南海冷涌期大气动力学与能量学特征

本文利用FGGEⅡb探空资料,通过三角形法计算分析了南海冷涌期中低纬度有关动力学和能量学特征量的时空分布,结果表明,在冷涌爆发期,南海南、北海区无论在动力学或能量学的特征上均存在着显著差异。表现在北部下沉气流的加强,“干燥层”降低,大气迅速趋于稳定。南部却相反,上升运动加强,“干燥层”抬升,整层大气湿度增大。与此同时,Hadley环流也得到明显加强;能量学特征主要表现在对中低纬度、高低空水平的和垂直的能量输送,并通过辐散辐合将中低纬度环流连接起来,进而维持南海上空大气能量的平衡。     

浮游生态系统非线性动力学研究

建立了新的藻类-浮游动物生态非线性动力学模型,该模型考虑了藻类与浮游动物之间的增长关系。研究了模型平衡点的稳定性,以及Hop f分岔现象。通过对选取的分岔参数进行分析,揭示了该系统的动力学特性。     

Ekman螺线的动力学结构

介绍了Ekman螺线的动力学结构 ,分析研究了风应力及海水内部的动量传递形式 .结果表明 :动量传递方向与海流方向成 45°左偏 .这对于研究海洋内部的动力结构是有意义的 .     

赤潮藻类营养盐限制方程的非线性动力学研究

以赤潮代表性藻类－硅藻为研究对象，利用生物生长的生化机理，并考虑在海洋富营养化条件下氮和磷的浓度变化对藻类生长的影响及底物消耗和反馈机制，建立了新的藻类生长非线性动力学模型。首次利用现代非线性动力学的方法，研究了其解析解的分岔行为。指出了磷是影响藻类生长的限制营养盐因子，并对模型进行了仿真。文章对赤潮发生的预警和预测有一定的参考价值。     

赤道海洋波动弱非线性动力学系统浅析

通过对连续层化条件下赤道海洋波动及相关环流特征尺度和物理量的尺度分析,全面分析了赤道海洋波动及其相关环流所属动力学系统的性质。分析结果表明,该系统为以参数ε为表征的弱非线性动力学系统,在此基础上建立了适合描述赤道波非线性效应的动力学模型。     

层结流体中的非线性惯性重力内波

根据地球流体力学基本方程组,在密度垂直层结的情况下,引进行波坐标,研究非线性定形波在相平面上的几何拓扑结构。严格论证了不存在定形孤立波,并通过Ｈａｍｉｌｔｏｎ函数及其角作用变把行波系统化成最简形式,由此而得到非线性惯性重力内波的解析解。     

渤海赤潮藻类生态动力学模型的非线性动力学研究

基于渤海典型赤潮藻类——中肋骨条藻 ,考虑浮游动物的捕食、光照及营养物质的作用 ,建立了渤海湾的浮游动物—藻类—营养物质三者的动力学模型。运用现代非线性动力学理论着重分析了模型的稳定性及分岔行为。研究了多个参数对藻类生长的影响 ,发现某些参数对藻类的生长影响不大 ,而某些参数则会致使藻类模型出现分岔乃至混沌行为 ,并给出了这些参数的阀值 ,这与赤潮的形成 (爆发性增殖 )密切相关 ;并根据渤海湾的赤潮数据进行了有效的数值模拟 ,所得结果对于研究赤潮的形成机理有一定的参考价值     

南沙超壳层块边界断裂的运动学与动力学特征

南沙超壳层块被性质不同的超壳断裂所围限,北张南压,东西剪切,共同以南沙软流圈顶面为拆离面而系统运动,其新生代动力学过程可分为四个阶段：Ｋ２－Ｅ＾１２北界伸展,古南海向南俯冲,西布增生楔形成;Ｅ＾２２－Ｅ＾１３西南海盆扩张,西布增生楔碰撞造山;Ｅ＾２３－Ｎ＾１１中央海盆扩张,米里增生楔形成,北巴拉望南缘“Ａ型”俯冲,Ｎ＾２１－现在,南部边界大规模逆冲推覆造山,南海扩张停止。     

超低频电磁声源非线性动力学建模与分析

电磁声源输出力大、体积小、易于实现超低频输出,在无人反水雷作战中具有显著优势。其动力学行为受到机械回复力和电磁力的耦合作用影响,当施加电流超过坍塌电流,电磁力将超过机械回复力, 就会发生吸和,造成声源的损坏。为准确描述电磁声源非线性动力学特性,预先评估坍塌电流,建立考虑动态漏磁系数的声源非线性动力学模型。通过三维有限元仿真计算动铁芯运动到不同位置处气隙的漏磁系数, 拟合得到动态漏磁系数。根据等效磁路法建立声源的改进电磁力模型,进而建立电磁声源非线性动力学模型。 通过 Runge-Kutta 算法计算得到阶跃激励下声源振动的位移和速度,绘制相平面图。研究稳定与失稳 2 种情况下的相轨迹的动态变化规律,为电磁声源的设计和控制提供理论支撑。     

南沙超壳层块边界断裂的运动学与动力学特征

南沙超壳层块被性质不同的超壳断裂所围限,北张南压,东西剪切,共同以南沙软流圈顶面为拆离面而系统运动。其新生代动力学过程可分为四个阶段:K2—E12,北界伸展,古南海向南俯冲,西布增生楔形成;E22—E13,西南海盆扩张,西布增生楔碰撞造山;E23—N11,中央海盆扩张,米里增生楔形成,北巴拉望南缘“A型”俯冲;N21—现在,南部边界大规模逆冲推覆造山,南海扩张停止     

珠江三角洲大气边界层温度与流场垂直分布特征

利用顺德地区1988年1月和7月大气边界层1500m内温度、风场资料,分析不同季节、不同稳定度的温度与风场廓线特征。研究表明,夏季温、风垂直增长率大、增值均匀;冬季近地层增长率特别大,向上趋平缓。逆温层在冬季的频率较高,而且在适当天气条件下出现的平流逆温持续时间亦相当长。温、风垂直分布较复杂,很难用直观的简易函数关系表示。因此,沿用各种经验公式时,必须注意在特定地区的实用性。     

珠江崖门出海口大气边界层特征分析

利用广东新会崖门夏、冬季大气边界层综合测试资料，分析珠江崖门出海口地区的大气边界层特征。研究表明：边界层内６００ｍ左右是一个特征量的转折点，风速廓线明显偏离幂指数规律，平衡球法得到的扩散参数和Ｒａｓｑｕｉｌｌ－Ｇｉｆｆｏｒｄ曲线符合良好，三向风速仪法得到Ｄ，Ｅ，Ｆ类稳定度的扩散参数为Ｐａｓｑｕｉｌｌ－Ｇｉｆｆｏｒｄ曲线的２—３倍。珠江崖门出海口地区大气边界层特征和内陆地区有一定差别。     

Ekman模型时间变化风应力系数的伴随参数估计

本文基于时间分布参数设置,利用伴随同化方法,反演了Ekman模型中随时间变化的风应力拖曳系数,并在孪生实验和实际实验中对该方法进行了验证。在孪生实验中,研究了参数反演结果对不同影响因素的响应,包括:风速分布、风应力系数分布、风应力系数初始猜测值、风应力系数独立变量个数、观测数据误差和观测的深度。孪生实验结果验证了伴随同化方法反演Ekman模型中时变风应力系数的有效性,具体包括如下五个方面结论:1)不同风速分布下均能成功反演出不同风应力拖曳系数分布; 2)反演结果对初始猜测值较为敏感,风应力系数初始猜测值越接近给定值,反演结果越好;3)风应力系数独立点个数的选取会显著影响反演结果,合理的选择有利于提高反演效率及减小观测数据误差;4)观测误差能够影响反演结果,观测数据误差在20%以下时能取得合理的反演结果; 5)反演结果对观测数据的表层和次表层流速更为敏感,这是由Ekman流的物理性质决定的。实际实验,利用百慕大锚系试验平台的风速和流速数据,去除周期性潮流和地转流成分后得到Ekman流成分,并作为观测输入到该同化模型,反演出了适用于该区域和该时段的随时间变化的风应力系数。通过比较模拟流速和观测流速,证明利用伴随同化方法能从实测数据中反演出合理的时变风应力系数,对于海洋模型风应力系数的确定是一项有益的尝试。     

红树林对潮流底边界层动力过程的影响

红树林是重要的滨海湿地木本生物群落,其生物地貌过程对防风护堤具有重要作用。为深入研究红树林近底部泥沙输运的机制,在福建漳江口红树林进行了现场观测。通过对比光滩和红树林处的水动力和泥沙动力过程发现,红树林对流速具有明显的阻滞作用和偏转效应,且光滩处沉降作用和再悬浮作用均较明显,红树林处沉降作用明显。结合输运方程计算结果发现,光滩上的沉积物通过潮沟向红树林输运,并为红树林截留沉降,表明红树林可以通过降低水动力以及植物吸附来影响悬沙运动,具有良好的促淤作用。     

热带西太平洋低层大气的多逆温层特征

本文主要利用1986年1—2月,“中美热带西太平洋海-气合作研究”第一航次联合考察期间所获得的水文、气象资料,分析了调查海区对流层大气的温度、湿度的垂直结构,揭示了热带西太平洋对流层低层大气的多逆温层现象,并指出这些薄而弱的逆温层主要是靠大尺度的下沉增温效应形成与维持的。     

基于再分析数据的南大洋区域Ekman流时空分布规律研究

南大洋Ekman输运是全球大气-海洋耦合气候系统的重要组成部分,对该区域Ekman动力过程的研究极为重要.首先基于实测数据和文献资料,对GEKCO2 (Geostrophic and Ekman Current Observatory 2)产品提供的Ekman流数据进行了评估,验证了数据的有效性;并结合CCMP(cro...     

海洋底边界层中实测海流的垂直分布I. 余流边界层

海底以上 1— 2m水层的海流垂直分布和变化 ,对于海底泥沙运动和海洋工程设计具有十分重要的意义。迄今为止 ,研究者分别从实测资料、实验室实验和理论等方面对底边界层中稳定流动的垂直分布进行了研究 ,其结果均难以直接满足工程需要。本文基于现有的理论和实验结果 ,发展了现有海底边界层理论 ,运用把稳定流的底Ekman层与对数层相配匹的方法确定了实测余流的垂直分布 ,并给出了在渤海石油平台区的应用实例。结果表明 ,本文给出的原理和方法在应用中与实测结果符合良好 ,可以直接满足工程需要     

长江河口区边界层参数的观测与分析

2003年11月在长江口南槽用ADCP进行定点水文观测,结果表明研究区为不规则半日潮,在水流转向期流速较低时常出现悬沙浓度峰值。根据流速对数剖面分布模型与悬沙分布模型,分别计算了海底边界层参数,其中潮周期内摩阻流速可达0.15 m/s,粗糙长度为0.01~1.2 m,拖曳系数为10-3~10-4,边界层厚度为2~4 m,悬沙的沉降速率为0.2~6 mm/s。     

我国东海陆架地区新生代地层的热导率

对东海陆架区的浅表层柱状岩芯样品和多口钻井岩心样品的热导率数据按岩性、深度、年龄和孔隙度进行了统计分析。发现泥岩、粉砂岩和砂岩的热导率有所不同。在3000m以上，泥岩的热导率大于砂岩的热导率；而在3000m以下砂岩的热导率则大于泥岩的热导率。粉砂岩的热导率基本介于泥岩和砂岩之间。岩石的热导率和岩石样品所处的深度密切相关，随着深度的增大热导率数值增大。岩石的年龄影响岩石的热导率。在同等深度的情况下，年龄越老，热导率数值越高，但埋深浅的老地层热导率会小于埋深大的新地层的热导率。孔隙度和含水对岩石样品的热导率有很大的影响，岩石会因孔隙中含水而使热导率有非常大的变化。本文给出了饱和水热导率和干样热导率之差和孔隙度的回归方程。     

赤道西太平洋大气边界层的诊断分析

利用１９９３年ＥＮＳＯ事件爆发（４月）前酝酿时期“热带大洋与全球大气－海洋耦合响应试验”强化观测阶段“向阳红五号”科学考察船１５５°Ｅ，２°Ｓ定点海洋气象和高空大气探测资料，分析了赤道西太平洋大气边界层特征。结果表明：赤道西太平洋上空辐合对流区边界层内也有等温或逆温层存在，大气边界层物理参数变化与大尺度海－气变异有密切关系，赤道太平洋沃克环流加强、东移，边界层上部逆温层出现概率明显增大，边界层内高湿层湿度减小。另外，边界层内实测风速、风向廓线随高度的变化基本上不服从Ｅｋｍａｎ规律，但由其平均，分量合成得到的平均风随高度的变化却基本符合Ｅｋｍａｎ规律。