Tsunami-like solitary waves impinging and overtopping an impermeable seawall: Experiment and RANS modeling

This study investigates tsunami-like solitary waves impinging and overtopping an impermeable trapezoidal seawall on a 1:20 sloping beach. New laboratory experiments are performed for describing three typical cases: a turbulent bore rushes inland and subsequently impacts and overtops the seawall (Type 1); a wave directly collapses on the seawall and then generates overtopping flow (Type 2); and, a wave straightforwardly overtops the seawall crown and collapses behind the seawall (Type 3). A two-dimensional volume of fluid (VOF) type model called the COBRAS (COrnell BReaking And Structure) model, which is based on the Reynolds-Averaged Navier–Stokes (RANS) equations and the k–ε turbulence closure solver, is validated by experimental data and then applied to investigate wave dynamics for which laboratory data are unavailable. Additionally, a set of numerical experiments is conducted to examine the dynamic wave acting force due to waves impacting the seawall. Effects of wave nonlinearity and freeboard are elucidated. Special attention is given to a distinct vortex evolutionary behavior behind the seawall, in which the dynamic properties of entrapped air-bubbles are briefly addressed experimentally and numerically.     

南海北部表层颗粒有机碳的季节和年际变化遥感分析

海洋颗粒有机碳（POC）是海洋固碳的一个关键参数。为了研究南海北部陆架及海盆表层POC浓度的时空分布特征以及变化趋势,本文利用2009-2011年4个季节的实测数据,对NASA发布的MODIS/AQUA卫星月平均POC遥感产品,进行了验证和校正;并利用校正后的遥感数据分析了2003-2014年POC的时空分布特征和变化趋势。发现POC遥感产品与南海北部实测数据具有较好的线性关系（R2=0.72）,但存在系统性偏高,需利用实测数据对遥感数据进行区域性校正。分析校正后的遥感数据发现,南海北部陆架POC浓度较高,平均为（33.34±8.02）mg/m3;吕宋海峡西南海域浓度较低,平均为（29.25±6.20）mg/m3;中央海盆区浓度最低,平均为（27.02±4.84）mg/m3。春夏季POC浓度较低,最低值一般出现在5月,冬季（12月至翌年1月）POC浓度达到最高。利用2003-2014年的长时间序列遥感叶绿素（Chl a）和海表温度（SST）、混合层深度（MLD）模式数据,以及实测数据对南海北部POC浓度的影响机制进行了分析。发现POC与Chl a在秋冬呈现较好的相关关系（R2=0.51）,但在春夏季较离散,表明秋冬季生物作用对POC影响较大。2003-2014年期间,POC与Chl a、MLD及SST存在明显的年际变化,但并没有显著的上升或下降趋势。     

我国海洋底栖猛水蚤目两个新记录种

通过对2008 年5 月在江苏平岛潮间带采集的砂质沉积物进行离心提取, 经形态分类学方法 鉴定发现底栖猛水蚤目两个新记录种, 濑户叶足猛水蚤Phyllopodopsyllus setouchiensis Kitazima, 1981 和扎哈美猛水蚤 Ameira zahaae Karanovic & Cho, 2012, 分别隶属于矩头猛水蚤科 Tetragonicipitidae Lang, 1948 和美猛水蚤科 Ameiridae Boeck, 1865.其中, 濑户叶足猛水蚤目前仅在 砂质潮间带环境中发现。扎哈美猛水蚤与韩国海域发现的种形态基本一致。     

黄海典型漂浮大型藻类光谱特征分析

利用实测高光谱和多光谱相机数据对在黄海海域采集的浒苔和马尾藻样本进行光谱特征分析。结果显示:漂浮大型藻类的高光谱反射率均值(Rmean_H)与多光谱反射率均值(Rmean_M)、高光谱藻类指数(VB-FAHH)与多光谱藻类指数(VB-FAHM)之间的相对误差小于15.6%,说明这两种数据具有较好的一致性;基于光谱特征波长的反射率建立比值光谱指数,其中浒苔和马尾藻的差异最为明显的是R640/R554指数;基于多光谱相机计算反射谷深度指数(T-depth),采用阈值法来区分浒苔和马尾藻,T-depth阈值的区分精度分别为69.6%±30.0%和69.6%±24.3%,稍优于虚拟基线漂浮藻类指数(VB-FAH)阈值的区分精度。     

Projections of ocean climate for northwestern Pacific Ocean

The long-term adjustment processes of atmosphere and ocean in response to gradually increased atmospheric CO2 concentration have been analyzed in 70 and 140a integrations with NCAR fully-coupled climate system model (CSM). In these experiments the CO2 concentration has been increased to double and quadruples the initial concentration, respectively. After 70a, at the time of CO2 doubling, the model predicts surface air temperature rises by 1.2 and 1.5K for the globe and the northwestern Pacific Ocean, respectively. The behavior of the quadrupling run is similar: each global and regional mean surface air temperatures increase by 2.8 and 3.0K at the time of CO2 quadrupling. From the experiments, surface air temperature changes in the northwestern Pacific Ocean will be more distinctive compared with the global average, mainly due to exceptionally large warming and sea level change near the entrance of the Kuroshio extension.     

象山港海洋牧场示范区大型底栖生物的时空变化

根据象山港海洋牧场示范区建设前(2011年)、建设中(2012年)、建设后(2013年)对象山港全港区、邻近区、示范区11个站位,进行5个航次调查所获得的大型底栖生物的资料,对比分析建设前后大型底栖生物的时空变化。结果表明:共鉴定出大型底栖生物59种,建设后建设中建设前,优势种变化明显。大型底栖生物密度、生物量表现为:建设前建设中建设后;建设中建设后建设前。多样性指数H’、丰富度指数d均表现为:建设前建设后建设中,均匀度指数J则表现为建设中建设后建设前。多因子方差分析结果表明:建设前后,大型底栖生物种类数、栖息密度、生物多样性指数均存在显著性差异。根据群落聚类及n MDS排序分析,建设前后大型底栖生物群落组成存在明显差异,双因素相似性分析(ANOSIM)结果同时表明,群落建设前后存在显著性差异(综合检验R=0.215,P=0.004)。SIMPER分析,大型底栖生物群落的平均相似性建设前建设后建设中。根据调查站位的数据作出丰度/生物量比较曲线(ABC曲线)分析表明,建设中大型底栖生物受到了强烈的干扰,人工鱼礁投放、大型海藻移植、增殖放流会对其周围海域产生影响,但建设后扰动消失,表明随着时间的推移,海洋牧场建设过程中带来的扰动逐渐减小,并围绕鱼礁群逐渐形成新的人工生态系统。     

应用两次展开法求解系泊柱体慢漂运动方程

在深海中系泊的海洋平台,如Spar平台,水下部分为带有系泊的圆柱结构,其水平方向运动响应往往具有较低的自振频率,容易在低频波浪力(源于非线性的差频效应)作用下发生共振响应,使结构发生大幅水平慢漂。当浮体的瞬时位置大幅偏离初始位置时,基于初始平衡位置的摄动展开法会存在较大误差。针对这一问题,采用两次展开方法,对大幅慢漂运动开展时域模拟研究。对双色波作用下自由漂浮圆柱的大幅运动响应问题进行数值分析,并与采用基于初始平衡位置的摄动展开法的计算结果进行了对比。结果表明,采用新的两次展开法可以计算出波浪遭遇频率的变化和波浪漂移阻尼,而这无法从基于初始平衡位置的常规摄动展开法中得到,体现了两次展开法在分析大幅慢漂问题上的优势。     

双量子阱结构OLED效率和电流的磁效应

通过结构为ITO/NPB(60 nm)/ Alq₃ ∶1 wt% rubrene(20 nm)/ Alq₃(3 nm)/ Alq₃ ∶1 wt% rubrene(20 nm)/ Alq₃(20 nm)/LiF/Al的双量子阱的黄色有机电致发光器件,研究了不同磁场强度下的发光效率和电流变化特性. 研究结果表明该器件的电流是随着磁场强度的增加而单调下降的,显示了器件的电阻是随着磁场强度的增加而增加的. 同时也得到了该结构有     

800年来苏北废黄河三角洲的演变模式

根据历史资料、数据和相关研究,结合研究区域背景,分析苏北废黄河三角洲的演变。结果显示,岸线演变在发育阶段和侵蚀阶段分别为向海延伸约90 km和侵蚀后退约22 km,面积相差约800 km2,三角洲地貌演变表现为岸线平直-曲折-平滑-平直的过程。在废三角洲陆海相互作用的基础上,运用演化模式分析三角洲的演变过程。该三角洲演变可以分为7个演变阶段,发育期在径流和潮流作用下以沙洲并陆淤积延伸方式进行,侵蚀期在波浪和潮流作用下以沙洲合并侵蚀后退和淤积外长交替侵蚀的方式。泥沙输运、人类活动和气候变化对废三角洲的演变有重要影响,巨量的来沙是三角洲发育的原因,泥沙平衡被打破是侵蚀的主要原因。发育期中,泥沙输运影响淤积速度和位置,人类活动和气候变化影响黄河河道迁移、输沙量和产沙量;侵蚀期中,泥沙输运影响侵蚀状态,人类活动在一定程度上影响海岸带冲/淤,气候变化将影响三角洲的演变趋势。     

大连湾附近海域表层沉积物粒度特征及水动力环境指示

对大连湾、大窑湾外及其附近海域表层沉积物进行了粒度分析,揭示了该区域大致的沉积特征。结合相关的地质水文资料,探讨了其控制因素,同时对沉积环境进行了初步分析。研究区沉积物粒度组分以砂(平均含量34%)和粉砂(平均含量52%)为主,粘土含量比较少(平均含量14%),且主要分布在研究区中部水下台地之上,各组分相对含量呈东西向条带状分布,与地形分布趋势较为一致。北部近岸水下岸坡区,水深较浅,距离物源区较近且水动力条件复杂,沉积物粒度较粗;向南随水深增加水动力减弱,东部为一水下台地,沉积物粒径偏细。分选较好,粉砂和粘土组分在该区域最为富集,沉积物可能来自于通过东部海域自西向东进入研究区的远源物质;研究区南部水深增加,又出现一水下岸坡,其下地形趋于平坦,该区域在黄海环流体系的作用下,接受了较多来自包括山东半岛水下三角洲的粗颗粒物质。