海底管线冲刷悬空及其抑制技术研究综述

海底管线作为海洋工程的重要组成部分,其安全性受到广泛关注。本文简单回顾了国内外学者通过物理实验、理论分析与数值模拟等方法研究海底管线冲刷悬空及防护问题的成果,并对工程中应用较广泛的防护方法的优缺点进行了简单对比,为该领域的进一步研究提供参考。     

海洋气团对沿海城市大气环境影响与识别研究

本研究通过识别海洋气团特征及沿海城市大气受到海洋气团的影响方式与程度,为评价沿海城市空气环境质量提供科学依据。以青岛市为例,收集大气气溶胶样品中放射性核素~(210)Pb、40K数据及采集时段当地大气颗粒物数据;分析~(210)Pb活度浓度与气溶胶颗粒物浓度变化;对当地当时大气气团进行溯源分析。研究表明:(1)研究期间青岛沿岸地区2015年4月至2016年6月与2016年6月至2017年6月大气污染特征显著不同,前者~(210)Pb活度浓度与污染颗粒物浓度显著相关,而后者~(210)Pb活度浓度与污染颗粒物无相关关系;(2)穿越海洋的陆地气团呈现出高活度浓度、低颗粒物浓度的特征;来自海洋气团的气溶胶呈现出低活度浓度、低颗粒物浓度的特征;(3)海洋气团气溶胶中~(210)Pb活度浓度较低。临近大陆的海洋(黄海、东海)上层大气受到大陆气团的影响,其海洋气团的特征有所减弱。~(210)Pb活度浓度、颗粒物浓度(PM2.5)可作为判断海洋气团的指标,识别"来自海洋的气团"与"经过海洋的气团"。     

Sensitive and rapid detection of two toxic microalgae Alexandrium by loop-mediated isothermal amplification

A loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay was designed and evaluated for rapid detection of the toxic microalgae Alexandrium catenella and A. minutum, which can produce paralytic shellfish poisoning (PSP). Two sets of four specific primers targeting these two species were derived from the sequence of internal transcribed spacer (ITS) of ribosomal DNA. The method worked well in less than an hour under isothermal conditions of 65℃. LAMP specificity was validated in closely related algae as a comparison, suggesting the strict specificity of the LAMP primers. Two visual inspection approaches were feasible to interpret the positive or negative results. The detection limits of A. catenella and A. minutum samples using the LAMP assay were found to be 5.6 and 4.5 pg DNA, respectively. The sensitivity of this LAMP assay was 10 or 100-fold higher than Polymerase Chain Reaction (PCR) method in detecting the two microalgae. These characteristics of species specificity, sensitivity, and rapidity suggest that this method has the potentiality in the monitoring of red tide caused by A. catenella and A. minutum.     

营养限制对三种浮游动物的影响

Nutrient imbalance—a mismatch in nutrient ratios between the available food supply and the demands of consumers—has the potential to be transported up food chains,exposing zooplankton to nutrient limitations.In this study,the response of Calanus sinicus(copepod),Moina mongolica(cladocera),and Brachionus plicatilis(rotifer) to nutrient-limited(no-limited,P-limited,and N-limited) food were evaluated from the perspective of growth,reproduction,and stoichiometric homoeostasis.The results indicated that the growth of three species was suppressed under nutrient-limited(especially P-limited) conditions.However,the effect of nutrient limitations on their reproduction was species-specific.For C.sinicus,the dietary UFA(unsaturated fatty acid) as a major phospholipid component affected their egg production and total FA supporting energy promoted the hatchability of eggs.Furthermore,excess carbon in the diet promoted egg production but reduced hatching success.For M.mongolica,nutritional(P and UFA) and energy(total FA) support affected their fecundity.B.plicatilis fecundity exhibited the same pattern of growth(no-limitedN-limitedP-limited).In terms of stoichiometric homeostasis,B.plicatilis' s elemental compositions were less likely to be affected by nutrient limitations than M.mongolica.We suggest that the effects of nutrient imbalances could potentially become an evolutionary force affecting ecosystem structure and stability in eutrophic waters.     

莱州湾和牟平近海夏季小型底栖生物群落组成及环境状况分析

为探究莱州湾和牟平近海小型底栖生物群落组成及影响因子,作者于2016年7月在这两个海域采集了沉积物样品,并结合沉积环境因子进行了小型底栖生物群落组成分析。结果表明,在莱州湾和牟平近海各仅检获了7个小型底栖生物类群,且莱州湾的小型底栖生物平均丰度和生物量均明显低于牟平近岸海域。莱州湾线虫和桡足类平均丰度分别占小型底栖生物的91.9%和6.3%,牟平近海分别占92.1%和4.2%。对两个海域小型底栖生物群落组成与环境因子进行Pearson相关性分析,结果显示:小型底栖生物丰度与底层水溶解氧含量呈显著正相关;表层小型底栖生物丰度比与沉积物中叶绿素a含量、脱镁叶绿素含量、沉积物有机质含量以及水深呈显著正相关,与中值粒径和底层水温度呈显著负相关。本研究显示,基于不同沉积物类型中的参考比值,线虫和桡足类丰度比值(N/C)可用于莱州湾和牟平近海沉积环境有机污染状况的评估。研究还发现,牟平海域的小型底栖生物丰度和生物量呈现由近岸向外海增加的异常趋势,且小型底栖生物的数量和类群多样性较十年前显著降低,显示沉积环境受到了明显干扰。     

不同台风合成风场方案在南海的适用性研究

我国南海地区常受台风侵扰,台风场是研究台风浪灾害以及风暴增水灾害的必要条件之一。因遥感风场存在台风大风圈附近风速明显偏小的问题,所以在台风场相关研究中,多采用台风模型风场和背景风场相结合的方式——即合成风场。本文选取南海相关研究中常用的3种台风场模型,对比其特点,并采用NECP CFSR作为背景风场,将合成风场和实际观测风速进行对比,结果显示在南海地区采用Jelesnianski模型得出的风场和实际风场吻合度最好,建议在该风场基础上考虑南海的地理特殊性,进行台风场模型的改进。     

SWAN模型对实验室小尺度浅水波浪模拟研究

基于浅水斜坡地形的物理模型试验数据,考察SWAN模型对实验室小尺度浅水波浪的模拟效果,进而检验其浅水项的模拟精度。模拟中采用直接输入初始测点的实测海浪谱进行造波,重点考察浅水中三波相互作用和变浅破碎两个源项,对不同工况下,SWAN模式在水深条件变化下的有效波高、谱平均周期、海浪谱演化的模拟能力进行研究。研究表明:模拟的有效波高较符合实测波浪的增长和衰减,但谱平均周期计算值明显偏小;海浪谱的能量转移机制同实测有较大区别,频谱模拟结果出现高频高估、低频低估现象。对两个源项进行对比分析得出三波相互作用对海浪谱的能量转换影响远大于变浅破碎耗散。想要提高近岸区谱平均周期和海浪谱的模拟精度则SWAN模型中三波非线性项的计算精确度仍需更多研究和改进。     

多遮挡环境下BDS/GPS组合动态差分处理算法及性能分析

研究BDS/GPS组合载波相位动态差分定位算法,讨论加入BDS后对模糊度固定的影响,针对部分区域有较严重信号遮挡的实测动态数据,分别进行单GPS和BDS/GPS组合解算。结果表明,相比单GPS,加入BDS后增加了共视卫星数目,改善了卫星几何结构,模糊度解算成功率和可靠性得到明显提高。多遮挡环境下测试数据显示,BDS/GPS组合的定位精度远高于单GPS,东向和北向精度优于8 mm、天向为16 mm,而单GPS东向仅为3 cm、北向和天向约8 cm。     

四川省CORS网地壳运动速度场模型研究

使用GAMIT/GLOBK解算2006~2015年覆盖四川地区的50个CORS站的观测数据,并提取坐标时间序列,获得速度场模型。对四川省整体地壳运动以及区域应变场进行分析,结果表明,四川省CORS站水平方向平均速度为38.72 mm/a,速度场的优势方向为S73.9°E;欧亚框架下水平方向平均速度为14.40 mm/a,优势方向为S77.78°E,较ITRF2008框架下的速度降低了24.32 mm/a;垂直方向平均速度为3.43 mm/a,整体上表现为隆升状态,位于东部平原的少部分测站处于下降趋势,可能是由于城市建设、地下水或者煤矿、石油等自然资源的过度采伐导致;最大主应变率达到7.31×10-11/a,最小主应变率为-5.4×10-11/a,其中区域地壳面膨胀率高值区域集中在川西,低值区域和最大剪切应变率高值区域分布在三大断裂带附近。     

HHT-EEMD用于IGS站高程时间序列分析

利用经验模态分解（EMD）和整体经验模态分解（EEMD）方法,将BJFS站2000~2015年高程时间序列进行分解,发现其不仅存在1 a、0.5 a、0.25 a、2个月、1个月以及长周期等周期项,还存在以往方法很难探测出来的近似2 a周期信号。与EMD分解结果对比,整体经验模态分解可以明显减弱模式混叠现象。对各分量进行Hilbert 变换（HHT）,得到时间-频率-能量的Hilbert 频谱图。结果表明,年周期和2 a周期变化是高程运动的主要贡献项。利用小波变换方法对比验证EEMD的分解结果表明,与小波分析相比,EEMD重构信号与高程序列差异的RMS更小,证明了HHT-EEMD方法在数据资料分析过程中的有效性。对环境负载及GRACE负载造成的测站位移进行功率谱分析得出,环境负载确实会造成IGS站高程时间序列的1 a、0.5 a以及季节性运动,GRACE负载还验证了2 a信号的存在。