水下无人系统发展概念和研究现状

水下无人系统在降低平台全寿命费用、减少高危作业风险与人员伤亡等方面具有先天优势,使其成为当今世界各国争相研究的热点领域。深入分析了美国水下无人系统的发展战略和现状,研究了我国水下无人系统的实际需求,提出了我国水下无人系统的发展概念和思路。     

船载风控大容量气溶胶采集系统的开发和应用

在"我国近海环境综合调查与评价"的海洋气溶胶调查研究中,开发研制了新型船载风控大容量气溶胶采集系统。该系统由风向风速控制器、大容量采样器、自动控制器和抗风防雨防腐蚀箱体等组成。经过海上2 a 4个季度的海洋环境作业,表明该系统具有的大容量采集海洋空气体积,满足海洋气溶胶的微量组分的检出要求;具有的风速风向控制系统,能有效避免所采集的大气气溶胶样品受到船上发动机排出烟尘污染的影响。该系统还具防海水降雨、防腐蚀、结构牢固、流量稳定及抗风能力强等优点。系统采用单片机控制信号的采集、处理和显示,配有温度和压力补偿编程设定以及断电保护、自动修复等功能。海洋现场使用表明,该系统设计合理、数据可靠、灵敏度高,可满足海上大容量气溶胶采样要求。     

试论潜标系统在我国海洋事业中的地位和作用

本文对潜标系统进行了综合评述。特别是对在我国发展潜标系统的重要意义和可行性作了较深刻的分析。它对有志于研究、发展和使用潜标系统的海洋科学工作者及工程技术人员具有一定的参考价值。     

“南浮一号”浮标体和锚碇系统研制中的模拟实验

海洋遥测遥控浮标系统,是先进的海洋调查工具。它具有长期、连续、定点,同步、综合性、自动化等特点。自六十年代起,不同类型、功能各异的浮标系统相继投入研制和使用。     

武汉东湖水生维管束植物群落的结构和动态

国内外许多资料表明,水生维管束植物(以下简称水生植物)在发展渔业、农业、畜牧业和保护水域环境方面都具有一定的意义。水生植物是湖泊中的初级生产者,它在淡水生态系统中具有极其重要的作用。地处武汉市的东湖,是一个富营养型的浅水湖泊,湖中丛生着各种生态类型的水生植物,其群落结构在长江中下游浅水湖泊中具有一     

多频海底声学原位测试系统研制和试用

海底沉积物的声学特性(最重要的是声速和声衰减)以及它们与物理(包括土力学)特性之间的关系是沉积物声学中两个重要的研究项目.介绍了新研制的实时监控多频海底声学原位测试系统.该系统可测量浅表层沉积物的声速.探测频率为8,10,12,15 kHz,可根据实际情况选择发射波形、接收增益和采样长度,采样率为0.5~2.0 MHz,工作水深为300 m.系统具有倾斜传感器、8通道扩充等功能.用该系统在杭州湾测得了四种频率的沉积物原位声速.     

关于美国观测技术创新和应用的借鉴和思考

海洋观测技术是有效管理海洋事务、行使国家主权的重要手段。海洋观测技术的自主与可控对我国具有十分重要的意义。创新与应用是实现海洋观测技术自主与可控的核心,海洋观测网是实现海洋观测技术创新与应用的载体。文章梳理美国三大观测网(全球海洋观测系统、综合海洋观测系统和海洋观测倡议)的发展历史,提出政府在以观测网为代表的海洋观测技术发展的组织、实施和管理方面发挥主导作用;根据我国海洋观测的现状,借鉴美国海洋观测网的发展经验,对我国基于创新与应用的海洋观测网的组织、实施、管理和发展提出建议。     

水质监测浮标数据采集和接收系统设计及其应用

1)文章设计了水质监测浮标数据采集系统, 该数据采集系统包括CPU模块、控制保障模块、通讯定位模块以及接口扩展模块; 采用CF2主板为CPU模块, 辅助以单片机为核心的多功能板, 主要用于完成采集数据、保存数据、通讯等工作; 控制保障模块设计有双“看门狗”, 实现了无人值守、全天候、全过程安全工作。2)文章还设计了水质监测数据远程接收系统, 该远程接收系统主要包括数据接收模块、数据处理模块、系统预警模块和数据显示模块等四个部分, 具有操作简便、自动化程度高、图形显示直观简洁易读等特点, 实现了数据接收、存储、显示及预警等功能。     

基于GIS和分形理论研究的海岸线图像和分维以及长度

分形理论对于海岸线性质的研究具有重要作用,分形插值方法作为处理此类问题的全新手段,可以根据少量数据刻划景物特征,产生预期的景物图像.扼要介绍了分形插值函数,据此可得到景物曲线的分形模拟图像、分维和长度.在此基础上,结合Visual Basic环境和国产全组件式GIS软件SuperMap Objects组件开发平台,开发相应的分形插值计算系统,然后以天津市海岸线为实例,实现海岸线的分形模拟图像,计算出海岸线分维,并归算得到海岸线的实际分形长度.结果表明,应用分形插值系统可以一举获得海岸线的分形模拟图像、分维和长度.     

印度尼西亚卡利安达岛近岸热泉微生物和氢酶基因的多样性

研究对2011年7月采自印度尼西亚卡利安达岛近岸热泉的样品,进行了细菌和古菌16S rRNA基因和细菌氢酶基因克隆文库的构建、序列测定和多样性分析。结果表明:热泉系统的细菌和古菌由16个门组成,Proteobacteria为热液流体和沉积物的优势类群,丰度分别为59.5%和73.3%,Cyanobacteria为菌苔的优势类群(丰度,56.5%);具有氨氧化作用的Crenarchaeota为古菌的优势类群。热泉系统中,70%以上的种类与海洋细菌的亲缘关系最近,说明该系统具有海洋特性;约20%的种类与陆地热泉中嗜热或中等嗜热细菌的亲缘关系最近,这些种类可能来源于高温地层内部,并参与了铁氧化还原、氢氧化、硫氧化和硝酸还原等过程。热泉系统中,NAD(P)-关联的双向NiFe-氢酶基因和FeFe-氢酶基因的组成分布也受到温度和盐度分布变化的影响。研究为揭示浅海热液系统提供理论参考。     

海洋碳汇高分辨率检测技术综述和展望

为助推我国碳中和目标的实现以及提升我国在海洋碳汇领域的国际话语权,文章以海洋碳汇机制为切入点,系统梳理高分辨率生物和化学检测技术及其扩展应用。研究结果表明:海洋惰性溶解有机碳库对于海洋增汇具有重要意义,这对溶解有机碳汇资源高分辨率检测技术提出新的要求;目前具有“指纹特征”的高分辨率检测技术主要包括流式细胞和功能基因芯片生物检测技术以及光谱和质谱化学检测技术,此外结合稳定碳同位素标记技术实现生物溯源和化学检测的链接,均具有重要应用前景。     

标量控制下的二次自治混沌系统不确定参数估计和自适应反同步

基于Lyapunov稳定性理论,设计了一个简单的标量自适应控制器分别使具有确定和不确定参数的三维(3D)二次自治混沌系统实现反同步.此外,从驱动和响应系统间的时序列动态估计出所有不确定参数. 数值仿真表明该方法的有效性和实用性.     

用于水下潜器的惯性导航系统安装和初始对准技术

水下潜器通常采用捷联惯性导航和多普勒计程仪组合导航系统。为提高惯性导航系统的导航精度,保障水下潜器顺利作业,文章以高性能惯导系统PHINS为例,介绍其安装和初始对准技术。PHINS在安装时须计算其与船体的偏差以及与船体和外部传感器的力臂,尤其与多普勒计程仪组合时应执行传感器自动对准程序;PHINS的初始对准是其精确导航的前提,可在海上或静态时进行;惯导系统的安装误差和初始对准精度对于其导航精度具有决定性的影响。     

海洋中尺度过程与区域海洋环境和气候安全

海洋中尺度过程是海洋系统状态维持和变异的关键过程。作为系统的衔接尺度,中尺度过程对海洋能量信息的传递和转换具有重要作用,在一定层次上决定区域海洋致灾风险以及环境和气候安全。文章基于海洋的分异与连通性,阐述海洋中尺度过程及其影响,并提出地球系统科学全息观。研究结果表明:海洋中尺度过程制约和调控海洋热量、碳吸收、初级生产和营养盐等能量和物质的再分配;对于海洋中尺度过程尚待系统和深入认识,建议从全息科学的角度构建观测体系,发展诊断区划、过程构造学分析和全息仿生仿真技术方法体系,逐步建立和发展海洋动力过程多层次尺度演绎规律和全息分析方法研究体系,从而为海洋环境和气候安全保障以及自然资源管理、生态文明建设和国家海洋治理提供科学参考和科技支撑。     

上海沿海海上搜救预测模型系统的研究和应用

利用中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)、无结构网格近岸海洋模式FVCOM(Finite-Volume Coastal and Ocean Model)和基于蒙特卡洛随机统计理论的海上搜救目标漂移轨迹模式Leeway,建立了长江口及邻近海域海上搜救物漂移轨迹预测模型系统。漂移轨迹预测以风和表层海流预报为基础,考虑了包括落水位置和时间、风致漂移方向、搜救目标物状态的不确定性以及风场预报误差带来的漂移路径预测误差,经统计获得搜救目标物可能漂移集合范围。对近年来发生在长江口邻近海域的海难事故后报模拟验证结果证明了Leeway模式在长江口邻近海域的适用性,同时表明所建立的搜救模型系统具有较高的精度,操作方便、时效性高,在搜救业务化预报工作中具有广阔的应用前景。     

基于多体分析的浅水FPSO和水下软钢臂系泊系统运动特性研究

基于多体动力分析方法进行FPSO和水下软钢臂系泊系统的运动特性研究。相较于非线性弹簧模拟软钢臂系泊系统或者其他近似模拟方法,多体分析方法可以充分考虑系泊系统具体结构形式及其动力项对FPSO运动性能的影响,更好的预报系统运动响应和系泊力。本文将FPSO和水下钢臂结构模拟成2个具有6自由度的独立结构,两者用系泊链组进行连接。基于三维势流理论应用汇源分布法,首先在频域内进行FPSO的水动力参数分析,进而在时域内对系统进行耦合动力分析。本文重点讨论系泊系统黏性力和二阶波浪力对系统响应的影响,计算结果发现系泊系统黏性力对系泊力有一定影响,而在浅水条件下二阶波浪力的计算对准确预报系统运动及系泊力非常重要。     

闭合Λ型4能级系统中的电磁诱导透明和电磁诱导吸收

准Λ型4能级系统具有电磁诱导吸收(EIA)和电磁诱导透明(EIT)两种特性.准Λ型4能级系统包括两个基态精细结构能级和两个激发态精细结构能级,除光学耦合场和探测场外,附加了一个射频场作用于两个激发态精细结构能级之间.若对此系统进行拓展,在两个基态精细结构能级之间引入一个驱动场,则构成4场作用下的闭合Λ型4能级系统.本文对新引进的驱动场的作用规律进行了重点研究.研究结果表明,当驱动场和射频场的Rabi频率满足不同关系时,系统呈现EIA或EIT两种不同特性,探测吸收曲线的整体轮廓也随之改变.     

不同生长阶段红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)循环水养殖系统的水质调控和氮磷收支研究

循环水养殖系统具有节水、省地、环保等优点,目前在国内外水产养殖中得到广泛应用,养殖过程中水质的动态变化反映鱼类养殖生长环境状况,氮磷收支规律反馈养殖系统是否具有高效性,二者可评估特定养殖生物在特定养殖条件下的养殖效果。为了了解循环水养殖系统水质变化与氮磷收支规律,通过对不同生长阶段(一龄与二龄)红鳍东方鲀循环水养殖系统的水质、鱼体及饲料中氮、磷的定期采样,计算氮、磷的输入与输出量,比较了系统水质变化与氮磷收支规律。结果显示,一龄和二龄的红鳍东方鲀养殖系统分别在投喂后2、4、10、14 h和2、4、14、18 h出现营养盐浓度高值点,建议针对处于不同生长阶段的红鳍东方鲀养殖系统需对不同时间段进行水质重点监测,主成分分析表明亚硝酸盐氮和硝酸盐氮参数可作为红鳍东方鲀循环水养殖水质的指示因子。一龄和二龄的红鳍东方鲀养殖系统中用于鱼体生长发育的氮元素分别占总输出的25.16%和28.41%,用于鱼体生长发育的磷元素分别占总输出的47.37%和51.66%,二龄的红鳍东方鲀养殖系统与一龄养殖系统的氮磷吸收率相比有显著性提高(P<0.05)。实际生产中可通过增加二龄红鳍东方鲀专用饲料蛋白质与磷...     

东平湖防汛指挥系统的建立和应用

应用当今先进的地理信息系统技术、遥感技术、GPS技术和网络通讯技术,建立了以防汛业务为主体,以地理空间数据为基础,集土地资源、人口和社会经济信息于一体的防汛指挥系统。在宏观方面利用三维地形数据对东平湖库区进行综合模拟,微观方面结合数据库中大量相关数据进行相关分析。系统的建设及应用对于东平湖的区域经济和社会发展具有重要的意义。     

胡安·德富卡海岭因代沃段Mothra热液场的地质和喷出特征

具有中等扩张速率的胡安·德富卡海岭因代沃段是为数不多的具有喷口场沿走向空间分布详细资料的海底环境之一 ( Haymon等 ,1 991 ;Delaney等 ,1 992 ;Von Damm等 ,1 998)。这些资料为我们提供了新的海底对流系统的几何形状。海底绘图和水柱调查表明 ,大约 90 km长的海岭的 1 / 3至少拥有 5个活动热液场。此外 ,在沿轴长 1 5km的距离上分布有数个不活动的硫化物矿床场所。在本文中 ,我们第 1次对在因代沃段上新发现的 Mothra热液场做了详细的描述。它位于已知热液场的最南端 ,对于因代沃系统的喷口矿床的分布和硫化物建造的形态起到独特的…