改进型中心管模型能量转换性能试验及样机设计

为了提高中心管振荡水柱波浪能利用技术能量转换效率,基于新的认识和目前常用的2.4米导航灯标,对中心管尾部设计了三种模型并在造波水槽中进行能量转换性能试验。试验结果表明:直管型中心管俘获宽度比最高达到了70.25%,但通频带宽度窄;加长喇叭口型中心管略好于喇叭口型中心管;在喷咀比为0.02条件下,加长喇叭口型中心管浮体有较高双峰俘获宽度比,波峰为40.0%,波谷为31.6%,通频带宽,为随机波下高效转换创造了条件。最高俘获宽度比和双峰通频带特性实验数据结果都优于历史文献值。根据试验数据对一些适合小型海洋仪器供电的样机进行了设计,设计的样机具有较高的性价比。     

国际海洋能技术进展综述

在过去两年中,国际海洋能技术取得了重要进展。英国MeyGen潮流能发电场一期工程竣工,6 MW潮流能发电阵列并网发电,荷兰Torcado公司1.2 MW潮流能发电阵列并网发电,标志着国际潮流能技术开始迈向商业化应用。芬兰"企鹅"号1 MW波浪能发电装置在英国EMEC进行了3年多示范运行,澳大利亚Carnegie公司在英国康沃尔布放1 MW波浪能发电装置测试运行,以西班牙Mutriku、以色列Eco等为代表的小功率波浪能发电技术已实现并网运行。百千瓦级温差能示范电站运行良好,为兆瓦级电站建造积累了重要经验。分析国际海洋能技术现状及发展趋势,可为我国海洋能技术发展提供有益借鉴,有助于我国海洋能技术尽早实现产业化发展。     

广西钦州湾百年来红树林演变的有机碳同位素和孢粉示踪及其影响因素

气候变化和人类活动制约下的红树林演变是一种长时间尺度效应,而沉积物则是记录这种响应的最佳档案。采用古生态学研究思路,选择有效的示踪参数是解读这一档案的有效途径。本文通过广西钦州湾红树林区1根柱状沉积物中有机碳同位素(δ13C)、C/N分析和孢粉鉴定,以沉积物中的红树林源有机碳贡献和红树植物孢粉组合为示踪参数,在210Pb年龄框架构建的基础上,通过对比研究红树林源有机碳贡献和红树孢粉组合特征,揭示百年来钦州湾红树林兴衰和群落演替规律;进而重塑其红树林演变历史:兴盛期(1864-1918年)、衰退期(1918-1968年)和低谷期(1968-2007年),这与土地替代、遥感分析和现场勘测数据较为吻合。结合气候变化和人类活动资料,发现钦州湾红树林的近期衰退主要源于人类活动的影响,尤其是虾塘围垦;而与气候变化关系不大。     

盐度调控对花鲈(Lateolabrax maculatus)生长相关基因表达的影响

生长激素受体(GHR)作为GH/IGF轴的中心环节,在内分泌调控中发挥重要作用。本实验采用c DNA末端快速扩增法(RACE)技术克隆出花鲈GHR1和GHR2的c DNA全长序列。急性低盐度调控实验设为海水组、半海水组和淡水组。测定了急性低盐度调控24、48、96、144、192h后,花鲈肝脏中GHRs、IGF-1及垂体GH表达情况。结果表明,GHR1 c DNA全长序列2436bp,编码637个氨基酸;GHR2 c DNA全长序列2940bp,编码582个氨基酸。GHR1与GHR2由信号肽、胞外区、跨膜区、胞内区组成,且结构存在差异。脑、肾、鳃中GHR1表达明显高于GHR2;而在肌肉、垂体、肝脏、盲肠、胸腺、心脏中,GHR2表达明显高于GHR1。24h时,各组GHR1表达不变,GHR2、GH、IGF-1显著下降。之后,相对于海水组,淡水组和半海水组GHRs和IGF-1表达升高,而GH下降,GH与GHR负相关。据结果推测,花鲈GHR2可能为SL受体,GH/IGF轴参与低渗调控可能是通过增加GHRs,进而激活下游IGF-1表达而实现。     

象山港余流特征数值研究

基于Delft3D-Flow模块建立了象山港海域的三维斜压潮流数值模型,结合实测水文资料,研究了象山港的潮(余)流特征,对欧拉余流场的时空分布进行了定量的比较和分析,并与潮流测站计算分析得到的欧拉余流分布对比,很好的模拟了象山港的余流特征。结果表明:由湾外至湾顶,余流呈减小的趋势,湾外余流最大为33 cm/s,湾顶最小,余流平均仅5 cm/s。垂向上,表层余流大于底层余流,表层余流指向湾外,而底层余流则指向湾内。对比斜压、正压两种模式下的欧拉余流分布,可以看出湾顶附近主要受径流控制,两种模式得到的结果基本一致,口门至西沪港区域受径流和潮流的共同影响,斜压模式更准确地模拟出了水体层化和垂向余环流结构。     

单体分子放射性碳同位素分析在海洋科学及环境科学研究中的应用

单体分子放射性碳同位素分析(CSRA)是近十几年来发展起来的一项新兴的分析手段,将所需的单体分子(生物标志物)从复杂的环境样品基质中分离并富集,再进行加速质谱仪(AMS)的放射性碳(14C)测定。这种分子水平的放射性碳同位素测定技术能够揭示出总有机质同位素组成的异质性,为解释有机碳的来源、迁移和转化等提供了新型的手段。在海洋科学研究中,单体分子放射性碳同位素分析已应用于计算碳在全球各储库的逗留时间并揭示和定量估算化石源有机碳的输入、指示沉积物的搬运过程、示踪微生物的代谢途径、改进沉积物年代学等;在环境科学研究中,单体分子放射性碳同位素分析可用于有毒物质(如多环芳烃)的源解析,示踪有机污染环境中微生物的代谢途径等。伴随着单体分子分离技术的改进及AMS灵敏度的提高,CSRA技术的应用会更加广泛。     

鳗鲡目鱼类线粒体蛋白质编码基因易位及系统演化关系分析

鳗鲡目鱼类线粒体基因组的基因组成较为保守,在58个线粒体基因组中,仅有3个物种存在基因数量的差异。在19个鳗鲡目鱼类线粒体基因组中存在主编码基因的重排。主编码基因的变异位点分析结果支持nad5、nad4和nad2基因作为cox1和lrRNA基因辅助的分子标记。鳗鲡科Anguillidae的20个种(亚种)聚在一起,强烈支持鳗鲡科为单系群(BPP=100)。鳗鲡科下属的3个类群(大洋洲类群、大西洋类群和印度洋-太平洋类群)也同时得到有力的验证(BPP均为100)。线鳗科Nemichthyidae和锯齿鳗科Serrivomeridae亲缘关系最近,二者聚类后,与鳗鲡科Anguillidae构成姊妹群(BPP=100)。在囊喉鱼亚目Saccopharyngoidei中,宽咽鱼科Eurypharyngidae与囊鳃鳗科Saccopharyngidae聚类(BPP=100),同时,单颌鳗科Monognathidae与月尾鳗科Cyematidae聚类(BPP=100),4个科聚在一支,支持囊喉鱼亚目为单系群(BPP=100)。在囊喉鱼亚目线粒体基因组中,3个物种(吞鳗Eurypharynx pelecanoides、拉文囊鳃鳗Saccopharynx lavenbergi和杰氏单颌鳗Monognathus jesperseni)存在主编码基因的重排。16种鳗鲡(细美体鳗Ariosoma shiroanago、短吻颈鳗Derichthys serpentinus、凯氏短尾康吉鳗Coloconger cadenati、鸭颈鳗Nessorhamphus ingolfianus、龟草鳗Thalassenchelys sp.、粗犁齿海鳗Cynoponticus ferox、百吉海鳗Muraenesox bagio、巨斑花蛇鳗Myrichthys maculosus、大吻沙蛇鳗Ophisurus macrorhynchos、几内亚副康吉鳗Paraconger notialis、哈氏异康吉鳗Heteroconger hassi、小头鸭嘴鳗Nettastoma parviceps、弱头鳗Leptocephalus sp.、斑点长犁齿鳗Hoplunnis punctata、尖吻小鸭嘴鳗Facciolella oxyrhyncha和星康吉鳗Conger myriaster),与鳗鲡目线粒体主编码基因的原始排列相比,共享nad6基因的易位。同时,基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因构建的系统演化树,强烈支持这16个物种聚为一支(BPP=100)。然而,由此而带来的海鳗科Muraenesocidae、拟鯙科Chlopsidae和糯鳗科Congridae是否为单系群的问题,值得今后深入探究。     

小入射角下海浪后向散射系数不对称性和各向异性分析验证

基于北京遥测技术研究所机载波谱仪实测数据以及ECMWF提供的风场数据,分析了不同风速条件下小入射角海浪平均后向散射系数不对称性与各向异性随入射角的变化特性,并对导致这一现象的原因进行了初步分析。结果表明:小入射角下,海浪平均后向散射系数随入射角增大呈现递减趋势并在18°时达到某一稳定值,之后基本维持不变;海浪后向散射系数不对称性与各向异性均随入射角增大呈现递增趋势,同样在18°增大至某一稳定值,之后基本维持不变;低风速条件下,海浪不对称性和各向异性与风速有关,且风速越大不对称性与各向异性越明显。     

MASNUM-WAM海浪模式集合Kalman滤波同化研究-I.风场扰动对海浪模拟影响

模式集合样本的代表性和观测信息的可靠性是制约数据同化效果的重要因素,而前者对海浪模式同化的影响尤为显著。由于海浪模式对初始场的敏感性较弱,来自大气的风输入源函数是海浪的重要能量输入,如何合理地对风输入进行扰动,构造海浪的集合模式运行,是实现和改进海浪模式集合Kalman滤波同化的关键问题。为了实现海浪模式集合运行,本文提出了风场的三种集合扰动方案,分别为：纯随机数、随机场和时间滞后的风场扰动方法。本研究利用2014年1月ECMWF全球风场,基于这三种风场扰动方法开展了集合海浪模式的集合运行实验,并统计分析了海浪特征要素（有效波高）和二维波数谱对风场扰动的响应。结果表明,随机场集合扰动方案所构造的风场集合效果最佳,所得海浪模拟结果的集合样本发散度适中,能够较为合理地反映背景误差的统计特征,可用于进一步的集合Kalman滤波海浪数据同化实验。     

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。