基于插件技术的湖南气象服务平台设计与实现

为达到整合省级气象服务数据资源、统一气象服务出口的目标,推动气象数据产品在防灾减灾和公共服务中的高效应用,基于Spring Cloud云架构,采用软件插件(Plugin)、WEB服务(WebService)等技术研发了湖南气象服务平台。本文详细介绍了此平台的分层模型和功能结构,以及所采用的多源气象数据融合处理、基于微服务的气象数据并行处理、基于可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics, SVG)的气象数据矢量化和数据安全交互等关键技术方法。此平台通过天擎获取气象数据产品,统一加工处理后封装为数据插件、图形插件和行业插件,通过标准接口提供观测资料、预报预警、卫星云图、雷达拼图等产品,基于气象数字对象标识符(Meteorological Digital Object Identifier, MOID)保障气象数据产品服务过程的安全性。此平台的气象服务插件已应用于湖南省应急管理厅、自然资源厅、水利厅等单位的业务系统。应用结果表明：此平台的插件服务模式适应C/S客户端、WEB网站、移动APP等不同类型的气象服务需求,实现了气象数据服务的统一管理、高效加工和规范应用,提升...     

波浪作用下孔隙海床-管线动力相互作用分析

波浪作用下海床中的孔隙水压力与有效应力是影响海底管线稳定性的主要因素。然而,在目前的海床响应分析中一般将管线假定为刚性,并不能合理地考虑海床与管线之间的相互作用效应,同时也没有考虑土体和管线加速度对海床动力响应的惯性影响,从而无法确定由此所引起的管线内应力。为此考虑管线的柔性,分别采用饱和孔隙介质的Biot动力固结理论和弹性动力学理论列出了海床与管线的控制方程,进而采用摩擦接触理论考虑海床与管线之间的相互作用效应,基于有限元方法建立了海床-管线相互作用的计算模型及其数值算法。通过变动参数对比计算讨论了管线几何尺寸、海床土性参数对波浪所引起的管线周围海床孔隙水压力和管线内应力的影响。     

Application of Strontium Isotopic Stratigraphy to DatingMarine Sedimentary Units: A Case Study from the PermianStratotype Section in Southern China

The calibration of sedimentary rock absolute dates is one of the difficulties in sedimentological and stratigraphic research. Since strontium(Sr) resides in seawater much longer(≈106 a) than the seawater intermixing time(≈103 a), the Sr isotopic composition of global seawater is uniform at any time and results in a stable system throughout geological history,based on which a global Sr isotope composition dating database has been established for age-calibration of marine strata.The Permian stratigraphic sections in the northern part of the Upper Yangtze block, southern China, record continuous marine sediments with clear stratigraphic boundaries and is suitable for stratigraphic dating of Sr isotopes. Based on sampling and Sr isotopic compositions of Permian carbonate strata in the northern part of the Upper Yangtze, a Permian Sr isotope evolution curve was established. According to the basic principles of Sr isotope stratigraphy, the global Strontium isotope age database can be used to calibrate the Permian stratigraphic dates in the northern Upper Yangtze. The results show that the Sr isotope evolution curves for the marine carbonate rocks in the Permian stratigraphic section of the Upper Yangtze present a decreasing trend from the mid-Qixia stage(P2) to the mid-Wujiaping stage(P3), and then rise from the middle Wujiaping stage to the end of Changxing stage(P3). When the Permian Sr-isotope evolution curve is compared with the global Sr isotope evolution curve in the northern Upper Yangtze, the two are consistent in their long-term evolutionary trend, indicating that Permian global geological events are important controlling factors for the composition and evolution of Sr isotopes. The 87 Sr/86 Sr value decreased gradually in the background of large-scale regressions at the turn of middle to late Permian period, revealing that the Emeishan basalt eruption occurred near the Maokou/Wujiaping boundary(GLB). Srisotope stratigraphy dating was performed on the boundaries of the Qixia Formation/Maokou Formation, Maokou Formation/Wujiaping Formation(GLB), Wujiaping Formation/Changxing Formation(WCB) and the Permian/Triassic(PTB) using the Global Strontium Isotope Age Database. The results are 270.4 Ma, 261.2 Ma, 254.5 Ma and 249.7 Ma,respectively. Based on this, the eruption age of the Emeishan basalts is defined at about 261.2 Ma., which is more coincident with that acquired from other previous dating methods on the eruption age of the Emeishan basalts, and therefore proves that the application of Sr isotopic stratigraphy to dating marine sedimentary units is an effective method.     

辽东湾葵花岛构造区浅层气分布特征、成因探讨及工程影响

揭示了葵花岛构造区浅层气规模小、埋藏浅、分布散、压力低、储层松散等分布特点,根据沉积环境和地质特征,推测浅层气为生物甲烷气,但并不完全排除是热生甲烷次生气藏的可能性,探讨了浅层气潜在的工程危害并提出相应防治措施,为今后海洋工程建设提供科学依据。     

HRCLDAS-V1.0和ERA5海面风场对比评估分析

基于2020年中国近海31个浮标的逐小时数据,使用统计分析方法对中国气象局高分辨率陆面数据同化系统(HRCLDAS-V1.0)和欧洲中期天气预报中心第5代全球大气再分析数据(ERA5)海面风场进行了系统的检验,检验结果表明：两者在我国近海均具有较高的可信度,风速平均绝对误差(MAE)分别为1.16 m/s和1.09 m/s,风向MAE分别为23°和22°。随着风力增大两者的风速准确度均有所降低,当风力等级≥10级时,前者准确度优于后者;对于风向而言,随着风力增大,两者准确度均升高。此外,选取2020年典型的两次冷空气过程和2008号台风“巴威”过程,检验两者在不同天气过程影响下的准确度,两类融合产品均能较好地再现冷空气过程引起的风向变化,而对不同强度的冷空气过程下的风速反映存在差异;对于台风引起的大风,在风速较低时两者风速均具有不错的表现,但HRCLDAS-V1.0对峰值强度的表现优于ERA5。     

七带石斑鱼(Epinephelus septemfasciaius)两个野生群体形态差异分析

对2种不同地理种群七带石斑鱼进行14项形态性状的测定,采用2种多元统计分析方法和t-检验方法,比较了2个群体的外部形态特征.t-检验结果表明,2群体在14个性状中有12个性状表现出极其显著差异(P＜0.01),1个性状表现出差异显著(P＜0.05).主成分分析构建了3个反映形态特征信息的综合性指标--主成分1、主成分2和主成分3,三者的贡献率分别为29.873%、25.091%和16.875%.三个主成分的累积贡献率为71.804%,2群体之间存在明显的偏离态势,形成两个不同的类群,2群体在主成分l轴上的差异较在主成分2轴上的差异更为明显,主成分1主要由经t-检验差异指标数量多和差异程度大的性状组成.判别分析表明,2个七带石斑鱼群体的形态差异显著(P＜0.0001),建立了2个群体的判别函数,其判别准确率及综合判别率均为100%,可以认为逐步判别法对七带石斑鱼不同群体的初步鉴定是可行的.差异系数(CD)计算的结果表明,尽管2群体在形态上存在一定的差异,但尚未达到亚种水平.主成分分析、t-检验和判别分析的结论基本上是类似的,它们从不同的角度反映了群体间的形态学差异.     

几种重金属对青岛文昌鱼毒性及生长的影响

对１９９１年８月在青岛崂山沙子口海区底层沙中拖网采集的体长为１．８￣２．２ｃｍ的青岛文昌鱼,进行不同剂量的Ｃｕ＾２＋、Ｚｎ＾２＋、Ｃｒ＾６＋等重金属的毒性影响实验,结果表明,青岛文昌鱼对重金属反应敏感,重金属如超过一定浓度便可起文晶鱼中毒乃至死亡,但微量的重金属则能促进文昌鱼的生长。     

基于模糊决策理论的重力辅助导航区域选择方法

针对传统重力辅助导航区域选择方法仅利用单一评价指标所导致的评价结果不全面这一缺陷,提出一种基于模糊决策的多指标综合选取方法。首先,应用该方法计算目标区域重力异常的标准差、粗糙度、相关系数、重力信息熵和重力坡度等表征重力特征的统计参量;然后,利用模糊决策理论方法求解出指标的隶属度矩阵和权阵,得到区域总的评价指数;最后,依据总评价指数进行匹配区选择。仿真结果表明,本方法具有较好的可靠性,评价指数高的区域,其匹配效果更好。     

Ice-Induced Fatigue Analysis by Spectral Approach for Offshore Jacket Platforms with Ice-Breaking Cones

The spectral methods and ice-induced fatigue analysis are discussed based on Miner's linear cumulative fatigue hypothesis and S-N curve data.According to the long-term data of full-scale tests on the platforms in the Bohai Sea,the ice force spectrum of conical structures and the fatigue environmental model are established.Moreover,the finite element model of JZ20-2MSW platform,an example of ice-induced fatigue analysis,is built with ANSYS software.The mode analysis and dynamic analysis in frequency domain under all kinds of ice fatigue work conditions are carried on,and the fatigue life of the structure is estimated in detail.The methods in this paper can be helpful in ice-induced fatigue analysis of ice-resistant platforms.     

冲绳海槽热液柱动力过程的数值模拟

本文以冲绳海槽伊平屋北部热液区(126o53.80′,27o45.50′)的现场水文数据作为背景条件,使用k-ε湍流模型模拟热液柱的动力过程。模拟计算得到的羽流速度、温度和湍流耗散率等基本物理量展现了热液柱的时空演化过程。模拟结果显示,羽流最大上升高度及中性浮力面高度与海底的距离分别为83.62m和68.97m,和2014年先导专项在此附近热液区所观测的温度异常和盐度异常的深度位置(离海底约66—86m)接近。羽流的上升速度满足高斯分布,其半径b与距喷口高度z-H成正比:b=0.0985(z-H),其中z为距海底高度,H为热液烟囱体的高度。羽流的最大体积通量比喷口的初始值增加了878倍,达1.034m~3/s;在中性浮力面位置附近,动量通量达到最大值,为0.156m~4/s~2,比初始值增加了882倍;浮力通量在中性浮力面以下和BM2000(Bloomfield et al,2000)理论模型符合良好,在中性浮力面以上则呈现随高度先增加后减小的特征。本文计算得到的平均卷挟率为α≈0.0807,与背景流较弱的热液区的声学现场观测结果相符。