基于ADCIRC+SWAN耦合模型的风暴潮数值模拟研究——以深圳西部海域为例

本文采用ADCIRC和SWAN模式建立了基于非结构网格的深圳海域高分辨率天文潮-风暴潮-海浪耦合数值模型。基于历史统计资料,以1604号台风"妮妲"作为基础路径、以1319号超强台风"天兔"作为设计强度设计了超强台风,计算了超强台风影响下深圳西部海域的最高潮位,结果显示宝安机场、赤湾和深圳湾顶的最高潮位为5.71 m、4.67 m和5.06 m,分别超过当地红色警戒潮位2.69 m、1.65 m和2.98 m。为验证波浪增水作用设计了敏感性实验,结果显示波浪对风暴潮增水的贡献量值约0.1 m。     

长三角地区海洋战略性新兴产业布局评价和优化

为促进长三角地区海洋战略性新兴产业的整体化发展和各城市资源的最大化利用,文章以长三角地区11个城市为研究对象,选取科技发展水平、经济发展水平和海洋战略性新兴产业发展水平3个评价指标的7个变量,采用因子分析法和聚类分析法,评价2014年各城市海洋战略性新兴产业布局,并提出优化建议。研究结果表明:长三角地区海洋战略性新兴产业布局存在较大的不平衡性,其中上海市和宁波市处于领先水平,温州市较合理,杭州市等4个城市一般,南通市等4个城市较不合理;各城市应根据自身优势,打造海洋战略性新兴产业产业链,分别在"上游"科研环节、"中游"承接环节和"下游"市场环节发挥作用,开展区域一体化合作。     

振荡流层移输沙条件下悬沙层泥沙扩散系数垂向分布特征研究

层移输沙是海岸带泥沙运动的主要形式之一,其垂向悬沙浓度分布规律的研究一直是海岸工程关心的重点。一般情况下,经典的纯扩散模型被用来描述和解释悬沙浓度的试验数据,该模型认为周期平均悬沙浓度主要由参考浓度、泥沙沉速和泥沙扩散系数确定。泥沙扩散系数可以由泥沙沉速和悬沙浓度的垂向梯度反演得到。既往研究大多直接给出泥沙扩散系数的结果,对于不同反演计算方法间结果差别的研究较少。本研究汇总了已有振荡流层移输沙试验数据,采用曲线拟合方法和直接差分方法计算了相应的泥沙扩散系数,研究表明两种方法得到的计算结果在垂向位置z 0.15 m处差异不大,随着垂向位置的升高,差分方法的计算结果略微大于拟合方法。考虑到拟合方法可以得到连续的泥沙扩散系数垂向分布,本研究推荐使用幂函数形式的曲线拟合方法求解悬移泥沙扩散系数。基于此,对比分析了层移输沙悬沙层泥沙扩散系数随泥沙粒径、振荡流周期、均方根流速和振荡流类型等物理参数的变化规律。在纯振荡流层移输沙条件下,泥沙扩散系数随泥沙粒径的增大而增大,而振荡流周期和均方根流速几乎不影响泥沙扩散系数。在振荡流和定常流共同作用下,泥沙扩散系数受振荡流周期和定常流流速的影响,泥沙扩散系数随着振荡流周期的增大或定常流流速的减小而增大。     

浅海环境水声传播数据实测与仿真分析

搭建了一套水下录音记录系统,在复杂浅海环境进行了水声数据采集实验;对于水声采集数据进行了距离、频率谱分析,利用MIT开发的声学计算程序OASES针对声场进行了仿真分析。通过模拟结果和实测结果的比较,优化调整仿真程序的环境参数,分析发现影响声场分布的主要因素为沉积层压缩波声速与声源深度。通过这种方式,优化了仿真软件的环境参数,初步建立了比较准确的浅海水声环境仿真模型,取得了预期实验效果。     

中国极端干旱——空雨频率的主模态时空特征

利用国家气象中心的站点日降水观测资料,定义一个季节内无降水日出现的频率——空雨频率作为极端干旱的表征指标,对中国487个站点1980—2014年秋、冬、春三个连续季节的空雨频率进行季节-经验正交函数分解(S-EOF),发现我国极端干旱随季节演变的时空分布主要表现为前四个主模态的特征,累积方差贡献为40.6%。第一模态为秋、冬、春三季连旱模态,空雨频率呈现显著的上升趋势,大部分地区为异常变旱,冬季华南沿海变旱最显著。第二模态为秋与冬春干旱的反位相变化模态,空雨频率出现明显的秋-冬-春季反位相的季节反差现象,且存在弱的年代际振荡。第三模态为冬-春极端干旱反位相模态,对冬春两季的代表性较好,秋冬两季空雨频率的空间分布场为以长江流域为中心的极端变旱,而春季空雨频率呈现反位相变化。空雨频率以1998年为突变点存在明显的年代际转折。第四模态为南北偶极型秋-冬-春反位相模态,呈现出长江流域以南与长江流域以北三个季节空雨频率均为相反的位相分布。不同的模态反映不同季节、不同区域的空雨频率的变化,充分表现出我国干旱分布的复杂性。     

利用多普勒频移反演ASAR海表面流速

为研究中小尺度的海流,以美国西海岸附近海域为研究区域,采用欧空局ENVISAT ASAR IMS数据,首先利用频谱拟合法计算得到影像的多普勒质心;再通过影像的多普勒系数和斜距时间去除卫星与地球之间相对运动产生的多普勒频移,最终得到海表面多普勒质心异常。同时利用布拉格散射模型去除了布拉格波的影响,利用CMOD5模型计算海表面风场,根据风场与雷达视向速度的经验关系去除海面风场的影响,经空间投影,最终得到雷达径向的海表面流速,反演的流速主要分布于-0.3～0.6 m/s。利用研究区域附近的岸基高频地波雷达(HF-radar)数据验证反演结果精度,结果表明,在HF-radar流速与ASAR反演流速-0.2～0.2 m/s差异范围内的标准误差和相关系数分别为0.1 m/s和0.81,反演结果与真实流速较为接近。ASAR反演流速和HF-radar流速结果均表明,在研究区域存在自西向东的沿岸流,最大径向流速达到0.6 m/s。因此,本文所使用的海表面流速反演方法准确有效,适合于中小尺度海流流速的反演。     

基于ARIMA模型的边坡变形分析与预测

详细论述了时间序列分析中的平稳性分析、模型识别、模型评价和模型预测的过程,建立自回归滑动平均求和(ARIMA)模型对2016年6月29日-2017年10月4日共计461 d的边坡监测数据进行时间序列分析和预测。结果显示:利用ARIMA模型对边坡观测数据进行时间序列分析具有可行性,并能取得较好的效果,研究成果可为工程施工和防灾减灾提供技术参考。     

SLAM激光点云整体精配准位姿图技术

基于同步定位与制图(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术的激光扫描系统具有成本低、效率高的优点,近年来在测绘领域得到了广泛关注。虽然基于SLAM技术的激光扫描系统能够实现实时数据获取,但该数据获取方式难以保证点云精度,不同位置获取的同一地物的点云存在位置不一致。为了提高该类系统所获点云精度,本文提出一种分层次点云全局优化方法。该方法首先通过"点-切平面"迭代最近邻算法对重叠点云进行配准,形成扫描系统轨迹间的约束;然后构建位姿图对轨迹进行优化,利用优化后的轨迹对点云进行修正。算法通过将优化过程分解为局部和整体两个层次以提高计算效率。试验结果表明,优化后点云同名点对间的距离中误差减小约50%,内部不一致现象得到有效消除。     

一种利用级联小波变换的ICES at-GLAS 波形去噪方法

波形去噪是大光斑星载激光雷达数据处理和应用结果可靠性的重要保障。针对ICESat-GLAS回波波形中的噪声问题,构建一种自适应阈值的级联离散小波变换的方法,可实现对地球科学激光测高系统(GLAS)回波信号的去噪处理,该方法既能够使高频信号得到再分解,又降低小波包变换去噪的复杂度。通过与传统的小波噪声阈值去噪等方法的对比分析,可以发现:在同样的小波分解层次下,文中构建的方法要优于传统的小波噪声阈值法,有助于ICESat-GLAS大光斑激光雷达波形数据去噪处理。     

羌塘盆地雁石坪地区中-晚侏罗世碳、氧同位素特征与沉积环境分析

通过对雁石坪地区中-上侏罗统碳酸盐岩的碳、氧同位素组成特征分析,认为其原始组分保存良好。在垂向上,碳、氧同位素的变化与沉积相演化和海平面曲线相吻合,说明它们与沉积环境的演化密切相关。结合碳、氧同位素的环境效应分析,认为中侏罗世雀莫错期沉积水体主要以陆源淡水作用为主,沉积环境属陆缘近海湖;布曲期为广海碳酸盐台地环境;夏里期为三角洲-淡化泻湖-潮坪环境。晚侏罗世索瓦早期为高盐度、高水温,相对局限浅海碳酸盐台地环境。中侏罗世至晚侏罗世早期经历了一次完整的海侵-海退旋回和一次海侵过程。