高阶非线性完全频散性波浪数值模型及应用

为更精确地模拟强非线性完全频散性波浪的传播,采用长波上非线性重力表面波传播高阶数学模型,综合参考此模式已有的研究成果,建立了一个高达五阶的完全频散性非线性数值模型。应用该五阶模式对斜坡地形、潜堤地形及正弦沙链地形进行模拟计算,并与已有的实验资料进行对比,结果显示五阶模式较低阶模式模拟结果的精度上有了明显提高,模拟波形与实验结果吻合度良好,证明高阶模式更适用于高频散高非线性波浪传播的数值模拟。     

基于多元统计分析的渔山列岛潮间带软体动物功能群和次级生产力比较

渔山列岛于2008年成为国家级海洋生态保护区,为了解渔山列岛保护区内潮间带软体动物次级生产力的时空变化。于1982年和2010年的3个季节(春、夏、冬)在渔山列岛进行潮间带软体动物调查,采用多元统计分析软体动物时空差异,以Brey经验公式计算分析软体动物次级生产力(P值,P/B值)。结果表明,年际间物种食性结构发生了明显的改变,1982年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有单齿螺(Monodonta labio)、锈凹螺(Chlorostoma rustica),占软体动物总次级生产力的42.88%,2010年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有覆瓦小蛇螺(Serpulorbis imbricata)、条纹隔贻贝(Septifer virgatus),占软体动物总次级生产力的75.96%。1982年,年均栖息密度为2758ind/m2,年均生物量为2100.26g/m2,年均次级生产力为240.04g/(m2·a),年均P/B值为0.63a–1;2010年,年均栖息密度为699ind/m2,年均生物量为1101.85g/m2,年均次级生产力为94.82g/(m2·a),年均P/B值为0.55a–1。多因素方差分析表明软体动物次级生产力年际间差异显著(F=5.761,P0.05),季节间和潮位间差异都不显著(F=0.135,P0.05;F=2.076,P0.05),P/B的值较低,表明该海域软体动物世代更替速度较慢,2010年的P/B值(0.55a–1)低于1982年的P/B值(0.63a–1),表明近30年来群落结构受到影响。     

登陆我国热带气旋活动的年代际变化分析

本文利用1950－1999年西北太平洋热带气旋资料，对50年来登陆我国热带气旋的月际、年际和年代际变化及异常情况进行了统计分析，指出了登陆我国的热带气旋频数存在明显的年代际差异，并对比分析了同期的副热带高压等海洋大气环流指数的统计特征。     

曹妃甸围填海工程对近海环境的影响综述

曹妃甸明显的区位优势、独特的地理特征、较强的资源支撑为其成为我国北方天然深水大港提供了必要条件。曹妃甸临港工业区的开发建设将大大加快环渤海经济一体化的进程。规模宏大的曹妃甸围填海工程在带来显著社会经济效益的同时,也对近海环境产生了巨大影响。本文在结合前人调查研究的基础上,对曹妃甸海域概况及围填海工程背景进行了介绍;然后从地貌景观、水沙动力、海洋污染、生物多样性4个方面详细论述曹妃甸围填海工程对近海环境的影响;针对曹妃甸海域生态环境问题,提出加强科学研究、优化评估方法、落实管理制度、注重生态补偿的思考与建议,以期为曹妃甸围填海区域及其周边的可持续发展提供一定的科学依据。     

雅浦-马里亚纳海沟附近海域的精细地貌特征研究

利用西太平洋地区的雅浦-马里亚纳海沟附近海域的多波束水深数据,获得了9.8°N—13.2°N、132.2°E—145°E矩形区域内的高精度水深地形图。通过对精细地貌进行研究发现,马里亚纳海沟南部的洋坡上发育有大范围的地垒、地堑型地貌,雅浦海沟北部存在明显的分段性特征,菲律宾海盆和帕里西维拉海盆内存在不同展布方向的大规模脊-槽地貌。研究结果表明此处复杂的地形地貌特征主要受板块运动的控制。最后结合已有研究成果,对该区域的地形地貌进行了分类。     

巴伦支-喀拉海海温和青藏高原冬季地表气温的年代际联系

基于1961—2017年中国气象局地表气温数据、JRA-55大气再分析数据以及美国国家海洋和大气管理局延伸重建的海温资料,研究了青藏高原冬季地表气温的年代际变化特征及其与海温的可能联系。结果表明：巴伦支-喀拉海冬季海温年代际变化可以激发出向东传播的Rossby波,在西伯利亚对流层高层产生异常的气旋或反气旋性环流,通过影响副极地以及副热带西风急流强度,在青藏高原的南侧产生异常的反气旋或气旋性环流,从而使得青藏高原上空的垂直运动发生变化,导致青藏高原冬季地表气温异常。     

水资源空间分布模型及GIS分析应用

随着社会生产力的持续发展,人类活动范围不断拓宽,不可避免地影响着流域自然水循环过程。因此,在对流域水资源状况进行定量描述时,必须综合考虑自然、人文二元要素的影响。本文选取了近年来水资源短缺和水环境恶化问题严重的京津冀地区为研究对象。根据区内的自然条件和社会发展情况,选取了对水资源空间分布有明显影响的因素。其中距河流远近因素体现了对水资源的开发利用能力;坡度因素代表了土壤的持水能力,对径流和地下水有影响;而土地利用类型因素反映了土壤下垫面的水文特性。通过AHP方法确定上述影响因素的权重,建立水资源空间分布测算模型。根据模型将按流域单元统计的水资源总量数据展布到公里格网上,得到了水资源空间分布结果。最后,通过对空间化水资源数据的分析,剖析了当地的水资源状况,结合"一轴三带"的规划分区思想,对如何进行区域水资源可持续开发利用提出了参考意见。     

完全匹配层吸收边界在孔隙介质弹性波模拟中的应用

模拟弹性波在孔隙介质中传播,需要稳定有效的吸收边界来消除或尽可能的减小由人工边界引起的虚假反射. 本文在前人工作基础上,首次建立了弹性孔隙介质情况下完全匹配层吸收边界的高阶速度-应力交错网格有限差分算法,并详细讨论了完全匹配层的构建及其有限差分算法实现. 首先,本文通过均匀孔隙模型的数值解与解析解的对比,验证所提出的数值方法的正确性;然后,本文考察了完全匹配层对不同入射角度入射波和自由表面上的瑞利波的吸收性能,将完全匹配层与廖氏和阻尼吸收边界进行了对比,研究了这三种吸收边界在不同吸收厚度情况下对弹性波吸收能力. 数值结果表明,在孔隙介质中,完全匹配层作为吸收边界能十分有效地吸收衰减外行波,无论对体波还是面波,是一种高效边界吸收算法.     

断层垂直形变对强远震的响应

利用新型断层形变三维观测系统的垂直向观测结果, 研究了两年以来7.0级以上强远震在非发震断层上的同震响应特征. 结果表明,非发震断层体垂直向同震形变的延迟时间、 同震位移最大振幅、 振动持续时间等特征与地震震级、震中距等之间存在密切联系. 断层体垂直向同震形变延迟时间与震中距线性正相关,发生地震同震形变的响应速度约为5.5km/s,反映了在上层花岗岩地层中面波的传播速度;同震位移最大振幅和震中距的对数、 震级之间具有明显线性关系,震级越大,同震位移的最大振幅越大;地震震级是断层体垂直同震形变振动持续时间的主要影响因素,震级越大,同震形变振动持续时间越长. 根据断层仪观测数据推算得到的断层体垂直向同震形变延迟时间、同震位移最大振幅、振动持续时间的经验计算公式,对于地震同震形变研究具有一定意义.      

Retrieval of atmospheric mass densities in lower thermosphere below 200 km from precise orbit of re-entry object CZ-3B R/B by analytical and numerical methods

Taking the re-entry object CZ-3B R/B (COSPAR identifier 2012-018D, NORAD catalog number 38253) as an example, retrieval of atmospheric mass densities in lower thermosphere below 200 km from its rebuilt precise orbit is studied in this paper. Two methodologies, i.e. analytical and numerical methods, are adopted in the retrieval. Basic principles of these two methodologies are briefly introduced. Based on the short-arc sparse observational data accumulated in the high accuracy re-entry prediction, orbit determinations of re-entry object CZ-3B R/B are performed sectionally, and then its precise orbit is rebuilt. According to the orbit theory, the variation of orbital semi-major axis of re-entry object CZ-3B R/B induced by atmospheric drag perturbation only is derived from the rebuilt precise orbit. In the derivation of secular change of the orbital semi-major axis of re-entry object CZ-3B R/B induced by atmospheric drag perturbation only, the time-span is set as one minute tentatively. And then retrieval results of atmospheric mass densities in lower thermosphere below 200 km by analytical and numerical methods are presented, as well as their bias deviations from the calculated results of the NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere. Setting bias deviation bands, the corresponding ‘confidence coefficients’ of the retrieved atmospheric mass densities with respect to the model values are given. Average bias deviations of the retrieved atmospheric mass densities by analytical and numerical methods from the model values are also calculated respectively. On the whole, the retrieved atmospheric mass densities by numerical method approach to the model values more closely; the differences between the retrieved results and the model values are relatively smaller at the peaks of atmospheric mass densities than the other places.