用垂向光学辐照度测量数据计算雾能见度的方法和验证

大气能见度是描述雾的重要物理参数。目前测量大气能见度是采用主动光源测量水平方向的可视距离,本文提出了用垂直方向测量的自然光光学数据计算能见度的方法,该方法通过测量两个不同高度上的谱辐照度,计算谱衰减系数,然后将自然光参数转换为标准光参数,按照大气能见度的定义计算能见度,形成了由垂向光学测量获取大气水平能见度的合乎规范的理论和实际可行的计算方法。在2016年5月5日,作者采用2台光学辐照度计(Trios)和1台能见度仪进行了9h的观测,获得了一个完整的雾生成和发展过程的观测数据,对本文提出的算法进行了检验。针对环境干扰因素可能导致虚报雾的情形,本项研究提出,先从光谱数据本身定性判断是否有雾,再通过本文提出的理论方法计算能见度。研究发现直射光和散射光在594和674nm的特异性,用归一化光谱之差作为判据,成为能见度是否小于2 000m的可靠判断方法。结果表明,光学观测的计算结果在能见度小于1 000m的均方根误差为173m,在能见度小于2 000m的均方根误差为471m。与通常使用的用550nm单一谱段衰减系数计算大气能见度的方法比较,精度有很大提高。尤其对于能见度小于2 000m的情形,与实测能见度有很高的一致性。用垂向光学辐照度观测结果计算能见度是可行的方法。     

山东南部海滩沉积物重金属污染评价及磁学诊断

海滩作为海陆交汇和人类活动最为频繁的区域之一, 由于排污、附近工厂和垃圾倾倒等造成的重金属污染问题亟须重视。以山东南部日照市海滨国家森林公园、芙蓉村、涛雒镇三个海滩为例, 对其表层与垂向沉积物中的Cr、Ni、V、Fe、Zn、Co、Pb共7种重金属含量进行测试, 并使用污染负荷指数(pollution load index, PLI)法与地质累计指数(I_geo)法进行评价。同时对样品进行环境磁学参数测试并建立海滩沉积物重金属污染的磁学诊断模型。PLI显示, 三个海滩均处于污染状态, 污染程度为森林公园海滩＜芙蓉村海滩＜涛雒镇海滩。I_geo结果表明, 森林公园海滩存在V污染, 污染样品占比18%; 芙蓉村海滩存在Ni和V污染, 污染样品占比约33%; 涛雒镇海滩存在Cr、Ni、V污染, 污染样品占比约38%。研究区海滩重金属污染产生的主要原因为当地的工业生产以及水产养殖废水排放。磁参数归一化多元线性分析显示, 质量磁化率χ、饱和等温剩磁SIRM、非磁滞剩磁磁化率χ_ARM三个参数和重金属元素含量关系密切, 可以较好指示重金属含量和污染程度。质量磁化率诊断结果表明,当日照市海滩0.063~0.125 mm粒级沉积物磁化率值大于1 000×10^-8 m³/kg时, 需要注意海滩可能存在重金属元素污染, 可进行更深一步的污染评估。     

深水油气固井水合物储层物性响应与高压气水反侵研究

固井作业是能源开采过程中的一道重要工序,当深水油气固井遇到水合物地层时,固井水泥浆水化放热会引起近井壁储层中水合物分解和产生高压气水反侵,从而严重影响固井质量,甚至导致固井报废和井壁失稳,为减小和避免水合物分解的不利影响,明确不同固井工艺条件下水合物储层的物性响应和高压气水反侵规律是关键。以南海神狐海域水合物钻探工程GMGS-1中SH2站位勘探井为研究对象,建立固井二维数值模型,采用TOUGH+HYDRATE数值模拟软件再现固井水泥浆侵入和水化过程,分析过程中近井壁储层物性响应规律,得出南海水合物储层不同固井压差与水泥浆放热速率条件下高压气水反侵的临界条件判别曲线,并创新性地采用“连续分段模拟”思路解决水泥浆的动态放热问题。结果表明:水泥浆初凝之前主要可分为诱导、分解和二次水合物生成3个阶段;侵入行为主要发生在保压时期,当压力卸去后侵入深度基本不再增加;水化放热造成的温度升高导致水合物大量分解,产生的高压气水向四周运移,而压力卸去之后,高压气水向环空方向反侵的趋势更加明显;水化放热速率越大,固井压差越小,气水反侵发生的可能性越大,发生时间越早。对于浅部水合物储层,降低固井水泥浆水化热可有效减少反侵现象的发生,提高固井质量,而对于埋藏较深的储层可在破裂压力范围内同时使用较高的固井压差。本研究对水合物地层固井工艺参数优选具有良好的指导和借鉴作用。      

海岸资源开发利用控制线划定方法研究——以台州市为例

为促进我国海岸资源的可持续开发利用,文章通过建立指标体系和测算模型,探讨海岸资源开发利用控制线划定方法,并在数据分析的基础上在台州市实践应用。研究结果表明：海岸资源开发利用控制线的划定须综合考虑资源开发利用强度、环境要素响应状况、生态要素响应状况、生态环境保护程度和区域经济发展状况,并测算环境污染指数和预期减污目标;2018年台州市的环境污染指数为0.059,2025年敏感区（优良水质区）和叶绿素a浓度向海推移距离的预期目标分别为1 000 m和7 500 m,预期减污目标为1.493;根据各沿海县级行政区的生态环境保护级别和经济发展状况,2025年台州市海岸资源开发利用控制线划定距离为0～7 872 m;划定结果不仅体现区域资源统筹配置,而且保障区域差异化发展,符合区域协调发展需求。     

声呐系统中海洋生物叫声应用效能分析

发射信号波形的选择是主动声呐设计过程中必须要考虑的问题之一,不同的信号形式会直接影响声呐的性能。海洋哺乳生物通过叫声实现种群间的通信以及对水下环境的感知,这一常见的生物学行为激发了基于生物叫声的声呐系统的开发。但海洋生物在全球分布广泛并且叫声种类繁多,需要结合声呐系统的设计参数对采集到的叫声进行效能分析,才能在不改变传统声呐设计的基础上拓展仿生隐蔽探测功能。针对这一问题,提出了基于主动声呐信号分析的海洋生物叫声效能分析方案。以采集到的 6 种海豚叫声为例,基于同步压缩变换和贪婪算法重构样本信号,从 5 个维度对声呐系统仿生信号进行了分析。仿真结果表明,该效能评估方案可对海洋生物叫声进行有效筛选,以确定适合声呐系统的信号波形。     

胶州湾菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）呼吸排泄作用的现场研究

于2006年2月、5月、8月和11月四个季度月采用呼吸瓶法现场研究了胶州湾菲律宾蛤仔的呼吸排泄作用。结果表明,胶州湾菲律宾蛤仔呼吸排泄速率具有明显的季节变化趋势,春、夏季高于秋、冬季。不同生物学规格的蛤仔呼吸排泄速率具有明显的差异,单位个体耗氧率、排氨率和排磷率均随着个体大小的增加而增加,而单位体重的耗氧率、排氨率和排...     

Pergamidia在川西昌台纳楞海三叠系的发现及时代意义

对于Pergamidia的时代,一直存在不同的观点:多数人认为它是诺利克期的典型化石,但也有认为其时代为卡尼克期至诺利克期,以Pergamidia为主的化石组合则出现在诺利克期。在四川西部昌台地区的纳楞海—国营种畜场剖面中,产出了大量的双壳类化石,包括前人发现的双壳分子组合Halobia yunnanensis-Halobia pluriradiata(Hy-Hp组合)及本次观测纳楞海剖面时采集的以Pergamidia属的分子为主的新化石组合,由Pergamidia eumenea,Pergamidia attalea,Pergamidia timorensis,Pergamidiaeumenea hoqingensis等组成。新化石组合在该剖面中的层位位于Hy-Hp组合的底部,资料证实Hy-Hp组合为卡尼克中、晚期典型化石组合。区域上的Perga-midia时代延限为卡尼克期—诺利克期,以Pergamidia属为主的双壳类化石组合面貌既可以出现于诺利克期也可出现在卡尼克期;川西昌台地区的Pergamidia在具有酸性火山活动末期的环境中聚集、繁盛,并从纳楞海开始向周围环境扩散。     

横穿滑坡下X80管道极限滑坡位移分析

长输管道在运输天然气时不可避免地会穿越地质灾害频发区域,其中滑坡对于管道的威胁性最大,因此对滑坡作用下管道的安全进行评估十分重要。针对X80管道横穿滑坡可能遇到的安全问题,提出管道的极限滑坡位移定义,将其作为评价管道安全的外部指标。依据中贵线某滑坡工况,采用ABAQUS软件建立横穿滑坡下的管-土模型,对不同滑坡裂缝、滑坡宽度下的管道力学行为与极限滑坡位移变化情况进行数值模拟研究。结果表明：不同裂缝位置、滑坡宽度下,管道应力均随位移荷载增加而增大;滑坡裂缝位置距管道越远,管道承受的极限滑坡位移值越大,当裂缝位置为9 m时,管道所能承受的极限滑坡位移达4.03 m;文中工况下滑坡宽度35 m为管道应力变化分界点,此时管道所能承受的极限滑坡位移值最小。     

2012年夏季挪威海和格陵兰海水文特征分析

利用2012年夏季在北欧海(挪威海和格陵兰海)的水文考察数据,对调查区域内海洋水团性质和分布进行了分析,并对北欧海冷却对流的发展加深过程进行了研究。在上层,从东侧暖而咸的大西洋水跨越锋区至西侧低温低盐的格陵兰海盆上层水体,温度和盐度的变化分别可以达到8℃和0.4 psu。中层与深层水体的性质则相对均匀和稳定,3个海盆内从浅至深依次分布着北极中层水、海盆深层水、北极深层水以及海盆底层水。格陵兰海盆中深层水体在3 500 m深度上位温约为-0.97℃,相比较1970s观测到的-1.30℃,升温幅度超过了0.3℃,表明海盆深层存储的热量显著增加。在只考虑局地表面冷却的简化条件下,当前格陵兰海内部通过冷却对流混合至季节性跃层下界需要向大气释放0.9×109~1.2×109J的热量,这一过程至少需要2个月的时间而不利于对流向深层的发展。大量的热量被存储于北欧海深海盆中使得北欧海已经成为北半球高纬海域的热量存储器,对当前北极气候变化的影响有待深入研究。     

天津近岸海域氮磷营养盐分布及富营养化评价

通过对2007年10月至2008年8月期间天津近岸海水的理化因子和营养盐含量的检测,分析讨论了天津近岸海域营养盐含量的时空变化、富营养化水平和营养级类型。结果表明,2007年10月无机氮、无机磷和COD均达到最高值。整个调查期间,无机氮的含量较高,普遍超过第四类海水水质标准,其中夏秋季高于冬春季,可能是因为夏秋季陆源径...