钓鱼岛东北冷涡特征及其生长消亡规律

利用1987到2011年期间7个航次的调查数据揭示了夏季钓鱼岛东北海域存在冷涡的事实,首次将其命名为钓鱼岛东北冷涡,并初步分析了钓鱼岛东北冷涡特征及其生长消亡规律。结果表明:钓鱼岛东北冷涡是由底层海水涌升形成的中尺度冷涡,但其凸起的温盐等值线不能在海表面露头,不能从海表层水文特征识别该涡;该涡尺度在150km左右,其水团特征盐度为34.70—34.80,特征温度低于20°C;该涡是季节性冷涡,每年夏季都会出现,该涡5、6月份开始形成,到8月份强度最强,此时其向上涌升的趋势可以达到水深30m以浅,然后开始减弱,可以持续到10月份左右,其它时间则不存在;从50m层的温盐特征来看,不同年份夏季冷涡核心位置稍有不同,整体位置在123.2—124.2°E,26—27°N的范围内。     

琼东南盆地北礁地区梅山组丘形反射特征

目前琼东南盆地北礁凹陷中中新统梅山组顶部丘形反射引起广泛关注,但对其成因有不同认识。本文通过高精度二维、三维地震、钻井资料,研究丘形反射的特征。研究表明北礁地区梅山组顶部发育近东西向展布的长条形丘体,丘间为水道,丘内为中-弱振幅的地震反射,与西南部强振幅水道砂岩形成鲜明的对比,波阻抗反演揭示丘内为低波阻抗,属泥岩范畴。梅山组塑性丘内地层发生重力扩展,在其上覆的脆性地层（强振幅砂岩和弱振幅泥岩）发育多边形断层,反推出梅山组形成于深水环境,丘为泥丘,沉积环境分析也认为北礁凹陷中中新世为半深海沉积,梅山组的丘-谷分别对应上覆地层的谷-丘,认为是底流剥蚀/沉积成因。本文的研究对南海北部丘形反射的认识有重要意义,并可降低油气探勘风险。     

辽河口邻近海域小型底栖生物的空间分布及季节变化

本文研究了辽河口邻近海域2013年8月、10月和2014年5月3个航次小型底栖生物的种类及其空间分布,分析了小型底栖生物丰度和生物量的季节变化。结果表明,3个航次（夏季、秋季和春季）小型底栖生物的平均丰度分别为（264±83） ind/（10 cm2）、（216±85） ind/（10 cm2）和（227±67） ind/（10 cm2）,平均生物量分别为（272±125）μg/（10 cm2）、（207±89）μg/（10 cm2）和（244±103）μg/（10 cm2）。与其他研究海域相比,辽河口小型底栖的丰度和生物量处于较低水平。共鉴定出了14个小型生物类群,按照丰度排序,线虫是最优势的类群,夏季、秋季和春季3个航次占总丰度的比例分别为94.0%、92.5%和90.8%;其他优势类群为多毛类、桡足类和双壳类。小型底栖生物量的优势类群则为多毛类（41.1%~44.0%）,高于线虫（33.8%~36.5%）,其次是双壳类（2.6%~6.7%）。水平分布的研究表明,调查海域近岸入海口小型底栖生物的丰度和生物量普遍低于近海海域,但是秋季时近岸分布与近海差距不大。垂直分布的研究表明,95.9%的小型底栖生物分布于0~5 cm的表层沉积物中。小型底栖生物的丰度和生物量在夏季时都达到高峰值。与环境因子的相关分析表明,小型底栖生物的数量分布与盐度和水深呈极显著正相关（P<0.01）,与叶绿素a呈显著正相关（P<0.05）。     

SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响

本文以荷兰哈灵水道海域为实验区域,通过敏感性实验,研究了在14 m/s、31.5 m/s和50 m/s（分别代表一般大风、强热带风暴和强台风的极端条件）定常风速下SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响程度。结果表明,对于近岸浅水区域（水深小于20 m）,风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响较小,而且当风速增加到一定程度后,波浪破碎成为影响波高值的主要因素;对于深水区域（水深大于30 m）,一般大风条件下风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响仍然较小,随着风速的继续增大,风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高的影响逐渐显著。对于平均周期,风拖曳力系数计算方案的选择和风速的改变对其影响均较小,而由水深变浅导致的波浪破碎对其影响较为显著。根据敏感性实验结果,本文对SWAN模型中风拖曳力系数计算方案的选择做出如下建议:计算近岸浅水区域风浪场或深水区域一般大风条件风浪场时,其风拖曳力系数可以直接采用模型默认选项;而对于深水区域更大风速条件,可首先采用模型默认选项试算,然后结合当地海域实测波浪资料进行修正。     

基于风廓线雷达观测的台风“天兔”边界层演变特征研究

垂直探测台风边界层特征对于认清台风结构具有重要意义。基于1319号台风“天兔”途经的三个边界层风廓线雷达站的观测资料,结合探空数据,本文分析了“天兔”的边界层径向、切向风特征,结果表明：1）最大切向风速出现在眼区附近,在“天兔”稳定维持为强台风级别期间,最大切向风速基本稳定在1800 m高度左右,随着登陆后强度的迅速减弱,最大切向风速减弱、最大切向风速垂直范围缩小;2）最大风速所在高度和台风入流层顶高基本相近,大于依据理查森数或位温梯度所判断出的边界层高度,而基于信噪比（SNR）或其梯度所判断的混合层高度时常偏低;3）“天兔”登陆前边界层高度可以达到2100 m以上,在台风级别及以上时,各站观测到的边界层高度变化不大,基本在1200～1600 m之间,登陆后随着台风强度的减弱,边界层高度迅速减小。     

拖曳声源深海传播损失算法改进

为实现水声传播损失高效准确计算,以满足工程应用要求,基于南海某深水海域水声调查数据研究改进拖曳声源深海传播损失算法。首先,对信号时间序列分析发现:深海多途传播结构显著,可分为直达波、第一二次海底反射波,信号幅度逐渐减小,海面反射波与直达波重叠;目标信号中心频率产生多普勒频移,与声源拖曳速度对应较好;"单频"正弦信号并非单一频点上的声信号,为一窄带功率谱,谱峰对应信号中心频率。进而,从信号识别及多途效应处理两方面对算法进行改进:基于功率谱频带分布,设计Butterworth滤波器带通截止频率,从频域上滤除噪声信号;依据环境噪声电压幅值,制定其判定标准,从时域剔除与目标信号同频带噪声信号。算法改进后可较好适应低信噪比环境下多途拖曳声源信号能量计算,快速高精度得到传损失数据。     

拖曳声源深海脉冲多途效应及直达波传播特征

深海脉冲传播多途效应显著,直达波受海洋环境影响较大。基于南海某海域深水试验数据,采用Butterworth带通滤波器识别目标信号,进而分析近、中、远距离处VLA接收到的信号特征,并根据射线理论解释多途效应、直达波特征规律。结果表明:近距离目标信号可分为直达波及两次海底反射波;中距离可分为直达波与三次海底反射波;远距离目标信号弱,反射波特征不明显。其中,直达波声强显著低于第一次海底反射波,受夏季海面波导的影响,近表层深度处的直达波强度最大;50~200m深度层在强跃层控制下,声线向下弯曲,直达波信号随深度增加逐渐减弱;随传播距离增加,直达波逐渐减弱消失。     

Distributed estimation and analysis of precipitation recharge coefficient in strongly-exploited Beijing plain area,China

The precipitation recharge coefficient(PRC), representing the amount of groundwater recharge from precipitation, is an important parameter for groundwater resources evaluation and numerical simulation. It was usually obtained from empirical knowledge and site experiments in the 1980 s. However, the environmental settings have been greatly modified from that time due to land use change and groundwater over-pumping, especially in the Beijing plain area(BPA). This paper aims to estimate and analyze PRC of BPA with the distributed hydrological model and GIS for the year 2011 with similar annual precipitation as long-term mean. It is found that the recharge from vertical(precipitation + irrigation) and precipitation is 291.0 mm/yr and 233.7 mm/yr, respectively, which accounts for 38.6% and 36.6% of corresponding input water. The regional mean PRC is 0.366, which is a little different from the traditional map. However, it has a spatial variation ranging from –7.0% to 17.5% for various sub-regions. Since the vadose zone is now much thicker than the evaporation extinction depth, the land cover is regarded as the major dynamic factor that causes the variation of PRC in this area due to the difference of evapotranspiration rates. It is suggested that the negative impact of reforestation on groundwater quantity within BPA should be well investigated, because the PRC beneath forestland is the smallest among all land cover types.     

黄土高原地区土地覆盖变化对气候的反馈作用数值模拟

区域尺度土地覆盖变化是自然变化和人类活动共同驱动的结果,同时又对区域气候环境产生反馈。利用欧洲中值数值预报中心（ECMWF） ERA-Interim再分析资料,驱动RegCM4.5区域气候模式,进行了两个时间段（1980-2014、2005-2014）的数值模拟试验。以1：250 000土地利用图为基础,结合植被图、土壤图制作具有高精度、极强现势性的土地覆盖资料,区域模式中陆面过程模式采用BATS,模拟了现实的土地覆盖改变对气候要素的影响,分析了黄土高原地区土地覆盖变化对气候的反馈作用。结果表明：（1） RegCM4.5不但能够较好描述黄土高原气温、降水的时间空间分布特征,也能够模拟土地覆盖变化对黄土高原局地气候变化的反馈。（2）不同土地覆盖变化特征对气候反馈作用不同,荒漠化会引起局部地区气温升高和降水减少,并通过正反馈机制,致使自然植被生长发育受阻;水域旱化会导致夏季气温升高和降水增加,从而加剧干旱洪涝灾害风险;草地覆盖增加会导致春夏季降水量与气温的降低,秋冬季降水量与气温升高。（3）土地覆盖变化对气温与降水的影响在夏季较强。该研究可促进对黄土高原生态治理环境效应的理解,也能深化对土地利用-气候变化之间互馈作用的过程认识,并为区域生态建设对策选择提供参考。     

毛乌素沙区沙漠化土地防治区划

毛乌素沙区在自然条件、沙漠化程度和变化趋势及产业经济发展特征等方面具有明显的空间异质性,合理地进行区域沙漠化土地防治区划是因地制宜开展土地沙漠化防治工作的重要基础。选取自然条件、沙漠化发展过程及人类活动等方面12个指标,将毛乌素沙区划分为黄土高原与鄂尔多斯高原过渡区、毛乌素沙地腹地典型草原区和西鄂尔多斯荒漠草原区3个区、7个亚区、12个小区。在区域可持续发展战略的实施过程中,要根据亚区和小区的特点有针对性地进行沙漠化土地的防治,充分利用区域资源优势,优化产业结构,确保经济效益、社会效益和生态效益的稳步提升。