非线性随机海浪模型的一种新形式

以反映随机海浪非线性的波面高度分布高阶矩为参量，提出一种新形式的非线性随机海浪模型，在三阶近似下具体导出其波面高度的表达工和推导出二阶谱。本文模式为Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｇｇｉｎｓ模式的另一种新的数学表示。     

岬湾海滩静态平衡模式及其应用

岬湾海岸是全球海岸地形的重要组成部分,存在着大量的人类活动,这类海岸的研究对于海岸建设和人类活动有着重要意义。海岸科学家和工程师不断尝试用数学公式来量化这种理想的湾形,20世纪80年代以来取得了大量的成果,获得了各种经验模型。进入21世纪后,计算机行业迅速发展,这些理论成果被整合到软件当中使得理论的应用更便捷、人性化和普遍。笔者详细介绍了静态平衡海湾理论,结合三亚湾人工岛建设对海岸的影响、巴西因比图巴的不稳定海滩、潍坊滨海度假区海滩养护改进方案以及西班牙希洪市海滩设计,阐述和验证了静态平衡理论在海滩的稳定性判定和解释、现存海滩的改进方案的选择、现存海滩评估和全新海滩设计中的应用和优势,以期为后续海岸工程评估、改进和建设提供参考和指导。     

对虾养殖防病新模式初步研究

设计了一个对虾养殖防病新模式，并进行了小规模试验，获得初步成功。在４个３０～４０ｍ＾２的露天水泥池中，各放入３ｃｍ的大苗５００～７００尾（每亩约１００００尾），经９０余天的养殖，对虾成活率８０％左右，个体１０ｃｍ，平均体重８０尾／ｋｇ，饵料系数约１．５。新模式的立足点是防病，特点是设置一蓄水沉淀池，用含氯消毒剂处理养殖用水，配备充气增氧设施，选择优质配饵，合理投喂，使各种水质理化因子及生物因子尽量     

一个新的破碎波统计模式

由运动方程和涡度方程所导得的两个首次积分估计给出了海波破碎的发生条件和破碎波的波面限制。由这两个条件所构造的新的破碎波统计模式，可导出海波的破碎面积率、破碎体积率和破碎能量损耗率的解析表达式，加之一个简单的白冠物理模型又导出了一个新的白冠覆盖率的解析表达式。     

一种新的模式倾向误差估计算法及其在ENSO模拟中的应用

气候模式是我们理解、模拟和预报气候演变的重要工具。然而即使是目前最先进的耦合模式,其模拟和预报与大气/海洋的真实状态相比,仍存在较大偏差,这是由于在模式的倾向方程中不可避免地存在系统性的误差(倾向误差)。因此,减小模式倾向误差对改进模式的模拟和预报效果具有重要意义。该研究首先发展了一种新的计算模式倾向误差的估计算法——基于局地集合变换卡尔曼滤波器(local ensemble transform kalman filter, LETKF)同化技术的倾向误差估计算法。在此基础上,将新发展的算法应用到Zebiak-Cane (ZC)模式,通过同化海表面温度异常(sea surface temperature anomaly, SSTA)数据,估计随时空变化的倾向误差,并使用计算得到的倾向误差订正模式,进行积分模拟。结果表明: (1)倾向误差和ZC模式的模拟偏差具有高度相关性; (2)订正后的模式改善了对厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)的一些重要特征的模拟。这说明新发展的模式倾向误差估计算法十分有效且在ENSO模拟中具有较好的应用价值,此外,这种新的模式倾向误差估计算法,计算高效简便,可便捷地应用于各模式中,利于推广。     

北戴河海滩养护中的原滩环境调查

从海岸演变、沉积过程、动力条件、泥沙运移等多角度阐述了北戴河海滩养护区域自然环境条件.北戴河海岸属于岬湾沙质海岸,具备岬湾养滩的天然条件,发育多条断续分布的水下沙坝,原滩剖面为侵蚀性剖面;西海滩蚀退速率＞2 m/a,属于严重侵蚀岸段;波浪的强浪向NNE和ENE,常浪向S,潮流为NE —SW向的往复流,沿岸泥沙净输沙方向为NE— SW向.洋河浅海泥沙中值粒径为0.31～0.58 mm,物化性质均符合养滩需求,为理想沙源.通过构建合适的人工岬头和离岸潜堤配合人工养滩可以恢复受蚀的海滩.     

台州湾海涂发育与农业生态

台州市区由黄岩、椒江、路桥三区组成 ,地势由西北向东倾斜 ,陆地面积为１５３６ｋｍ２，其中丘陵与滨海平原分别占５５ %和４５% ,陆地海岸线长２６ｋｍ。椒江位于台州湾入海处 ,其东南部为台州湾浅滩 ,是海涂的主要发育区 ,成陆时间只有数百年。至今台州湾的海涂发育过程还在进行 ,表现在海滩泥沙沉积速率 (２～３ｃｍ／ａ)和海涂淤涨外移幅度 (６３～１００ｍ／ａ)增长上。过去人们对台州湾海涂发育和农业生态缺少研究 ,本文就有关资料进行调查与整理 ,以揭示海涂海塘发育过程与农业生态环境变化对当地农业经济建设的影响与作用 ,提供参…     

基于可持续发展观的海洋经营新模式——海洋资源资产化管理

随着陆源资源短缺、人口膨胀、环境恶化三大矛盾的日益突出 ,海洋资源已成为人类社会可持续发展的基础 ,但是由于受海洋资源“取之不尽、用之不竭、无偿占有、无偿使用”传统观念的影响 ,人类长期进行掠夺式的开发，严重影响了海洋资源的可持续开发利用和海洋经济的可持续发展。因此 ,如何通过海洋资源的资产化管理 ,改变目前海洋资源无价和价格不合理的现象 ,促使海洋资源由事业型运行机制向资产化、产权管理机制的转变就成为当前海洋资源综合管理的关键。１实施海洋资源资产化管理的内涵、核心与目标１．１实施海洋资源资产化管理的内涵所…     

七连屿海滩沙-沿岸沙丘-现代植物-砂岛成因模式

海滩沙是砂岛形成的基础,成长初始状态原生态海滩沙是砂岛形成的标志;沿岸沙丘是植被成长屏障,二者都具有重要的研究意义。笔者以2019年科考航次现场海滩沙-沿岸沙丘、砂岛及植被调查与卫星遥感资料分析为基础,对七连屿海滩沙-沿岸沙丘-植被地质特征,形态、位置,它们与砂岛的关系进行讨论;揭示了海滩沙-沿岸沙丘形成不但决定于海浪、潮汐,风暴潮等动力作用,而且也与沉积物搬运过程、沉积作用关系密切;同时探讨了岛屿形成过程中现代植物的分布：从点状发育过渡到逐渐覆盖整个潮上带区域,即先是沿岸沙丘,再是海岛中心,最后呈面状覆盖全岛。其中,植物的定植起到了重要作用,不但能够起到固沙作用,而且参与了砂岛的型成。由此,提出建立七连屿海滩沙-海滩岩-植被-砂岛成因模式。     

近海人工沙坝护岸养滩的模拟方法

随着海岸侵蚀的日益加剧和人类对环境保护意识的增强,新型护岸养滩工程措施不断涌现,其中近自然的海底人工沙坝更是受到海岸工程界的青睐,并已在北戴河海滩恢复治理工程中得到成功应用.基于北戴河海域环境动力、泥沙输运和人工沙坝间的相互作用,从物理模拟和数值模拟两个方面进行研究.首先阐明物理模型试验所遵循的相似条件、制作方法和控制条件,并利用Delft3D软件对极限波高作用下的沙坝变形与岸滩演变进行了数值模拟,再将两种方法得到的地形结果进行了分析比较.研究结果表明:物理模型试验具有直观、快捷和精度较高的特点;数学模型则需不断调整计算参数、检查泥沙计算过程中的收敛性和成果的合理性.经反复验证的数学模型,其计算结果可以达到物理模型试验所要求的工程精度.     

海堤地震稳定性的概率分析

由于土坡稳定性分析实际上为一非确值性的问题，故一般通用的安全系数法分析海堤的稳定性不甚合理［１］。为考虑这一问题的随机性，文中引入概率分析的方法。最后基于所建议的概率方法分析了某实际海堤的地震稳定性，给出了该海堤稳定程度的定量评价。     

气候转型与早期人类迁徙

目前的旧石器考古证据表明，更新世早期可能发生了两次人类迁徙浪潮，时间分别在1.8-1.6MaBP和1.0MaBP左右，第一阶段，古人类演化为直立人并开始走出非洲、迁徙至其它中低纬度的热带－亚热带地区；第二阶段，直立人开始占据中高纬度的温带和干旱－半干旱地区。这两个阶段也是第四纪气候发生转型、环境产生重大调整的时期。二者在发生时间上的一致性揭示了它们之间的内在联系，推测气候转型时期环境转变是这两次人类迁徙浪潮的主要驱动力。     

北戴河新区养滩工程岸线稳定性模拟

随着砂质海岸侵蚀的日益加剧和人类对海滩资源的保护意识的增强,越来越多的养滩工程措施在北戴河地区陆续开展,海滩养护工程后岸线的稳定性是养滩工程成功与否的关键。以北戴河新区洋河—葡萄岛岸段海滩养护工程为例,通过数值模拟和物理模型试验,对养护工程后岸线的稳定性进行了模拟分析,研究结果表明:人工养滩结合突堤和人工沙坝的方式能够起到很好的保护和扩展海滩的作用,能够有效保持北戴河新区岸线的稳定性。     

新型海洋沉积物孔隙水提取装置的研制与应用

成功研制了一种新型海洋沉积物孔隙水的提取装置,取180 g的沉积物样品放于该装置,45 min内可以提取25~45 mL的孔隙水样品,16个孔隙水样品可以同时提取,提高了工作效率。该装置已经在"海洋四号"船上使用,证实操作简便可行,在我国海洋地质调查工作中具有推广价值。     

海滩养护的功效和寿命——以北戴河海滩养护工程为例

以北戴河海滩养护工程作为实例,通过养滩前后3年的监测剖面数据,不仅计算了干滩宽度、中潮滩宽度、低潮滩宽度与单宽蚀淤量4个主要参数变量,分析了海滩剖面形态的演化特征,而且还计算了养护海滩效率系数和保存系数,结果显示:近3年来北戴河养护海滩干滩、中潮滩、低潮滩效率系数分别为5.37、2.88、1.47,保存系数分别为1.01、0.67、0.75。初步总结了北戴河养护海滩的短期功效,其中西海滩养滩寿命为10~12 a,延长养滩工程寿命包括养滩砂岸的长度,平面护岸体系,抛沙方量和破波高度等因素。     

潮汐分析和推算的一种模型

关于潮汐分析和推算工作,上世纪后半叶达尔文等人作出了贡献,提出一种至今仍被采用的模型。以潮位为例式中,H,g是分潮18.6年的平均振幅和迟角,二者合称为分潮的调和常数;V是月、日平均黄经,月、日近地点的平均黄经和观测地点平太阳时的线性函数。它随时间均匀地增大,每平太阳时的增大率叫做该分潮的角速率σ(度/平太阳时,以下简写为度/时)。u是月球升交点黄经的函数,随升交点移动而变化;f是由于月球轨道倾角的变化,引进来对分潮振幅的订正因子。后者(f)是按分潮展开式中的系数与其平均值之比确定的。它是     

不规则波折射的数学模型

本文对光易型方向函数中的集中度参数Ｓｍａｘ进行了推算，得到了在不同底坡和入射角情况下，Ｓｍａｘ～ｄ／（Ｌｓ）。的关系曲线，从而较合理地给出了浅水区域的方向谱Ｓ（ｆ，θ）。本文用谱分量的线性迭加法建立了不规则波折射的数值模式，计算了具有各种理论方向谱的不规则波在平行直线状等深线海滩上的折射。其结果得到了不规则波折射系数ｋｓｒ的计算图。将所得的结果与用正弦波求得的值作了比较。另外，本文还探讨了方向谱的分割数与不规则波折射计算精度的关系，并对如何节省计算机时作了研究，从而确定了频率和方向的最佳分割数。     

非线性随机表面Kirchhoff散射模式

自从Longuet-Higgins(1963)根据非线性作用导出较正态分布为准确的波面高度分布以来,高阶矩在军事、高科技等很多方面得到了应用。Huang等(1980)曾检验了高阶非线性分布,他们发现当波高概率分布中包含直至四阶项时与观测结果相符,但如果考虑更高阶不但效果不好,反而更差。尽管非线性随机过程在海浪理论中获得了广泛的应用,但对海面雷达散射研究仅讨论到三阶矩的影响(Fung et al.,1991;Chen et al.,1992)。电磁随机表面散射理论有适应大尺度随机起伏的粗糙面的Kirchhoff散射模式、轻度粗糙表面的微扰散射模式、大小尺度独立叠加的双尺度散射模式、全波散射模式(Bahar,1987)和积分方程散射模式(Chen et al.,1992)等。对随机粗糙Kirchhoff表面电磁波散射问题,尽管几十年来许多科学家已经进行了大量研究(Fung et al.,1991; Ulaby et al.,1982;Wu et al.,1988),Eom等(1983)曾对Gaussian面和非 Gaussian面的散射特性进行了比较研究,Fung等(1991)将Kirchhoff散射模式推广应用到三阶粗糙随机表面,然而更高阶矩对散射截面的影响还未见报道。本文在Fung等(1991)的基础上将Kirchhoff散射模式推广应用到四阶项,并对模式的应用进行了分析和讨论。     

海洋光合有效辐射分布的计算模式

针对一类海水，采用美国标准大气模型和一类水体海洋生物-光学特性的半分析方法，建立了海洋光合有效辐射计算模式。模式比较全面地考虑了大气、海-气界面和水体的光辐射传输过程，能较好地用于分析叶绿素浓度以及光辐射场的角分布对光俣有效辐射分布的影响。对模拟结果的分析以及与实测结果的比较表明，该模式能较好地应用于计算衰减系数、光谱辐照度随深度的分布、光合有效辐射随深度的分布和真光层深度，在海洋生态系统的光动力学研究和水色遥感方面有效好的应用前景。