基于扩散滤波的多尺度三维变分研究

将扩散方程引入三维变分分析,揭示了传统3D-VAR不能有效提取多尺度观测信息的根本原因,即观测导致的目标函数梯度在空间的不连续分布.将扩散滤波融入基于梯度的最优化算法,发展了基于扩散滤波的多尺度3D-VAR.海表面温度数据同化试验结果表明,新方法可从长波至短波有效地提取多尺度的观测信息.     

大河影响下的边缘海沉积有机碳输运与埋藏及再矿化研究进展

大河影响下的边缘海是陆源输入物质的主要储库,也是有机碳埋藏和再矿化的主要场所,在全球碳的生物地球化学循环中有着重要作用。从有机碳的输运、埋藏和再矿化等方面综述了大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学研究的最新进展。研究表明,有机碳的来源、组成、粒径和密度分布等显著影响着有机碳的分布特征和归宿,大河影响下的边缘海中移动泥等特殊沉积环境在有机碳的输运、埋藏和再矿化分解等方面发挥了独特的作用;微生物分解作用则是边缘海沉积有机碳,特别是难降解陆源有机碳发生分解的重要因素。综合运用分子生物学、有机地球化学、生物地球化学等多学科研究手段,深入研究特定微生物、浮游生物功能类群等在大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学过程中的作用,将极大地丰富对河口和陆架边缘海生源要素生物地球化学循环的认识。     

高度计波高数据同化对印度洋海域海浪模式预报影响研究

为提高海浪模式预报的精度,改善初始场是途径之一。研制了基于最优插值(OI)方法的海浪数据同化并行程序模块,并将其植入第三代海浪模式WAVEWATCH IIITM,建立了印度洋海域海浪同化预报方法,使用卫星高度计波高数据进行了同化预报试验。OI模块的并行设计使得植入同化模块的海浪模式仍能以并行方式运行。文中5°S以北印度洋海域为目标区域,嵌套在WAVE-WATCH IIITM的全球网格中,使得目标区域开边界条件得到较好解决。同化数据使用Jason-2高度计测量有效波高(SWH)沿轨数据。海浪同化预报模式由大气模式WRF(Weather Research andForecasting)输出的1小时一次的海面10 m风场驱动。将同化的模式结果(SWH)、无同化的模式结果(SWH)分别与高度计沿轨数据(SWH)进行比较,表明同化改善模式预报初始场的效果是明显的。以同化初始场出发进行海浪预报试验,结果表明,高度计波高数据同化在一定程度上可改进海浪短期预报的精度。     

2012年冬季菲律宾海浮游动物丰度和生物量的水平分布

为了解西太平洋菲律宾海浮游动物丰度和生物量的水平分布特征,于2012年11月26日至2012年12月12日对菲律宾海上层海洋(0—200m)的浮游动物进行了调查。调查站位分别位于受赤道逆流(NECC)、棉兰老流(MC)、北赤道流(NEC)和黑潮(KC)影响的海域。通过比较浮游动物的丰度和生物量(分别用干重,灰分,无灰干重和含能量等指标表示),探讨不同海流中浮游动物的分布特征。结果表明:桡足类、毛颚类和水母类是菲律宾海浮游动物的三大主要类群。调查海域浮游动物丰度为11—116ind./m3,NECC区平均丰度最高((96±28)ind./m3),然后依次是MC区和KC区,NEC区最小((26±9)ind./m3)。在浮游动物生物量(干重)方面,同样NECC区最高((3.25±1.11)mg/m3),其次为MC区,但是平均丰度最小的NEC区生物量超过KC区。造成这一差异的主要原因,可能是由于KC区的浮游动物具有更高的含水量以及较小个体所占比例较高。不同水团之间浮游动物灰分、无灰干重和含能量的分布特征与干重相一致。结合环境因子分析显示,上升流、叶绿素a、初级生产力、海流和温度等因素对浮游动物的分布具有一定影响。     

海底裸置与埋置管线自沉过程对比研究

海底管线是海洋油气输运系统的重要组成成分,其稳定性和安全性尤为重要。通过有限元软件ABAQUS,应用Mohr-Coulomb模型,模拟海底裸置与埋置管线自沉过程。通过平衡初始地应力,设置管土接触,考虑重力和浮力作用,进行土体固结分析,计算裸置与埋置管线的土体与管线竖直位移,并进行管线悬跨研究。计算结果显示,对于裸置管线,参数的改变使土体更容易发生塑性屈服,土体的竖直位移量更大;对于埋置管线,当管线埋深较浅、管线上方土体重量不大时,参数的改变使管线平均密度与周围土体密度相差越大土体越容易发生塑性屈服,土体的竖直位移量越大。当管线悬空时,悬跨长度过大易使管线两端支撑土体被压溃,管线易产生大变形而失稳,因此在管线安装与维护过程中,一定要采取措施降低悬跨长度,保证管线运营安全。     

干露条件下喷施2种植物生长调节剂对坛紫菜叶状体生长的影响

实验培养条件下,分析比较了干露后喷施植物生长调节剂吲哚乙酸(IAA)和萘乙酸(NAA)对野生型坛紫菜(Pyropia haitanensis)叶状体生长的影响.IAA处理结果显示:与对照组相比,2.0、1.0mg/dm~3IAA处理都明显促进坛紫菜叶状体生长(p0.05),且2.0 mg/dm~3处理效果优于1.0mg/dm~3,而10.0 mg/dm~3处理组抑制生长明显(p0.05).培养25 d时,2.0 mg/dm~3IAA处理组叶状体平均长度增加了35.4%,叶绿素a、藻红蛋白和藻蓝蛋白含量分别增加了12.2%、39.9%、29.1%.NAA处理结果显示:1.5、1.0 mg/dm~3NAA处理组对坛紫菜叶状体生长都有明显促进作用(p0.05),且1.5 mg/dm~3处理效果优于1.0 mg/dm~3,而4.0、8.0 mg/dm~3处理组出现抑制效应,其中8.0 mg/dm~3处理组抑制生长较明显(p0.05).培养25 d时,1.5 mg/dm~3处理组叶状体平均长度增加了35.2%.与对照组相比,虽然低含量组(0.5、1.0、1.5、2.0 mg/dm~3)的叶绿素a含量无显著差异(p0.05),但是藻红蛋白和藻蓝蛋白含量均明显增加,以1.5 mg/dm~3处理组含量最高,分别增加了42.6%和43.9%.而高浓度处理组(4.0、8.0 mg/dm~3)叶绿素a含量显著降低(p0.05),且8.0 mg/dm~3处理组的藻红蛋白和藻蓝蛋白含量明显低于对照组(p0.05).因此,连续干露条件下喷施适宜浓度的IAA(2.0 mg/dm~3)和NAA(1.5 mg/dm~3)均可有效地促进野生型坛紫菜叶状体的生长.     

基于多元统计分析的渔山列岛潮间带软体动物功能群和次级生产力比较

渔山列岛于2008年成为国家级海洋生态保护区,为了解渔山列岛保护区内潮间带软体动物次级生产力的时空变化。于1982年和2010年的3个季节(春、夏、冬)在渔山列岛进行潮间带软体动物调查,采用多元统计分析软体动物时空差异,以Brey经验公式计算分析软体动物次级生产力(P值,P/B值)。结果表明,年际间物种食性结构发生了明显的改变,1982年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有单齿螺(Monodonta labio)、锈凹螺(Chlorostoma rustica),占软体动物总次级生产力的42.88%,2010年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有覆瓦小蛇螺(Serpulorbis imbricata)、条纹隔贻贝(Septifer virgatus),占软体动物总次级生产力的75.96%。1982年,年均栖息密度为2758ind/m2,年均生物量为2100.26g/m2,年均次级生产力为240.04g/(m2·a),年均P/B值为0.63a–1;2010年,年均栖息密度为699ind/m2,年均生物量为1101.85g/m2,年均次级生产力为94.82g/(m2·a),年均P/B值为0.55a–1。多因素方差分析表明软体动物次级生产力年际间差异显著(F=5.761,P0.05),季节间和潮位间差异都不显著(F=0.135,P0.05;F=2.076,P0.05),P/B的值较低,表明该海域软体动物世代更替速度较慢,2010年的P/B值(0.55a–1)低于1982年的P/B值(0.63a–1),表明近30年来群落结构受到影响。     

红树林单宁的研究进展

植物单宁(vegetable tannin)，又称植物多酚(plant polyphenol)是一类广泛存在于植物体内的多元酚化合物，在维管植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素，主要存在于植物的皮、根、叶、果中，含量可达20％。作为皮革的一种传统鞣剂，单宁一般指的是相对分子质量为500～3000的多酚。Haslam提出了植物多酚这一术语，它包括了单宁及相关化合物(如单宁的前体化合物和单宁的聚合物)。根据化学结构的不同，     

南海夏季风建立特征及模拟

利用NCEP再分析资料分析了2004、2005年南海夏季风建立的大尺度环流特征.采用GRAPES对2a南海夏季风爆发过程进行了模拟.结果表明：GRAPES成功的模拟了南海夏季风建立期间南海地区低层东风转向和副高迅速东撤的过程,通过数值模拟,揭示了南海夏季风建立过程中存在着的中低纬相互作用.     

2008年夏季加拿大海盆净二氧化碳吸收量评估

The third Chinese National Arctic Research Expedition(CHINARE) was conducted in the summer of 2008.During the survey,the surface seawater partial pressure of CO_2(pCO_2) was measured,and sea water samples were collected for CO_2 measurement in the Canada Basin.The distribution of pCO_2 in the Canada Basin was determined,the influencing factors were addressed,and the air-sea CO_2 flux in the Canada Basin was evaluated.The Canada Basin was divided into three regions:the ice-free zone(south of 77°N),the partially ice-covered zone(77°–80°N),and the heavily ice-covered zone(north of 80°N).In the ice-free zone,pCO_2 was high(320 to 368μatm,1 μatm=0.101 325 Pa),primarily due to rapid equilibration with atmospheric CO_2 over a short time.In the partially ice-covered zone,the surface pCO_2 was relatively low(250 to 270 μatm) due to ice-edge blooms and icemelt water dilution.In the heavily ice-covered zone,the seawater pCO_2 varied between 270 and 300 μatm due to biological CO_2 removal,the transportation of low pCO_2 water northward,and heavy ice cover.The surface seawater pCO_2 during the survey was undersaturated with respect to the atmosphere in the Canada Basin,and it was a net sink for atmospheric CO_2.The summertime net CO_2 uptake of the ice-free zone,the partially ice-covered zone and the heavily ice-covered zone was(4.14±1.08),(1.79±0.19),and(0.57±0.03) Tg/a(calculated by carbon,1Tg=10~(12) g),respectively.Overall,the net CO_2 sink of the Canada Basin in the summer of 2008 was(6.5±1.3) Tg/a,which accounted for 4%–10% of the Arctic Ocean CO_2 sink.