降尺度方法在东亚气候预测中的应用

东亚气候变异十分复杂,全球动力预测系统对该地气候异常的预测能力偏低,如何进一步提高东亚地区气候异常的预测水平是一个非常重要的科学和现实需求问题。为此,近些年一系列的动力和统计降尺度方法得以发展。本文主要回顾了这些降尺度方法在东亚气候预测研究和实时预测中的应用。首先,文中简要介绍了我国目前应用于实时预测的全球动力预测系统及其性能,这是开展降尺度的科学和技术基础;在此基础上,从区域模式物理过程参数化方案的评估与遴选、区域模式在东亚气候预测中的应用两个方面,对于动力降尺度方法的发展和应用做了回顾;在统计降尺度的综述中,本文主要关注了东亚夏季汛期和冬季气候异常的预测,特别是针对东亚冬季气候异常,本文中提出了新的高效的统计与动力相结合的预测方法。最后,展望了短期气候预测需要进一步深入研究的科学和技术问题。     

考虑流固耦合效应的单桩式海上风电机组结构响应模拟

针对海上风电整机系统,建立了一体化流固耦合分析方法。在模拟过程中,采用浸入边界法解决风机叶片旋转引起的静动干涉问题,利用改进的守恒式 level set（简称 ICLS）方法捕捉海浪自由面,并使用交错迭代法求解流固耦合方程。通过构建 “风机—塔架—基础”一体化流固耦合数值模拟方法,能够在一次仿真计算中实现海上风电整机系统的全过程数值模拟,准确求解多荷载耦合作用下“风机—塔架—基础”的整体结构动力响应。以某单桩式海上风电工程为例,验证了本方法能够实现对海上风电整体系统的一体化分析。     

考洲洋海域水质季节变化及评价方法初步研究

文章于2018年1月（冬季）、4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）对我国考洲洋海域海水中的溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、无机氮（DIN）、活性磷酸盐（DIP）4个主要海水水质因子进行了综合调查。结果表明,4个水质因子DIP、DIN、COD、DO的平均浓度由高到低的季节变化分别为：冬季（0.058 mg/L）、春季（0.046 mg/L）、夏季（0.009 mg/L）、秋季（0.006 mg/L）;冬季（0.465 mg/L）、春季（0.171 mg/L）、夏季（0.064 mg/L）、秋季（0.040 mg/L）;夏季（1.57 mg/L）、冬季（1.26 mg/L）、秋季（1.22 mg/L）、春季（0.89 mg/L）;冬季（11.70 mg/L）、夏季（7.41 mg/L）、秋季（7.36 mg/L）、春季（7.18 mg/L）。评价结果显示,春季和冬季主要超标因子为DIP和DIN,夏季超标因子为DIP,秋季水质因子均满足要求。同时,本研究利用单因子标准指数法、富营养化指数法和有机污染评价指数法对考洲洋地区水质状况进行评价并对其进行初步比较和分析,结果表明,3种方法在季节性变化上的评价结果基本一致（由高到低均为:冬季、春季、夏季、秋季）,然而,同一季节不同评价方法的超标站位比例不同（单因子指数法:冬季占100%,春季占80%,夏季占10%,秋季则无;富营养化指数法:冬季占90%,春季占70%,夏季和秋季均为无;有机污染指数评价法:冬季和春季均占80%,夏季和秋季均为无）,比较分析表明,3种评价方法具有不同的评价作用和适用性。     

卷筒式冲击反循环钻机自动钻进的模糊控制

根据钻头下落的主要受力分析，给出了适用于模糊控制的下降时间估计模型。采用模糊控制方法控制卷筒式冲击反循环钻机自动钻进，可以迅速地跟踪破碎层变化引起的钻速变化。     

既有建筑物地下室增层开挖桩基屈曲稳定研究

既有建筑物地下室增层开挖可有效利用地下空间,是目前改善停车难问题的主要手段之一。既有建筑地下室增层开挖将改变原有桩基础的受力性状,从而可能引起原有桩基础屈曲失稳。提出一种预测地下室增层开挖既有桩基失稳的临界荷载及稳定计算长度的理论解法。首先,结合浙江饭店地下室增层开挖工程,简单介绍增层开挖方案。之后,通过Winkler弹性地基梁理论建立增层开挖工况下单桩基础桩-土体系总势能方程。最后,利用最小势能原理导得增层开挖工况下单桩基础屈曲失稳的临界荷载及稳定计算长度的表达式。在此基础上,研究了桩身临界荷载的影响因素。计算结果表明：随着半波数n的增加,既有桩基的临界荷载逐渐收敛;既有桩基的临界荷载随开挖深度的增大而急剧减小。分析结果可为类似地下室增层开挖工程的设计提供依据,减少开挖引起既有桩基础失稳隐患。     

青藏高原羌塘中部榴辉岩Ar-Ar定年

羌塘榴辉岩产于红脊山-双湖高压变质带中段的片石山地区,是目前青藏高原内部唯一的榴辉岩产地.榴辉岩多硅白云母40 Ar-39 Ar年龄tp=219.3±1.5 Ma;榴辉岩围岩的多硅白云母40 Ar-39 Ar年龄tp=217.2±1.8 Ma,定年结果表明,榴辉岩与围岩经历了相同的高压变质作用,与红脊山-双湖地区蓝闪片岩的高压变质时间是一致的.根据已有高压变质年代学资料,从羌塘的红脊山到双湖、那曲地区的巴青以北、昌都的酉西,直到滇西地区,断续分布长达2000余公里的高压变质带为同一期构造事件的产物,是龙木错-双湖板块缝合带向南延伸到滇西的重要依据.榴辉岩的定年数据进一步揭示,冈瓦纳板块与欧亚(扬子)板块的主体碰撞时间在220 Ma左右,同时也是古特提斯洋消亡的时间记录.     

中国小型底栖生物研究的40年——进展与展望

基于2016年希腊第16届国际小型底栖生物会议资料及我国已有的信息,本文论述了国内外小型底栖生物的研究概况,着重介绍了我国该领域的主要进展,包括小型底栖生物的方法学、丰度与生物量的分布、海洋线虫和底栖桡足类的分类学、入侵植物种对线虫群落的影响、粒径谱和次级生产力、摄食生态学、实验室培养和生活史、环境检测、海洋线虫的分子生物学与系统演化、生态动力学-水层底栖耦合模型以及人才培养。依据国内外研究现状提出了今后的发展目标和应着重加强的研究方向。     

莱州湾海岸带环境与功能区划初探

利用国家海洋局第一海洋研究所2007—2008年莱州湾地下水监测数据,在甄别、整理的基础上,进行了相关分析、主成分和聚类分析。根据聚类分析各类别的地下水质特征,同时考虑到区域的可持续发展,划分出海水入侵预防治理区、海水入侵重点治理区、养殖与海化产业区和海化工业区共四个区域。     

不同人为源排放清单对大气污染物浓度数值模拟的影响:以浙江省为例

应用大气化学模式WRF-Chem(Weather Research and Forecast-Chemistry),分别选用亚洲排放源清单INTEX-B(Intercontinental Chemical Transport Experiment-Phase B)、REASv2.1(Regional Emission inventory in Asia version 2.1)以及全球排放源清单HTAP_v2(Hemispheric Transport of Air Pollution version 2),对浙江省2013年12月进行模拟,分别记为IN、RE和HT试验,研究人为源排放清单对大气污染物浓度数值模拟的影响。结果表明,3组试验合理的反映出PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,即细颗粒物)、PM10(空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物,即可吸入颗粒物)和NO_2近地面浓度的时空分布特征,相关系数为0.5~0.8,85%以上的模拟值落在观测值的0.5~2倍范围内,但对SO_2近地面浓度模拟较差。IN、RE、HT试验对PM2.5和PM10的模拟偏差均成递减趋势,约为30%、16%和6%,HT试验的模拟值更加接近观测。INTEX-B清单中PM2.5的一次排放与二次气溶胶前提物SO_2均高于REAS与HTAP清单,因此会导致更多的硫酸盐生成,从而进一步增加PM2.5浓度。HTAP_v2清单中较低的NH3排放会抑制硝酸盐的生成,从而有助于降低PM2.5浓度。3个清单的基准年与模拟年的差异对SO_2浓度模拟的准确性影响更大,INTEX-B清单中SO_2排放量明显高于REASv2.1与HTAP_v2清单,尤其在浙北和沿海工业发达地区,导致IN试验模拟的SO_2在这些地区存在明显高估。3组试验模拟的NO_2浓度偏差最小且更为接近(-8%~4%),主要原因是3个清单在浙江省的NOx排放十分一致。从3组试验结果之间的差异程度来看,浙江省范围内PM2.5、PM10、SO_2和NO_2逐日浓度模拟值之间的平均差异程度分别约为14%、15%、51%和16%,最大差异程度分别为69%、78%、137%和132%。月均浓度与逐日浓度的平均差异程度基本一致,但最大差异程度明显更低。总体来看3组试验模拟的PM2.5、PM10与NO_2的差异程度明显低于SO_2。     

南海西沙海槽典型地震相识别与分析

西沙海槽区作为气水合物的可能聚集地越来越受到关注。浅析地震相分析方法,通过地震相标志的识别,归纳出自中中新世以来,西沙海槽发育有8种地震相：S形前积地震相、斜交前积地震相、下超型前积地震相、丘状地震相、杂乱地震相、空白地震相、透镜状地震相和席状地震相。较细致地描述了各种地震相的反射特征,并结合研究区的沉积背景,对不同地震相的沉积学特征做出了合理解释。