Monitoring the Kuroshio Extension with Dynamically Constrained Synthesis of the Acoustic Tomography, Satellite Altimeter and in situ Data

A finite-difference quasigeostrophic (QG) model of an open ocean region has been employed to produce a dynamically constrained synthesis of acoustic tomography and satellite altimetry data with in situ observations. The assimilation algorithm is based upon the 4D variational data interpolation scheme controlled by the model's initial and boundary conditions. The data sets analyzed include direct and differential travel times measured at the array of five acoustic transceivers deployed by JAMSTEC in the region of the Kuroshio Extension in 1997, Topex/Poseidon altimetry, CTD soundings, and ADCP velocity profiles. The region monitored is located within the area 27.5°–36.5°N, 143°–155°. The results of assimilation show that mesoscale variability can be effectively reconstructed by five transceivers measuring direct and reciprocal travel times supported by relatively sparse in situ measurements. The misfits between model and data lie within the observational error bars for all the data types used in assimilation. We have compared the results of assimilation with the statistical inversion of travel time data and analyzed energy balances of the optimized model solution. Energy exchange between the depth-averaged and shear components of the observed currents reveals a weak decay of the barotropic mode at the rate of 0.2 ± 0.7⋅10⁻⁵ cm²/s³ due to topographic interaction. Mean currents in the region are unstable with an estimate of the available potential energy flux from the mean current to the eddies of 4.7 ± 2.3⋅10⁻⁵ cm²/s³. Kinetic energy transition has the same sign and is estimated as 2.8 ± 2.5⋅10⁻⁵ cm²/s³. Potential enstrophy is transferred to the mesoscale at a rate of 5.5 ± 2.7⋅10⁻¹⁸ s⁻³. These figures provide observational evidence of the properties of free geostrophic turbulence which were predicted by theory and observed in numerical experiments. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

比较原理在多有理数时滞区间系数离散系统的应用

应用多组有理数时滞离散系统的比较原理和频域法,将多组有理数时滞区间系数离散系统化为多组有理数时滞定常离散系统,以判定其时滞无关稳定性,并举例说明了新定理的有效性和实用性。     

水动力作用下管道稳定性的试验研究

利用振荡流水槽在以下两种约束条件下，研究波浪作用下直接铺设于砂质海底的管道失稳临界条件：1）管道两端自由；2）管道可水平、垂直自由运动，但流动受到限制。试验结果表明，管重无量纳数G与管道失稳的临界Fr数之间大致呈线性关系，而当G超过一定数值时，管道是侧向稳定的。管道的约束条件、砂床特性和加载速度对管道稳定性均有影响。     

应用遗传神经网格方法分析赤潮监测数据

简要介绍了遗传神经网络方法的原理 ,探讨了应用遗传神经网络方法研究辽东湾海域丹麦细柱藻 (Leptocylindrusdanicus)赤潮与其环境因子之间的关系 ,计算了各环境因子对丹麦细柱藻赤潮的贡献。结果表明 ,温度、盐度、DIN的变化对研究海域丹麦细柱藻种群密度的增长有比较重要的影响 ,DIN是营养限制因子。遗传神经网络是分析赤潮监测数据的有效方法 ,值得进一步探索     

辽东湾S2冰侧限剪切强度的试验研究

利用试验方法系统地研究了辽东湾S2型海冰侧限剪切强度随剪切应变速率、加载方向、法向应力、温度和冰内孔隙率的变化规律。介绍了S2型海冰各向异性特点及剪切应变速率对剪切破坏方式的效应和韧脆破坏转变的条件。分析了不同加载方向海冰峰值剪切强度的差异 ,获得 - 6 2℃温度下S2冰内摩擦角和内聚力分别为 42°和 70 0kPa。利用统计分析给出峰值剪切强度与冰温和孔隙率的试验关系     

混合型单调算子对的不动点研究及其在微分方程组的应用

提出了混合型单调算子对的概念,并给出了其不动点的存在唯一性;研究了它在微分方程组的具体应用.     

晚中生代─新生代南海周缘地块运动与南海演化

报道了由华南几个盆地的古地磁数据综合而得的反映该区白垩纪以来古纬度变化曲线，结合Ｓｃｈｍｉｄｔｋｅ等（１９９０）发表的加里曼丹１５０Ｍａ以来的古地磁数据，表明华南与加里曼丹在４０Ｍａ前具有大致相同的古纬度变化史，差异仅出现在距今３０Ｍａ前后和１０Ｍａ以来。若此趋势可靠，则可作出下列推断：（１）南海的扩张只能发生在距今３０Ｍａ附近或１０Ｍａ以后华南与加里曼丹反向运动时期；距今３０Ｍａ的扩张已被广为接受；（２）华南与加里曼丹之向可能存在的古南海只能在９１Ｍａ之前存在；（３）南海演化可能存在两期扩张。南海的拟合可通过沿３５００ｍ等深线的先道时针旋转、后北向平移两个步骤完成。这与Ｈａｙａｓｈｉｄａ等（１９９１）提出的日本海张开与扩张模式很相似，提示东亚边缘海的形成和演化可能具有同样的机制。华南距今５０Ｍａ以来的古纬度变化与Ｔａｐｐｏｎｎｉｅｒ（１９８２）的传播挤出构造模式所预期的基本吻合，表明距今５０Ｍａ以来华南古纬度变化的运动学机制可用Ｔａｐｐｏｎｎｉｅｒ模式作解释。     

Application of hermite polynomial to wave and wave force statistics

This paper discusses the use of Hermite polynomial in the derivation of statistical properties of waves, wave field kinematics and dynamics and wave forces under various conditions. Specifically, covariance functions and approximate spectra are obtained for (1) wave force on vertical cylinder according to Morison's formula, (2) horizontal fluid particle velocity considering the effects of free surface fluctuations, and (3) elevation of breaking waves.     

氮与磷的增加对海水无机碳体系影响的实验模拟研究

海洋碳循环是全球变化研究中的重要领域,它不仅在很大程度上决定了全球气温乃至全球气候的变化趋势,而且还是海洋生态系持续发展的基础,它决定着了海洋生态环境变化的走向。众所周知，碳(C)在海洋中以无机态和有机态的形式存在,在海气系统中,大于98%的C以溶解无机碳(DIC)形式存在于水体中(Zeebe et al,2001)其对海洋碳循环的影响至关重要。 氮(N)和磷(P)等营养盐对维持海洋生态系的正常运转起着至关重要的作用。但是，由于近年来人类生产、生活污水的排放以及滩涂和沿岸水域养殖区的长期施肥,它们也作为近岸海区的主要污染物而导致近海海洋生态环境的日益恶化,影响并改变了一些海域的生态结构。如在胶州湾,由于营养盐浓度及结构发生了变化导致该湾地区浮游植物数量和优势种组成的变化(沈志良,2002)近年来,在海洋沿岸带的河口、海湾等水体较浅的透光层内,以孔石莼等绿藻为主要代表的大型海藻开始泛滥,形成大型海藻的水华。海洋生态环境的改变,必然将导致海洋碳循环的变化,从长时间尺度来看也会影响到全球的气候和气温变化。目前,对营养盐与水生藻类之间的响应关系研究已有大量的报道(王勇等,2002；刘媛等，2004；张文俊等，2004)但对于营养盐与海水无机碳体系之间的耦合作用报道甚少。在海洋环境中、C N P作为主要的生源要素,其变化相互影响,并与海水中所存有的海洋生物密切相关。探讨海水中C-N-P的相互耦合关系对于研究海洋生态环境演变过程及效应,阐明海洋碳循环过程的深层次机理,揭示在过量N P作用富营养化条件下,C的迁移转化行为有重要的科学意义和实际价值。本文作者初步研究了模拟条件下C-N-P的相互关系。     

具有匹配不确定的奇异摄动系统的鲁棒控制

对于同时具有结构匹配不确定和系统不确定量的奇异摄动系统，利用Lyapunov稳定性理论进行了鲁棒性研究。给出了1个理想奇异摄动系统的稳定鲁棒控制也是不确定奇异摄动系统稳定控制的稳定条件和鲁棒界，讨论了鲁棒界及其随参数变化的变化范围。本文是王宪杰，高存臣已有结果的推广。