渤海主要分潮的模拟及地形演变对潮波影响的数值研究

基于FVCOM数值模式,利用1972年和2002年水深岸线数据,分别对渤海主要潮波系统进行模拟,研究了水深岸线变化对渤海主要分潮的影响。结果表明渤海地形演变会引起各分潮无潮点位置移动和振幅的改变,其中M2、S2分潮黄河口附近无潮点位置向东北方向迁移20km以上,且渤海湾湾顶振幅减弱,莱州湾内振幅增强;K1、O1分潮位于渤海海峡附近的无潮点亦向东北方向偏移,移动距离为10km左右,且渤海湾湾顶振幅明显减弱。在此基础上,本文通过敏感性数值实验,对导致黄河口外M2分潮无潮点位置移动的主要因素进行了初步分析。结果显示,在岸线不变的情况下,水深变化导致无潮点向东北方向迁移;而岸线变化导致无潮点向东南方向迁移。     

南海及周边海域风浪流耦合同化精细化数值预报与信息服务系统简介

面向社会需求,建立覆盖南海及周边海域的高分辨率风-浪-流耦合同化数值预报与信息服务系统。系统包含耦合同化数值预报模式、海洋动力环境数据库与可视化平台两部分。其中,耦合同化数值预报模式由中尺度大气数值预报模式、海浪数值预报模式和区域海洋环流数值模式,在C-Coupler耦合器中进行耦合,引入集合调整Kalman滤波同化模块,在耦合预报前进行大气、海浪和海流的同化后报模拟,为耦合预报模式提供更为精确的初始场。预报结果经海洋动力环境数据库和可视化平台处理后,通过二维和三维可视化展示,向用户提供直观的南海及周边海域海洋环境预报产品。     

Nudging 同化方案改进及其在西北太平洋海域M2分潮模拟中的应用

基于POM模式,以西北太平洋海域为试验海区,针对Nudging松弛项的差分方案及Nudging松弛系数进行了数值试验。结果表明,通过引入Nudging松弛项的潮波模拟结果明显优于未加Nudging松弛项的模拟结果;在松弛系数取值相等情况下,Nudging松弛项采用隐式差分方案的结果要优于采用显式差分方案的结果;Nudging松弛项差分方案不论是显式还是隐式,模拟结果的偏差都随着松弛系数的增加而逐渐减小,当松弛系数增加到最优值后,模拟结果的偏差将随着松弛系数的增加而加大;Nudging松弛项差分方案为显式时,松弛系数太大将导致模式溢出;而Nudging松弛项差分方案为隐式时,能够有效增大松弛系数的阈值。文中还给出了最优Nudging同化方案下西北太平洋海域M2分潮的同潮图。     

基于FVCOM的温州近海潮汐潮流数值模拟

基于有限体积法海洋数值模型(FVCOM),构建了温州近海潮汐潮流数值模式,模式模拟区域为(120°24′00″~121°19′12″E,27°21′00″~28°24′00″N),模式水平分辨率由近岸河口区的50m,逐渐增加至开边界附近的2km。模式模拟并分析了温州近海的M2,S2,N2,K1,O1五个主要分潮。利用温州近海实测资料对模拟结果进行了验证,模拟与实测符合良好;其中与4个验潮站资料比较,M2,S2,N2,K1,O1五个主要分潮的振幅绝均差和迟角绝均差分别为4.84cm和5.14°,2.19cm和3.35°,5.18cm和4.38°,0.64cm和3.67°,0.59cm和4.61°;与9个海流连续观测站比较,流速绝均差为11.71cm/s,流向绝均差为9.66°。在模拟结果较好地反映温州近海潮汐、潮流运动状况的基础上,本文给出了各模拟分潮的潮汐同潮图和潮流椭圆分布、潮汐和潮流类型分布以及最大可能潮流分布等。     

相干体技术算法改进及其在TJH地区的应用

相干体技术是近年来地震勘探在资料解释方面的重要突破。与原来揭示地下异常体的方法相比,相干体可以更清楚地识别断层和地层特征。由于相干体是通过三维地震数据体计算得到,用传统方法计算需要运行较长时间。笔者在理论分析的基础上,提出了改进的相干体算法,开发了相应的软件,并在大港油田TJH地区得到了成功应用。     

基于数学形态学的建筑物轮廓信息提取

针对高空间分辨率卫星图像上建筑物的特点,提出了一套半自动、快速简单的建筑物二维轮廓信息提取技术流程。首先,利用最大同质性近邻滤波算法(MHN)对图像进行预处理;然后,利用基于数学形态学经典算法(腐蚀、膨胀、开操作及闭操作等)重建的微分形态学断面方法(DMP)进行建筑物二维轮廓信息提取,并在结构算子的步长选择方面对方法进行了初步改进;最后,结合区域标识和面积阈值分割等方法进行了后处理操作。以北京师范大学校园QuickBird图像为例的试验结果显示,该方法不仅对规则建筑物的提取效果良好,还可以有效地提取出形状复杂的建筑物轮廓信息。     

光纤测温技术在地温场监测中的应用

换热功率计算通常采取热响应试验的方式,仅仅通过热响应试验方式无法直观反映地下不同介质换热性能的差异,光纤测温系统恰恰能弥补这种不足。光纤测温监测与热响应试验相结合这种新技术的应用,在黄泛平原尚属首次,论文通过热响应试验期间的光时域光纤监测,取得了翔实数据的基础上,对比分析了不同岩土层介质的换热性能,采取了光纤地温测量这种新型监测手段,对换热试验前及试验期间地温场变化进行了监测,对合理利用浅层地温能这种新能源提供了参数支持。     

南海北部东沙岛附近海洋底层流场特征及时间变化规律

Near-bottom currents play important roles in the formation and dynamics of deep-water sedimentary systems.This study examined the characteristics and temporal variations of near-bottom currents, especially the tidal components, based on two campaigns(2014 and 2016) of in situ observations conducted southeast of the Dongsha Island in the South China Sea. Results demonstrated near-bottom currents are dominated by tidal currents, the variance of which could account for ～70% of the total current variance. Diurnal tidal currents were found stronger than semidiurnal currents for both barotropic and baroclinic components. The diurnal tidal currents were found polarized with predominantly clockwise-rotating constituents, whereas the clockwise and counterclockwise constituents were found comparable for semidiurnal tidal currents. It was established that diurnal tidal currents could induce strong current shear. Baroclinic tidal currents showed pronounced seasonal variation with large magnitude in winter and summer and weak magnitude in spring and autumn in 2014. The coherent components accounted for ～65% and ～50% of the diurnal and semidiurnal tidal current variances,respectively. The proportions of the coherent and incoherent components changed little in different seasons. In addition to tidal currents, it was determined that the passing of mesoscale eddies could induce strong nearbottom currents that have considerable influence on the deep circulation.     

海上危化品漂移扩散数值模拟研究进展

近几年,海上危化品泄漏事故频发,对海洋生态环境造成了严重影响,而有关海上危化品漂移扩散数值模拟的研究还处于起步阶段。本文依据危险化学品的理化性质及其泄漏进入海水后的扩散行为的不同,将目前常见的海运危险化学品划分为4大类:海面漂移型、溶解扩散型、悬浮输移型和易挥发型。在此分类的基础上,总结归纳了国内外现有的适用于海上危化品漂移扩散的数值模型,对于未来海上危化品泄漏扩散快速预报、精细化预报模型的建立以及危化品泄漏的应急处置具有一定的参考价值。     

东平湖二级湖堤级别的探讨

东平湖是黄河下游的重要分滞洪工程,二级湖堤是东平湖的隔堤,将东平湖滞洪区分隔为新老湖区,2级运用。根据新湖区情况的变化和老湖功能作用的变化,可以看出二级湖堤现堤防级别与东平湖现状及规划不相符,需重新确定,应由4级堤防提高到1级堤防。同时,南水北调远期规划利用东平湖老湖作为调蓄水库,对其二级湖堤功能的变化进行了分析,提高了远期二级湖堤将成为水库围坝,为1级建筑物。