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。     

南海夏季风暴发过程的低频特征

应用1979～1996年共18a的NOAA卫星OLR资料及NCEP/NCAR再分析850hPa风场资料,分析了夏季南海地区及南海季风暴发过程的某些低频特征。认为北半球夏季南海地区的低频活动较活跃,并且具有明显的年际变化,这种年际变化同南海季风的暴发时间有联系。南海地区的低频振荡在南海季风暴发后增强。通过对18a 及K*的时段叠加合成图的分析,发现南海夏季风的暴发同赤道印度洋低频振荡的东传及西太平洋低频扰动西传有密切联系,南海夏季风暴发期间南海地区将印度洋与西太平洋之间的低频活动联系在一起。     

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.     

钱塘江流域水资源对厄尔尼诺事件的响应

根据水资源对厄尔尼诺事件的响应，得出了钱塘江流域水资源的统计预报模式：（１）在春季型厄尔尼诺事件的当年和夏季型厄尔尼诺事件的次年，金华站年径流量的距平一般都大于零：（２）厄尔尼诺事件的结束时间若超过５月１日，那么次年金华站年径流量的距平一般都大于零；（３）厄尔尼诺事件的强度越大。对钱塘江流域水资源的影响也越大。这对该流域长期及超长期的水资源预报具有重要的指示作用。     

基于耳石微化学的东海大黄鱼洄游路线推测

近年来,东海频现对大黄鱼（Larimichthys crocea）大网捕获（吨级规模以上）,引起了对衰退中的野生大黄鱼资源保护的担忧。为查明东海野生大黄鱼洄游规律,本文根据2020−2022年在浙江近海产卵场和外海越冬场采集的不同批次野生大黄鱼样本,利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）测定耳石微化学元素,结合聚类分析和主成分分析（PCA）,对不同大黄鱼群体进行了划分,结合耳石的年轮特征,研究大黄鱼群体的栖息生境,推测大黄鱼洄游路线。结果表明,Ba/Ca $\leqslant$0.004 2时可以判定为海洋栖息生境,Ba/Ca $\geqslant$ 0 .008 1时可以判定为河口栖息生境,0.004 2 < Ba/Ca< 0.008 1时可以判定为混合栖息生境。根据该阈值范围,判定本次采样的大黄鱼的5种生境类型：（1）近海产卵,近海混合水域短暂栖息类型（占22.2%）;（2）近海产卵,阶段性往复混合生境栖息类型（占15.6%）;（3）近海产卵,河口水域育幼索饵,外海越冬栖息类型（31.1%）;（4）河口产卵、混合水域育幼,外海越冬栖息类型（6.7%）;（5）近海混合水域短暂产卵,绝大部分时间海洋生境栖息类型（24.4%）。对所有样本的Ba/Ca核心、峰值和边缘值进行PCA,5种栖息类型的样本均匀分布在第一轴的两侧,大部分时间都在海洋生境中的G1、G2和G5,以及受陆源影响较大的G3和G4。同时,PCA结果同时也显示,5种类型样本均会近同步地在近海岛礁处出现,这表明外海、近海和河口的群体由于洄游等因素的影响会出现混合,说明了舟山岛礁水域对大黄鱼产卵育幼的重要性。本研究为东海大黄鱼近海产卵场、索饵场和外海越冬场之间洄游履历,以及大黄鱼洄游路线推测提供一定依据。     

Variability of Extended Bipolar Regions

Using NSO/Kitt Peak synoptic charts from 1975 to 2003, we group the main solar magnetic fields into two categories: one for active regions (ARs) and the other for extended bipolar regions (EBRs). Comparing them, we find that there exist three typical characteristics in the variability of EBRs: First, there exists a correlation between ARs and EBRs. The phase of EBR flux has a delay nearly two CRs. Second, we find that the EBR flux has two prominent periods at 1.79 years and 3.21 years. The 1.79-year period seems to only belong to large-scale magnetic features. Lastly, the North – South asymmetry of EBR flux is not very significant on a time scale of one solar cycle. However, during solar maxima, its dominance is found to shift from one hemisphere to the other.     

海洋大数据序列时-空变化主成分分析方法

介绍海洋要素时－空变化大数据量主成分分析方法,讨论并澄清主成分分析在海洋大数据序列应用中的一些问题和易混淆的概念。根据美国国家海洋与大气局（NOAA）卫星观测的海表面温度红外资料,对加拿大温哥华岛西部大陆架区8个夏季海表面温度的空间变化进行主成分分析,以促进主成分方法在海洋大数据序列分析中的应用。     

On the intrinsic shape of the gamma-ray spectrum for Fermi blazars

The curvature of the γ-ray spectrum in blazars may reflect the intrinsic distribution of emitting electrons, which will further give some information on the possible acceleration and cooling processes in the emitting region. The γ-ray spectra of Fermi blazars are normally fitted either by a single power-law(PL) or a log-normal(call Logarithmic Parabola, LP) form. The possible reason for this difference is not clear. We statistically explore this issue based on the different observational properties of 1419 Fermi blazars in the 3 LAC Clean Sample. We find that the γ-ray flux(100 Me V–100 Ge V) and variability index follow bimodal distributions for PL and LP blazars, where the γ-ray flux and variability index show a positive correlation. However, the distributions of γ-ray luminosity and redshift follow a unimodal distribution. Our results suggest that the bimodal distribution of γ-ray fluxes for LP and PL blazars may not be intrinsic and all blazars may have an intrinsically curved γ-ray spectrum, and the PL spectrum is just caused by the fitting effect due to less photons.     

秦皇岛近岸海域绿藻微观繁殖体的分布以及在绿潮形成中的作用

2015年以来,秦皇岛近岸海域暴发了绿潮,对北戴河旅游区的环境和生态系统造成了严重影响。绿藻微观繁殖体在绿潮的形成过程中起到重要作用,主要包括孢子、配子、幼苗和营养片段。绿藻微观繁殖体作为绿潮的“种源”,其分布规律可以反映绿潮的“藻源”位置。本研究于2016年4-9月和2017年1月对秦皇岛近岸海域绿藻微观繁殖体的调查,探究了其分布规律以及生物量变化。结果显示,绿藻微观繁殖体主要分布在近岸海域,由近岸向远岸海域逐渐降低。绿藻微观繁殖体的数量在7、8月份最高,在冬季最低。受绿潮影响严重的海域微观繁殖体数量高于其它海域。秦皇岛近岸海域的绿藻微观繁殖体为该海域绿潮的种源,其分布规律表明秦皇岛近岸海域绿潮起源于本地。     

Enhancing the mechanical properties of marine clay using cement solidification

Abstract

The use of soft clay and dredged marine clays as the construction material is challenging. This is because the high water content, high compressibility and low permeability of the clay causing the instability of ground and structure. This detrimental effect of soft clay can be improved by the cement solidification process, which is relatively cheap and efficient. This paper mainly focuses on the study of improvement on the mechanical behavior of cement mixed marine clay. The soil is reconstituted by using ordinary Portland cement of 5%, 10%, 15% and 20% by its mass. The study reveals that cementation of clay significantly improves the peak and residual strength of soil. Similarly, the primary yield stress of the soil is also improved from 16 to 275?kPa as cement content increases from 5% to 20%, respectively. By using statistical tools, the relationships between various parameters are established, which are very important to define the mechanical behavior of the clay. This study reveals that the yield surface of the solidified marine clay is not a smooth elliptical surface. Rather it is composed of two linear surfaces followed by a log-linear surface which can be modeled by using simple parameters obtained from triaxial tests.