为灾害风险,基于风险评估理论从孕灾环境敏感性、致灾因子危险性和承灾体脆弱性等方面选取评价指标并建立评估模型,利用地理信息系统(GIS)平台得到了该区域的自然灾害风险、人为灾害风险和综合风险区划。结果表明,冬季(1月),综合风险最高的区域为亚丁湾、孟加拉湾湾顶、马六甲海峡附近以及越南东南部近海,其次为南海东北部海域、南沙群岛西部海域、巽他海峡、望加锡海峡、科摩林角附近海域、霍尔木兹海峡及索马里近海;夏季(7月),综合风险最高的区域为亚丁湾、孟加拉湾湾顶及马六甲海峡附近,其次为索马里东北部海域、阿拉伯海中西部、斯里兰卡西南近海、吕宋岛西部近海以及巴士海峡附近。     

近44年北印度洋海表风速变化趋势分析

利用来自ECMWF的ERA-40风场资料,就北印度洋海表风速的长期变化趋势展开分析,以期可为海洋水文保障、防灾减灾、研究全球气候变化提供参考.结果表明:(1)1958-2001年期间,北印度洋低纬度海域、索马里至斯里兰卡一带的大范围海域的海表风速表现出显著的逐年线性递增趋势,基本在0.01-0.02 m·s-1·a-1;呈显著性递减的区域主要分布于亚丁湾、红海、波斯湾、斯里兰卡北部零星海域、以及缅甸仰光西南部近海等小范围海域,约-0.01-0.005m·s-1·a-1;阿拉伯海、孟加拉湾等海域的海表风速在近44年期间则无显著性变化趋势;(2)近44年期间,北印度洋海域的海表风速整体上以0.0061m·s-1 ·a-1的速度显著性震荡递增,震荡区间在5.0-5.5 m·S-1之间;(3)不同海域海表风速的变化趋势在不同季节表现出很大差异:冬季和夏季,大部分海域海表风速的变化趋势显著,春季次之,秋季仅在赤道附近一带海域呈显著性递增;(4)近44年期间,北印度洋的海表风速存在显著的2.0年、2.6-3.7年、5.2年的变化周期,以及26年以上的长周期震荡.     

印度洋-太平洋海表温度年际变化的联合模态

利用1870～2004年的HadiSST的月平均海表面温度(SST)资料,对去除了全球增暖趋势的印度洋-太平洋海表温度异常(SSTA)作季节经验正交函数(Season-reliant Empirical Orthogonal Function, S-EOF)分解,得到了印度洋-太平洋海表温度年际变化的2个联合模态,并且分析了与之相对应的大气环流特征.结果表明:低频的厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)是控制印度洋-太平洋的主导模态,能使赤道印度洋维持一异常反气旋性环流,削弱印度洋夏季风的作用并且将东印度洋暖池的暖水输送到西印度洋,印度洋SSTA在一年四季中都出现全海盆同号变化,因此,第一主模态是ENSO的低频模与印度洋海盆一致模的联合模态;第二模态表现为太平洋上准2 a的ENSO位相转换模与印度洋偶极子模的联合模态,ENSO的位相转换发生于春季,与季风的异常转换有关,印度洋上出现异常的气旋性环流,叠加在印度洋夏季风上,增大东西印度洋的温差,在秋季出现西低东高的偶极子型海温分布,印度洋夏季风和这个模态的产生发展有很大的联系.     

卡里马塔海峡贯穿流与印尼贯穿流的相互作用

卡里马塔海峡贯穿流将中国南海的低盐水输运到爪哇海,与印度尼西亚贯穿流(印尼贯穿流)携带的西太平洋高盐水在印度尼西亚海(印尼海)交汇,二者通过混合、浮力强迫等过程相互作用.这改变了印度尼西亚海的水体热盐性质,影响局地海气交换和热带太平洋-印度洋之间的热盐交换.依据卡里马塔海峡、龙目海峡和望加锡海峡的实测表层海流数据,采用...     

小却重要的印度洋

印度洋,全球第三大海洋,位于亚洲、非洲、大洋洲、南极洲之间,包括属海的面积为7411.8万平方千米。其东邻澳洲、印尼群岛和马来半岛,西接阿拉伯半岛及南部、东部非洲,北为印度、巴基斯坦与伊朗,南抵南极洲,中间是英属领地査戈斯群岛。印度洋大部分地处热带、亚热带,南纬40°以北的广大海域全年平均气温为15~28℃;赤道地带全年气温为28℃;波斯湾、红海一带高达30℃以上。     

西南磁平洋地质构造特征

本文利用四次调查的重力异常结果并汇集国内外有关地质、地球物理资料，对西南太平洋的海沟、岛弧、弧后盆地等特征和它的成因机制作了简要阐述。西南太平洋是典型的岛弧－海沟系，处于太平洋、印度洋和南极洲三大板块的聚合地带。因此，该结构制约着该区特有的地貌单元和岩相建造。毫无颖问，了解西南太平洋的地质构造特征对研究环太平洋的古地理寻地有的矿产资源有十分重要的意义。     

冬季热带印度洋季节内振荡的物理结构

利用最新的卫星遥感资料、现场观测资料以及海-气通量再分析资料,采用延时相关分析和合成分析方法,分析了冬季热带印度洋季节内振荡的物理结构.结果表明,季节内振荡的结构与原有认识不同,大气深对流中心(短波辐射极小值)和纬向西风极大值(潜热通量极大值)同位相,这种结构有利于海表温度对季节内振荡强迫产生显著的响应,与观测到的热带印度洋海表温度的强季节内变化信号一致,也预示着海-气耦合对于热带印度洋季节内振荡具有重要影响.     

全球大洋季节内尺度上海-气相互作用特征分析

判定局地海-气相互作用的特征对海-气耦合模式中应用哪种形式的“强迫模拟”具有重要指导作用。本文根据海表热通量异常与海表温度异常及海表温度变率之间的相关关系,对全球大洋季节内尺度上的海-气相互作用特征进行了综合分析。结果表明:(1)南、北半球亚热带地区海-气相互作用的特征主要表现为大气对海洋的强迫,且在夏季(北半球为6—8月,南半球为12—翌年2月)强迫作用的范围最大,冬季强迫作用的范围最小;(2)赤道中、东太平洋及赤道大西洋地区海-气相互作用的特征全年表现为海洋对大气的强迫,印度洋索马里沿岸、阿拉伯海以及孟加拉湾地区仅在6—8月表现出海洋强迫大气的现象,而孟加拉湾则在9—11月表现为大气强迫海洋;(3)45°N(S)以上的高纬度地区海表温度的异常和变率无法用局地热通量的交换来解释,这是因为该区域海表温度的变化主要由平流等海洋内部动力过程决定,因此海-气之间在季节内尺度上的相互作用不明显。在某些海区,季节内尺度上的海-气相互作用关系与季节以上时间尺度的这种关系可能会有明显不同。     

Incipient Motion of Sediment Under Currents

Summarized in the paper are the author's studies on incipient motion of sediment in recent 40years.In addition to the forces of gravity,drag and lift,the cohesive force and the additional static pres-sure are important for fine particles.The relations between three stages of incipient motion are defined byuse of instantaneous velocity.Formulas for initial velocity and critical shear stress are given and overallverified by the author's and others'experimental data.     

Motion compensation system for ocean profiling

The vertical profiles of ocean temperature and salinity measured with instruments lowered by cable from surface ships can be seriously affected by the nonuniform drop rate caused by ship motion. This paper describes a motion compensation system developed for conductivity, temperature, and depth profilers that significantly reduces the effect of ship motion on profiler drop rates, thereby enhancing the measurement capabilities of vertical profilers.     

Vortex Motion Driven by Differential Diffusion

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - Convection induced by double (differential) diffusion in a rotating medium can generally lead to the transfer of vorticity and, in particular, to its...     

Nonlinear Random Motion Analysis of A Tension Leg Platform Considering the Set-down Motion of A Floating Body

The dynamic analysis of a Tension Leg Platform (TLP) in random wave is investigated by considering the set-down of a floating body. The nonlinear restoring stiffness is derived with the set-down motion of a floating body and the coupled motion of the tension leg and platform and the differential equations of the motion are established. The study focuses on the influence of the set-down motion on the nonlinear response of the platform. By considering different significant wave heights and currents, motion responses of the platform are calculated and compared. The analysis shows that the set-down motion significantly increases the heave motion with low frequency and the equilibrium position of the heave motion with the set-down motion is much lower than that without set-down motion. The results in this paper indicate that the set-down motion has a major impact on the safety of the platform inproduction operation, and it is also a threat to the strength of tension legs and risers.     

水下滑翔机纵垂面运动姿态分析

在水下滑翔机的设计过程中,为了能够预先估计其水动力特性和操纵特性,避免大量的约束模型实验,需要建立动力学模型以仿真分析水下滑翔机的动力学行为。动力学建模是研究水下滑翔机水动力特性的理论基础,是运动控制的分析依据。通过软件来模拟滑翔机上浮/下潜平衡状态的姿态,并对其进行受力分析得出此姿态对应的理论俯仰角,与实验数据进行了对比,结果基本吻合,为水下滑翔机的设计与控制提供了参考。     

Motion responses of barge carrying liquid tank

The interaction between the liquid sloshing in a rectangular tank equipped inside the barge and the barge responses has been investigated through a comprehensive experimental program. The barge was subjected to both regular and random wave excitations under beam sea condition. Three relative fill levels (h_s/l) with liquid fill depth (h_s) to length of tank (l) ratio of 0.163, 0.325 and 0.488 were considered. In addition, the barge responses of equivalent dry weight condition corresponding to each fill level were measured to understand the influence of sloshing. While the excitation wave frequency equals to first mode natural sloshing frequency, a noticeable decrease in the sway response has been observed. However, the effect of sloshing oscillation on the heave response is insignificant. A split up of roll resonance was observed for the aspect ratio of 0.163 due to the coupling effect of roll motion and sloshing.     

深海氮气浮标运动特性分析

氮气浮标是一种新型的剖面浮标,通过增加蓄能器作为被动浮力调节模块,可以利用海洋压差实现更有效率的剖面运动。由于蓄能器的加入,氮气浮标的运动特性相对于常规浮标有所变化。基于一款深海剖面浮标,利用理论分析和运动仿真的方法研究了氮气浮标的运动特性,对氮气浮标主动体积改变量与剖面运动深度之间的对应关系、氮气浮标的剖面运动形式以及氮气浮标的定深悬浮稳定性进行研究。研究表明,氮气浮标只需要主动对浮标体积做较小的改变即可完成同等深度的剖面运动,节省了浮标完成一次剖面运动的能量消耗。但蓄能器的引入增加了浮标完成剖面运动需要的时间,且给浮标的运动带来了突变性和不稳定性。     

GNSS导航信号仿真中运动轨迹设计

GNSS信号仿真器模拟GNSS信号时需要提供轨迹数据,要求轨迹数据连续、平滑且二阶可导。要满足上述条件,传统的方式通常是对轨迹进行分段仿真,设置仿真轨迹的时候较为复杂,在仿真高动态载体时,还常常会出现轨迹不平滑的现象。为此提出采用三次样条插值的方法来仿真载体轨迹,既满足GNSS信号仿真器对轨迹数据的要求,又保证与真实轨迹的相似性。     

Motion response simulation of a twin-hulled semi-submersible

The purpose of the study was to develop a prediction technique to simulate the motion response of a damaged platform under wave, wind and current forces. The equations of motion were obtained using Newton's second law and the numerical solution technique of non-linear equations of motion is explained for intact and damaged cases. The analysis technique employs large displacement non-linear equations of motion. Solutions were obtained in the time-domain to predict the motion characteristics. In this study, analysis procedures were developed to calculate: (a) wave loading on asymmetrical structural configurations; (b) hydrodynamic reaction forces (inertia or moment of inertia, damping and restoring forces) on asymmetrical shapes. During the damage simulation, change in the mass of the structure as well as wave and hydrodynamic reaction forces, were taken into account. The computer program developed for the time-domain simulation is introduced. In order to avoid slowly decaying transient motions of the structure due to wave excitation forces, an exponential ramp function is used. The application of a ramp function enables a quick convergence in the time-domain solution of equations of motion. Results of a numerical motion simulation program and the experimental studies are also presented in order to make comparisons. Comparison of the test results with the numerical simulations shows good agreement for heave, roll and pitch motions. The formulations and the computational procedures given in this paper provide useful tools for the investigation of the non-linear dynamic stability characteristics of floating structures in waves for intact, damaged and post-flooding conditions in six-degrees of freedom.