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。     

荔湾3-1外输海底管道中落管抛石技术

落管抛石是进行深水抛石的一种工程技术,可作为保证管道稳定性、处理悬跨、抑制隆起屈曲和进行跨越支撑的工程解决方案。系统研究了抛石在波流作用下的稳定性,落石对管道冲击的影响以及施工技术。针对南海环境条件下的抛石稳定理论进行了修正;分析了三层聚丙烯涂层管道在落石冲击下的可接受抛石粒径;提出同时结合石块稳定性结果和管道抗冲击性能要求下的石料分级的方法;最后,对该技术在荔湾3-1外输海底管道的工程应用进行详细阐述。     

中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)肠道和肝胰腺5-羟色胺(5-HT)和5-羟色胺受体2(5-HTR2)的定位研究

肠道和肝胰腺是中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)重要的消化器官,本文运用组织学技术测量了中肠和后肠长度,并对肠道长与体长进行相关性分析。应用免疫组化技术对5-HT和5-HT受体2进行组织定位和计数。结果表明:(1)中华绒螯蟹的肠道长与体长接近,两者之间呈极显著正相关(P0.01)。后肠长度约为中肠的2倍;(2)5-HT和5-HT受体2在中肠和后肠中的组织定位和数量相似,均分布于黏膜上皮细胞间和肌层与外膜交界处,亦见于后肠的固有膜和黏膜下层与肌层交界处,在肠球外膜中也有大量分布;(3)5-HT和5-HT受体2阳性物质在肝胰腺的四种细胞的胞核中均有分布,在F细胞的胞质中也有分布。5-HT和5-HT受体2在中华绒螯蟹肠道和肝胰腺组织中的分布规律一致,表明中华绒螯蟹消化道5-HT发挥生理功能可能与5-HT受体2有关。此外,5-HT和5-HT受体2在后肠近肌细胞分布的特点可能与肠道收缩有关。后肠在中华绒螯蟹消化生理中的作用应引起重视。     

FIO-ESM v2.0 CORE2-forced experiment for the CMIP6 Ocean Model Intercomparison Project

We introduced the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) Ocean Model Intercomparison Project CORE2-forced (OMIP-1) experiment by using the First Institute of Oceanography Earth System Model version 2.0 (FIO-ESM v2.0), and comprehensively evaluated the simulation results. Unlike other OMIP models, FIO-ESM v2.0 includes a coupled ocean surface wave component model that takes into account non-breaking surface wave-induced vertical mixing in the ocean and effect of surface wave Stokes drift on air-sea momentum and heat fluxes in the climate system. A sub-layer sea surface temperature (SST) diurnal cycle parameterization was also employed to take into account effect of SST diurnal cycle on air-sea heat ?uxes to improve simulations of air-sea interactions. Evaluations show that mean values and long-term trends of significant wave height were adequately reproduced in the FIO-ESM v2.0 OMIP-1 simulations, and there is a reasonable fit between the SST diurnal cycle obtained from in situ observations and that parameterized by FIO-ESM v2.0. Evaluations of model drift, temperature, salinity, mixed layer depth, and the Atlantic Meridional Overturning Circulation show that the model performs well in the FIO-ESM v2.0 OMIP-1 simulation. However, the summer sea ice extent of the Arctic and Antarctic is underestimated.     

High-resolution simulation of upper-ocean submesoscale variability in the South China Sea: Spatial and seasonal dynamical regimes

Submesoscale processes in marginal seas usually have complex generating mechanisms, highly dependent on the local background flow and forcing. This numerical study investigates the spatial and seasonal differences of submesoscale activities in the upper ocean of the South China Sea (SCS) and the different dynamical regimes for sub-regions. The spatial and seasonal variations of vertical vorticity, horizontal convergence, lateral buoyancy gradient, and strain rate are analyzed to compare the submesoscale phenomenon within four sub-regions, the northern region near the Luzon Strait (R1), the middle ocean basin (R2), the western SCS (R3), and the southern SCS (R4). The results suggest that the SCS submesoscale processes are highly heterogeneous in space, with different seasonalities in each sub-region. The submesoscale activities in the northern sub-regions (R1, R2) are active in winter but weak in summer, while there appears an almost seasonal anti-phase in the western region (R3) compared to R1 and R2. Interestingly, no clear seasonality of submesoscale features is shown in the southern region (R4). Further analysis of Ertel potential vorticity reveals different generating mechanisms of submesoscale processes in different sub-regions. Correlation analyses also show the vertical extent of vertical velocity and the role of monsoon in generating submesoscale activities in the upper ocean of sub-regions. All these results suggest that the sub-regions have different regimes for submesoscale processes, e.g., Kuroshio intrusion (R1), monsoon modulation (R2), frontal effects (R3), topography wakes (R4).     

大菱鲆CD55负调控补体激活及其广谱细菌结合能力

CD55蛋白在哺乳动物中是一种补体调控因子,但其在鱼类中的功能未知。本研究探索了大菱鲆(Scophthalmus maximus) CD55(SmCD55)蛋白的功能。结果表明,SmCD55蛋白由344个氨基酸残基构成,含有一个N端信号肽和3个补体调控蛋白(CCP)功能域。SmCD55基因在大菱鲆多种组织中均有表达,其中,在肌肉中表达量最低,在脑组织的表达量最高。通过原核表达获得了重组的SmCD55(rSmCD55)蛋白,发现rSmCD55蛋白能够抑制大菱鲆血清的溶血活性和杀菌活性,表明其负调控补体系统的激活。此外,本研究还发现rSmCD55蛋白可以结合包括重要水产病原菌迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)、荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)、鳗弧菌(Vibrio anguilla­rum)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和海豚链球菌(Strep­tococcus iniae)在内的多种细菌,其中与哈维氏弧菌的结合能力最强。以上这些研究结果丰富了鱼类补体系统的理论知识,加深了对鱼类补体激活调控的了解。     

河道地形变化对洪潮水面线的影响分析——以西北江三角洲河网为例

洪潮水面线是指导水利规划和工程建设的重要依据,对保障地区防洪安全至关重要。河道地形作为关键影响因子之一,其变化对洪潮水面线有着极大的影响。以西北江三角洲河网为对象,在分析其河道地形近几十年变化特征的基础上,利用一维水动力模型探讨了河道地形变化对三角洲区域整体洪潮水面线的影响。结果表明:(1)受人类活动,特别是20世纪80年代末以来大规模的采沙活动的影响,西北江三角洲的河道地形整体呈冲刷状态,其中90年代前后最为显著;(2)对于西北江三角洲腹部及其以上区域,基于2005年河道地形的区域整体洪潮水面线较1999年的结果显著下降,最大降幅达1.8 m(18%);对于三角洲尾部区域,基于2005年河道地形的洪潮水面线略高于1999年的结果,增高幅度小于0.1 m(2.5%);(3)潮汐及比降变化对洪潮水面线的增高作用强于河道冲刷引起的下降作用是三角洲尾部近口门河道2005年河道地形的洪潮水面线高于1999年的主要原因。研究结果可为地区水利工程建设以及防洪减灾提供参考。     

吉林省玉米产业发展可持续能力评价研究

基于地理信息系统(GIS)及空间分析模型,从玉米生产与加工两个方面构建玉米产业可持续能力评价(sustainabliality Assessment SA)指标体系,对吉林省玉米产业发展可持续能力进行评价,并对吉林省玉米产业布局现状和规划的合理性进行分析。结果表明:长春市辖区由于地理条件优越、交通便捷以及丰富的玉米资源,是玉米产业发展的最优区域。吉林市辖区、四平市辖区、公主岭市、梨树县、农安县、扶余县地理条件相对优越、交通便捷以及丰富的玉米资源,是玉米产业发展的良好区域。松原市辖区、前郭县、德惠市、榆树市、辽源市辖区、东丰县是玉米产业发展的一般区域。大安市、乾安县、长岭县、舒兰市、永吉县、双辽市发展玉米产业条件相对较差。     

龙口的海风及其影响

本文运用龙口气象站近５年自记风资料及实测探空资料，分析了龙口海风的生消规律、海风强度、空间结构及海风生成后对温、湿度的影响。同时为分析海风环流对大气污染物的影响。本文提出了一个简单地计算热内边界层的方法。