台风条件下朗缪尔环流对上层海洋混合的影响研究进展

回顾了近10年来台风条件下朗缪尔环流影响上层海洋混合的研究进展,朗缪尔致湍流对海洋上混合层的形成和加深的重要作用已形成了基本共识,但对于朗缪尔致湍流对海洋上混合层的混合作用机制和程度仍然存在诸多不确定性。观测表明台风条件下台风眼附近的混合层平均湍流动能受到了较强的抑制,可能与台风不同位置朗缪尔致湍流的特征变异有关;台风条件下,现有的朗缪尔致湍流参数化方案在上层混合过程模拟中还有显著误差。在今后研究中,通过改进斯托克斯漂流剖面的计算方法,优化表征台风条件下海面状况的朗缪尔致湍流参数化计算方案,是进一步揭示台风条件下朗缪尔环流对海洋上层混合的影响机理的必要途径。     

西北太平洋上层海洋对台风响应的合成分析研究

基于台风最佳路径资料和20a的Argo浮标资料,采用一种合成分析方法,得到了西北太平洋上层海洋的温度、盐度、溶解氧等三维要素场对台风的平均响应特征,结果表明:台风移动路径右侧海表面温度呈明显的负异常,即具有"右偏性",次表层在"热泵"和"冷抽吸"共同影响下,温度异常呈正负相间的分布,次表层以下大部区域以温度负异常为主,但"右偏性"已不明显;表层至1 000 m深度,各层占主导的盐度异常值呈"正-负-正"的垂向分布,次表层以下,各层的盐度异常在平行和垂直于台风路径方向上的分布较为均匀,不具有明显的各向性差异;表层至1 000 m深度层,溶解氧浓度呈"小-大-小"的垂向分布,各层的平面分布特征较为相似,均在平行于台风路径-2～2 R50范围存在一带状高值区域;温度、盐度、溶解氧浓度等要素对台风的平均响应深度可达到1 000 m以上.     

西北太平洋中尺度涡合成结构及其对声传播的影响

中尺度涡普遍存在于大洋中并会对声传播产生影响。利用2000—2018年AVISO卫星高度计资料和Argo浮标资料,通过涡旋合成方法构建了西北太平洋黑潮延伸体和亲潮延伸体海域中尺度涡的多年平均三维结构,对其垂直温、盐异常和声速特征进行分析,并采用Bellhop射线声学模型对中尺度涡背景下的声传播进行了模拟仿真。结果表明：1)冷涡背景下,温度异常为负,盐度异常在上层为负,在下层为正,声速等值线抬升;暖涡背景下,温度异常为正,盐度异常在上层为正,在下层为负,声速等值线下沉。2)冷涡背景下,声传播会聚区向声源方向偏移,会聚区宽度缩小;暖涡背景下,会聚区远离声源,会聚区宽度增大。声会聚区宽度在黑潮延伸体海域较在亲潮延伸体海域更大,距离声源也更远。3)冷涡背景下,声传播的反转深度变浅,暖涡背景下,反转深度加深;在黑潮延伸体海域,反转深度总体随经度增大而变浅,在亲潮延伸体海域则相反,反转深度随经度增大而变深。     

一次强飑线过程的卫星云图及天气雷达回波特征分析

利用常规天气观测资料、自动气象站气象观测资料、卫星云图以及天气雷达观测资料,对2005年5月30日发生在陕西省境内的飑线过程进行了探讨和分析,结果表明:地面到500 hPa各层影响系统的前倾结构,使前倾结构控制区内地区的不稳定度迅速加强,加之蒙古冷涡旋转分裂冷空气触发形成中β尺度对流系统(MβCSs),为飑线形成提供了前期动力和热力条件;地面流场和能量场的分析明显反映出了飑线在地面切变线后部,风向、风速辐合区前部。雷达产品分析表明飑线回波具有线状分布和发展快的特点,而且最大反射率与径向速度的最大值在飑线发生的时段内长时间相伴。当飑线回波上的单体进入“逆风区”时,发展更旺盛,不仅造成了灾害性的大风和冰雹,还造成了影响范围内的短时强降水。     

浅海声信道信号时间相关特性研究

水声信道中信号的时间相关特性是水声微弱信号相关检测的理论基础和具体参数选择依据。文中以厦门港典型的浅海声信道中信号的时间自相关和互相关特性进行实验研究。结果指出,信号有强的时间相关性,无论自相关或互相关性均比海洋环境噪声强得多,因此在水声信道中采用时间相关检测可望达到优良的抗噪声效果。     

基于大坝地震反应台阵的土石坝模态参数识别

针对土石坝上实测强震动记录识别大坝模态参数的问题,根据地震中坝体监测点记录的强震动数据和基于多项式逼近的有外部输入的非线性自回归神经网络NARX模型构建了土石坝非线性模态参数识别方法,对土石坝非线性动力反应与激励输入之间的传递函数进行研究,将其应用于新疆克孜尔土石坝主坝0+220断面的模态频率和模态阻尼比的计算,并结合计算结果和工程运行实际对克孜尔大坝运行状态进行评价。理论分析和工程实例均表明,本方法具有较高的精度,识别的传递函数能够反映土石坝的动力特性,具有重要的理论研究意义和工程实践价值。     

军曹鱼(Rachycentron canadum)性腺分化及首周年发育的组织学观察

本研究采用石蜡组织切片和H.E.染色法对军曹鱼原始性腺的形成、分化及精巢和卵巢首周年发育的组织结构变化进行观察。结果显示,军曹鱼原始生殖细胞在7孵化日龄(days post hatching,dph)时迁移到达生殖嵴,随后体细胞出现聚集和分裂,并于15 dph将原始生殖细胞完全包绕形成原始性腺。军曹鱼卵巢分化的时间要早于精巢,34 dph的稚鱼性腺组织尚未分化,但可观察到两种存在明显组织学差异的性腺类型,其中一种类型的性腺出现卵原细胞群,而另一种类型的性腺横切面较狭长,生殖细胞数量明显较少,因此推定为未分化精巢;卵巢的解剖学分化开始于44 dph,其标志为卵巢腔的形成;50 dph时精巢开始细胞学上的分化,此时精原细胞由基底膜包被形成囊泡状的细胞团。在首周年发育期间 (60～360 dph),军曹鱼的精巢发育包含I、II、III、IV、V 5个时期,而卵巢发育只包含I、II、III 3个时期。60 dph时,精巢和卵巢均处于I期;90 dph时,精巢发育至II期,卵巢仍处于I期;120 dph时,超过半数的精巢已发育至 III期,仅少部分卵巢发育至II期;150 dph时,精巢已发育至III期,而大部分卵巢发育至II期;185 dph时,精巢仍为III期,卵巢均已发育至II期;210 dph时,大部分精巢发育至IV期,卵巢仍处于II期;360 dph时,精巢已发育至V期,大部分卵巢发育至III期。上述研究结果可丰富军曹鱼的繁殖生物学研究基础,阐明其早期性腺发育规律,还可为其人工繁殖提供理论依据。     

食微囊藻干粉鱼类对水环境的影响及氮素迁移转化规律

利用稳定同位素示踪技术研究鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、罗非鱼(Oreochromis niloticus)摄食微囊藻(Microcystis)干粉后排泄氮在水中的迁移转化规律,同时对营养盐浓度、浮游生物群落结构等进行测定.营养盐数据分析结果显示:罗非鱼组水体营养盐浓度后期急剧升高,而鲢鱼组营养盐浓度变化较小,后期部分浓度低于对照组.营养盐浓度变化主要是鱼类排泄和牧食等活动综合作用的结果.鲢鱼组、罗非鱼组悬浮颗粒物浓度、叶绿素a浓度和细胞密度总体高于对照组,罗非鱼组悬浮颗粒物浓度、叶绿素a浓度和细胞密度中期显著高于鲢鱼组和对照组.浮游生物统计数据显示,鲢鱼组、罗非鱼组藻类总生物量显著增加,各自最大总生物量分别为对照组的4.5、7.4倍,且主要贡献藻类为蓝藻和绿藻.浮游动物密度随鱼类滤食显著降低,罗非鱼组浮游动物密度末期趋近零.同位素分析结果显示,15N稳定同位素在鲢、罗非鱼中的迁移转化过程稍有差异,各物质δ15N比值第1 d均显著高于对照组,δ15N(NH+4)、δ15N(浮游藻类)和δ15N(浮游动物)达到最大值,但鲢鱼组和罗非鱼组δ15N(沉积腐质)和δ15N(螺)值分别于第5 d和10 d达到最大.另外,鲢鱼、罗非鱼对微囊藻干粉吸收效率差别较大,鱼背部肌肉最大δ15N值分别为36.22‰、151.53‰,总体相差4.2倍.通过同位素示踪技术,得出干粉微囊藻经鱼摄食后,排泄物氮直接参与水体营养盐循环,为藻类增殖做出直接贡献的结论.     

井下地电阻率观测的探测深度初步研究

对井下地电阻率观测的探测深度进行了研究,计算了均匀半空间和给定结构参数的水平层状介质模型在不同装置电极埋深下的探测深度,分析了探测深度与装置电极埋深和介质电阻率结构之间的关系,得到如下结果:①与地表观测相比,在供电极距为1 km左右时,探测深度随装置电极埋深的增大而增大,且增大的速度与装置电极埋深密切相关;当装置电极埋深h < 100 m时,探测深度的增大速度远小于装置电极埋深h≥100 m时. ②当装置电极埋深h < 50 m时,与地表观测相比探测深度增加很小,不超过10 m;当装置电极埋深相同时,供电极距越大,与地表观测相比探测深度增加得越小. ③对于水平层状电阻率均匀分层结构,在装置电极埋深相同的情况下,下伏低阻结构的探测深度显著大于下伏高阻结构.本文的研究结果表明,为了观测到深部电阻率的变化情况,首先需要查明测区电性结构,再进行综合分析,以确定井下地电阻率观测的装置电极埋深,其结果为深部电阻率变化研究提供了理论基础.      

地电阻率多极距观测反演初步研究

地电阻率多极距观测的目的是借助对观测数据的反演获得地下介质中不同层位真电阻率的变化.本文以3层结构为例,对地电阻率多极距观测的一维反演的效果进行了初步地理论研究.首先研究了一维地电阻率结构下观测数据一维反演的模拟效果,得到了各层电阻率值,且与真电阻率值很接近,说明在地下电性结构为一维的情况下,电阻率多极距观测可以区分出不同地层的电阻率变化.其次,考虑到台址下电阻率结构的复杂性,研究了上两层界面存在起伏的情况下,多极距观测数据一维反演的效果,结果显示:当电阻率变化较小时,各层反演得到的电阻率的变化与真电阻率十分符合;当上两层介质的电阻率变化较大时,各层反演得到的电阻率出现畸变,与真实电阻率的变化情况存在一定差别,表明浅层电阻率变化达到一定程度后将会影响对深部电阻率变化情况的正确判断.一般情况下,观测的时间间隔越短,则连续两次观测时段内各层介质的电阻率变化越小,因此缩短多极距观测的时间间隔可能是避免出现上述畸变现象的有效观测手段.