荧光法在赤潮图像分析中的应用

赤潮藻样品中往往包含着各种复杂的非藻沉淀物,为解决这些微藻的探测和分析的问题,可以利用微藻类在一定波长的光照射下会产生荧光的特性,对裸甲藻等多种赤潮藻类进行荧光实验处理,并在此基础上对藻类的荧光图像和灰度图象进行图像分割,轮廓和纹理分析及图象识别等后继图象处理。实验证明,荧光法可以有效的去除背景噪声,保留藻类信息,使得后继的图象处理工作更加容易和有效,从而解决了探测和分析包含复杂背景的沉淀物样品中微藻的问题。     

无主漂油源集合预测方法研究

采用基于"拉格朗日"粒子追踪方法的油粒子数值溯源模式,引入天气预报中的"集合预报"方法,考虑气象、海洋环境背景场误差因素,研究无主溢油源的集合预测方法。对某次渤海中西部溢油溯源事件的数值模拟结果表明,溢油源集合预测分析结果与溢油源实际调查情况相符,表明无主漂油源集合预测方法科学、结论可信。     

珠江口伶仃洋沉积物中重金属元素分布、赋存形态及来源分析

2011年对珠江口伶仃洋31个点位表层沉积物中主要的重金属Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd和As含量、分布特征及来源因素进行了研究。采用了BCR提取法分析各种重金属赋存形态,并依据各种重金属的形态特征进行了因子分析,了解其分布的控制因素。结果表明:伶仃洋沉积物重金属分布特征为从西北向东南逐渐减小,各元素在伶仃洋西线沿岸的浓度普遍高于东线沿岸区域,研究区西滩北段区域成为重金属高值区。伶仃洋Cr、As、Ni主要以残渣态存在,Pb主要以可还原态存在,Cd主要以酸提取态存在,而Cu、Zn在各形态中比较分散。各重金属非残渣态比重Cd为最高,As为最低,各元素非残渣态在平面上的分布与总量分布模式基本一致,所以,伶仃洋海域通过总量来确定区域重金属污染情况在一定程度上是可靠的。因子分析结果表明,伶仃洋重金属主要为人为污染物的排放(包括工业废水、生活污水等),其次为流域自然风化产物的输入。     

吕宋海峡M2内潮的三维数值模拟

A three-dimensional isopycnic-coordinate internal tidal model is employed to investigate the generation,propagation, vertical structure and energy conversion of M2 internal tides in the Luzon Strait(LS) with mooring observations. Simulated results, especially the tidal current amplitudes, agree well with observations,demonstrating the reasonability and accuracy of the model. Results indicate that M2 internal tides mainly propagate into three directions horizontally, i.e., eastward towards the western Pacific Ocean, westward towards the Dongsha Island and southwestward towards the South China Sea Basin. In the horizontal direction, tidal current amplitudes decrease as distance increases away from the LS; in the vertical direction, they show an obvious decreasing tendency with depth. Between the double ridges of the LS, a clockwise gyre of M2 baroclinic energy flux appears, which is caused by reflections of M2 internal tides at supercritical topographies, and resonance of M2 internal tides happens along 19.5° and 21.5°N due to the heights and separation distance of the double ridges. The total energy conversion in the LS is about 14.20 GW.     

珠江口外内陆架表层沉积物重金属元素形态特征、控制因素及生态风险分析

2011年对珠江口外内陆架海域22个点位表层沉积物中主要的重金属Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd和As含量、形态特征、来源控制因素以及潜在生态风险进行了研究。采用了BCR提取法分析各种重金属赋存形态,并依据各种重金属的形态特征与沉积物基质属性进行了相关因子分析,了解其分布的控制因素。结果表明:珠江口外内陆架沉积物重金属分布特征为由陆向海的方向,随着水深增大而逐渐降低。重金属赋存形态中Cr、Ni、Cu、As主要以残渣态存在,Pb主要以可还原态存在,Cd主要以酸提取态存在,Zn主要存在于残渣态与可还原态。各重金属非残渣态比重Cd最高,Cr最低,表明Cd的迁移性最强。各元素非残渣态在平面上的分布与总量分布模式相关性较好,因此,珠江口外内陆架海域通过总量来确定区域重金属污染情况在一定程度上是可靠的。重金属元素与黏土含量、可还原态Fe、Mn含量普遍具有较好的相关性。珠江口外内陆架的重金属来源比较复杂,主要来源于附近大陆的物质输入。运用酸提取态百分含量风险评估法对重金属潜在生态风险进行评价,发现研究区各元素综合风险评价除Cd为高风险外,Cr元素综合风险评价为无风险;其余为中一低风险等级。     

南海北部陆缘地震带的活动性与发震机制

南海北部陆缘地震带是一条板内地震活跃带,对其进行研究对于华南沿海的防震减灾和南海北部的新构造活动研究具有重要意义。通过地震活动性分析发现,该地震带可以划分为闽南―粤东、阳江、雷琼3个地震活跃区和珠江口地震弱活动区。结合区域构造背景分析发现,印藏碰撞导致的华南地块往E―SEE向运动并且该区东侧菲律宾海板块高速向NW向运动是该地震带的主要构造背景;二者的高速碰撞以及华南地块与西南、南侧块体的挤压剪切产生了巨大的应变能,这些应变能通过区内的滨海断裂带与壳内低速层进行传递、调整。在受挤压、剪切影响强烈的东、西部区域,除了在NW向与NE向的小规模断裂交会部位形成小震密集区之外,还在NW向断裂与滨海断裂带的交汇区域产生应力、应变积累,引发大震、强震。而在中部受影响较弱的珠江口区域,局部断裂稀疏,因而未出现小震密集区,并且大震、强震空缺。     

黄河口海底液化粉土特征研究

选取黄河口埕岛油田海域作为研究区,在先前调查研究工作的基础上对该区域海底液化粉土特征进行研究,从声学特征、物理力学参数特征、微结构特征以及动三轴试验分析这4个方面详细分析了液化粉土与未液化粉土的性质差异。研究表明,液化粉土的物理力学性质相对于未液化粉土有着明显的变化,液化粉土的标贯击数值较未液化粉土增加,在相同的振次条件下,液化粉土的抗液化剪应力比比未液化粉土大,土的抗液化强度增加,液化粉土较未液化粉土更难发生液化。     

Nonlinear Dynamic Behaviors of A Floating Structure in Focused Waves

Floating structures are commonly seen in coastal and offshore engineering. They are often subjected to extreme waves and, therefore, their nonlinear dynamic behaviors are of great concern. In this paper, an in-house CFD code is developed to investigate the accurate prediction of nonlinear dynamic behaviors of a two-dimensional (2-D) box-shaped floating structure in focused waves. Computations are performed by an enhanced Constrained Interpolation Profile (CIP)-based Cartesian grid model, in which a more accurate VOF (Volume of Fluid) method, the THINC/SW scheme (THINC: tangent of hyperbola for interface capturing; SW: Slope Weighting), is used for interface capturing. A focusing wave theory is used for the focused wave generation. The wave component of constant steepness is chosen. Comparisons between predictions and physical measurements show good agreement including body motions and free surface profiles. Although the overall agreement is good, some discrepancies are observed for impact pressure on the superstructure due to water on deck. The effect of grid resolution on the results is checked. With a fine grid, no obvious improvement is seen in the global body motions and impact pressures due to water on deck. It is concluded that highly nonlinear phenomena, such as distorted free surface, large-amplitude body motions, and violent impact flow, have been predicted successfully.     

上边界条件对多年冻土地温场数值模拟结果的影响分析

以玛多地区多年冻土为背景,建立多年冻土地温场的数值计算模型,以不同的方式考虑近 60 a 来的气温变化构成不同的上边界条件,通过模型计算分析不同上边界条件下的不同时期温度场、未来冻土退化特征.结果表明：在上边界条件中采用气象站实测近60 a波动温度值和采用近60 a平均恒定值时,浅层冻土地温差异明显,且越浅层地温与越近时间的上边界条件相关.预测未来100 a冻土地温变化趋势发现,相同升温速率和升温初始温度条件下,上边界采用实测60 a波动温度值对冻土退化过程影响较小;升温初始温度值提高到与趋势线衔接后,冻土退化起始时间从约第45年提前到约第20年;60 a实测温度和升温初始温度值均提高到与其初始温度场上边界条件衔接后,冻土退化起始时间从约第20年提前到约第15年;冻土退化从开始到完全退化经历时间为25 a左右.     

超强不稳定和弱切变环境下一次飑线过程的雷达资料同化与分析

利用中尺度模式WRF及其3DVar同化系统,对武汉附近多普勒雷达资料进行循环同化,并结合NCEP FNL分析资料、自动站降水资料、雷达回波和探空资料,对2011年7月26日发生在湖北的一次飑线过程进行环境条件分析和同化研究。探空显示:此次飑线发生在超强不稳定和弱的风垂直切变环境中。雷达回波表明:系统内存在东北-西南向和西北-东南向的两条回波带,前一条为飑线主体,在发展和成熟过程中缓慢移动;后一条的西北段快速减弱,而东南段逐渐与前一条合并。利用同化雷达资料后的模式预报场诊断分析表明:初期,虽然动力抬升条件不利于单体的新生和发展,但强不稳定能量却为其提供了强热力抬升条件;在发展期,低层风垂直切变和冷池虽然向有利于飑线发展的方向演变,但强度仍然较弱,而不稳定能量仍起主要作用,飑线是在不断增强的动力抬升和强热力抬升共同作用下逐渐成熟;后期,环境中不稳定能量大减,冷池强度也明显强于低层风垂直切变,动力和热力条件均不利于飑线进一步维持,飑线衰亡。