极区冰基拖曳式海洋剖面浮标系统低功耗设计与实现

针对极区冰基拖曳式海洋剖面浮标长期稳定获取极区水文和气象数据的工作需求,进行了浮标系统的低功耗方案设计。该方案基于超低功耗51系列微处理器,根据最低功耗工作模式与最短工作时间原则,采用高效的电源管理机制对浮标系统各个部分的能量消耗进行合理的分配与管理,并应用了Argos卫星通讯模块ARGOS-3 PMT-RFM的BPSK调制低速数据传输模式,可有效降低浮标系统的整体能耗。该浮标在北极冰站上长达1年的运行情况表明该系统工作稳定,所采用的低功耗能量管理方案实现了浮标系统长期连续观测的需求。该浮标的成功试验和推广应用有助于极地研究人员更准确地分析海冰变化过程。     

基于Zemax外海观测光纤探针传感器探头结构的优化设计

光纤探针法是一种适合观测波浪破碎瞬间卷入微气泡羽流的方法,现有的观测探针探头多采用塑料、玻璃等材质,存在脆性大、损耗大、不耐低温、易腐蚀等缺点,拟设计一种蓝宝石光纤探针克服其局限性,提升探测性能.文章在介绍光纤探针传感器测量原理的基础上,采用光学仿真软件Zemax建立了光纤探针传感器探头的仿真模型,并利用模型对其每针的材质、形状、角度等结构设计关键因素进行了优化设计,由仿真结果确定了每针形状为圆锥形、传输材质为蓝宝石.该仿真结果将为后续光纤探针传感器系统的整体设计及光路优化奠定基础.     

1509号台风灿鸿期间“朱家尖-嵊山”高频地波雷达数据分析

2007年在朱家尖和嵊山布设了小型阵变频高频地波雷达,对共同覆盖范围内的舟山海域进行风、浪、流的业务化探测。2015年7月11日,1509号台风灿鸿在朱家尖沿海登陆,之后继续向北偏东方向移动,台风中心经过高频地波雷达探测海域。本文将台风期间高频地波雷达的探测数据分别与定点浮标观测数据和ASCAT卫星遥感大面积风场数据进行了对比分析。结果表明,高频地波雷达在台风期间较好地反映了舟山海域流场特征和风场分布情况,高频地波雷达的探测数据精度满足指标要求,验证了高频地波雷达在复杂海况条件下具有合格的探测性能。     

Laboratory tests of vortex-induced vibrations of a long flexible riser pipe subjected to uniform flow

Laboratory tests have been conducted on vortex-induced vibration (VIV) of a long flexible riser towed horizontally in a wave basin. The riser model has an external diameter of 16 mm and a total length of 28.0 m giving an aspect ratio of about 1750. Reynolds numbers ranged from about 3000 to 10,000. Fiber optic grating strain gages are adopted to measure the dynamic response in both cross-flow and in-line directions. The cross-flow vibrations were observed to vibrate at modes up to 6 and the in-line reached up to 12. The fundamental response frequencies can be predicted by a Strouhal number of about 0.18. Multi-mode responses and the asymmetry of the bare pipe response in uniform flow were observed and analyzed. The experimental results confirmed that the riser pipe vibrated multi-modally despite it being subject to a uniform current profile and all of the excited modes vibrated at the Strouhal frequency. The asymmetrical distribution of displacement mainly resulted from the modal composition. Higher harmonics of the VIV response such as the third, fourth and fifth harmonics frequencies were found to be steady over the entire duration of the test even if they varied along the length of the riser pipe.     

CMIP5模式对南海SST的模拟和预估

分析了32个CMIP5模式对南海历史海表温度(SST)的模拟能力和不同排放情景下未来SST变化的预估。通过检验各气候模式对南海历史SST增温趋势和均方差的模拟,发现大部分模式都能较好地模拟出南海20世纪历史SST的基本特征和变化规律,但也有部分模式的模拟存在较大偏差。尽管这些模拟偏差较大的模式对SST多模式集合平均的影响不大,但会增加未来情景预估的不确定性。剔除15个模式后,分析了南海SST在RCP26、RCP45和RCP85三种排放情景下的变化趋势,发现在未来百年呈明显的增温趋势,多模式集合平均的增温趋势分别为0.42、1.50和3.30℃/(100a)。这些增温趋势在空间上变化不大,但随时间并不是均匀变化的。在前两种排放情景下,21世纪前期的增温趋势明显强于后期,而在RCP85情景下,21世纪后期的增温趋势强于前期。     

乳糖诱导重组别藻蓝蛋白(rAPC)在大肠杆菌(Escherichia coli)中的表达

采用廉价的乳糖替代IPTG诱导重组别藻蓝蛋白(rAPC)在大肠杆菌(Escherichiacoli)JM109中表达,对诱导产物表达的培养基、培养条件、诱导剂的浓度和诱导时机进行了优化,将优化条件用于5L自控发酵罐进行高密度培养。结果表明,对rAPC表达的条件进行优化后,乳糖诱导rAPC的表达率可达26.8%,与IPTG的诱导结果接近;在高密度培养中,OD600最大达21.8。研究结果可为乳糖替代IPTG大规模生产rAPC奠定基础。     

青岛近海大型水母漂移集合预测方法研究

考虑水母垂直运动等自主运动,基于集合预报和拉格朗日粒子追踪方法,建立青岛近海大型水母的集合漂移预测模型。并利用2012—2013年青岛近海水母实时监测数据和集合漂移预测模型,快速预测水母集合漂移轨迹、速度、趋势和可能影响范围等要素。通过分析水母监测数据和数值模拟结果,在水母如何自主运动及其机理尚不十分清楚的情况下,多轨迹漂移预测结果比单轨迹的更合理、科学、可信,能够传达更多的信息量,对水母灾害的应急处置更具有指导意义。     

江苏近岸紫菜养殖筏架区定生绿藻群落结构及其受控因素

基于2010年10月至2011年4月对苏北紫菜养殖筏架区定生绿藻及环境因素调查数据,分析研究了紫菜筏架上定生绿藻种群结构和数量变化及重要环境因子对其的影响并估算了调查区绿藻总生物量.结果表明,筏架上定生绿藻种类有浒苔(Ulva prolifera)、盒管藻(Capsosiphon groenlandicus)、缘管浒苔(Ulva linza)、肠浒苔(Ulva intestinalis)、条浒苔(Ulva clathrata)和扁浒苔(Ulva compressa).绿藻生物量变化呈倒抛物线型,4月份为主高峰14898吨,11月份为次高峰2034吨,2月份最低,仅为729吨,3-4月份绿藻几乎呈暴发性增长.种类多样性随季节变化有很大差异,养殖筏架刚入海的9、10月份,绿藻种类丰富,生物多样性高;12月至笠年2月,尽管生物量很低,但仍是多种并存;3-4月份随着生物量的猛增,种类多样性降至最低,盒管藻优势地位明显,生物量比例最大能到80%,浒苔比例呈指数增长,达20%～40%.水温对绿藻生物量及种类演替有直接调控作用,在水温< 10℃时,绿藻即能快速生长;而盐度作用不明显.开展紫菜筏架上定生绿藻群落动态变化及其生物量的估算,为追溯南黄海大规模绿潮发源地提供佐证,为绿潮预防和治理提供基础数据支撑.     

鲜浒苔稀硫酸水解产糖工艺研究

分别用质量分数为0.6%、1.0%、1.4%、1.8%、2.2%的稀硫酸在121℃高温高压的条件下水解鲜浒苔30、60、90 min,浒苔水解残留物再用纤维素酶酶解,用DNS法测定上述各步骤中的还原糖产量。结果表明,浒苔总糖含量为67.2%。稀硫酸水解工艺中,硫酸质量分数为1.8%、水解90 min,浒苔还原糖转化率最高,达59.9%,每克干质量浒苔可产生447.0 mg还原糖。稀硫酸水解残留物纤维素酶酶解工艺中,浒苔还原糖转化率较低,在硫酸质量分数为0.6%、水解时间为60 min时还原糖转化率出现最大值,仅为6.5%。结果显示浒苔稀硫酸水解产还原糖效果显著,但并不能促进纤维素酶酶解。浒苔糖化可单独采用稀硫酸水解工艺,本实验条件下的最佳工艺条件为1.8%硫酸水解90 min。本研究探索了浒苔糖化工艺条件,对后续的浒苔燃料乙醇发酵研究具有一定的参考意义。     

Distribution and phenogenetic diversity of Synechococcus in the Bohai Sea,China

Journal of Oceanology and Limnology - Synechococcus is one of the most abundant picocyanobacteria in marine ecosystem, and the absence of Prochlorococcus would make it indispensable as a primary...