西沙湾工程波浪推算及波浪场数值模拟

本研究根据崇武水文站1976—2007年共31 a的波浪观测资料,使用皮尔逊Ⅲ型频率曲线进行拟合分析,推算出崇武在不同重现期条件下的特征波浪要素,再将其作为外海波浪要素输入,通过基于椭圆型缓坡方程的CGWAVE近岸波浪数值模型,模拟西沙湾的重现期波浪场,得到其设计波浪要素,得到较为合理的计算结果。西沙湾的海底地形强烈地影响近岸波浪,导致了波高和波向的不均匀分布特征,岛屿和礁石都是天然屏障,东侧水域受龟屿及闽台码头的掩护,波浪反射、绕射明显,对避风坞起到了有效的保护作用。此外,对于不同地质的边界,反射系数不同使得近岸波高分布有较大差异。     

广东省海洋生态环境现状及保护对策建议

广东省作为海洋强省,海洋经济总量连续多年居全国首位,不断助力海洋强国建设。海洋生态环境的有效保护是海洋经济高质量发展的重要前提,文章在分析广东省近年来海洋生态环境状况、面临的机遇和挑战的基础上,提出海洋生态环境保护的建议,主要包括：健全源头管控,制定各类型入海排污口管控措施,实施动态监管;开展入海江河整治,减少入海营养盐负荷,逐步建立“河长制”和“湾长制”的衔接机制;加强用海风险防范,严控海洋环境风险,构建事前防范、事后管控、事后处置的全过程海洋生态风险防范体系;实施洁净海岸带工程,强化海洋生态修复,提升公众亲海岸线的生态空间品质;强化海洋资源高效利用,坚持海洋经济绿色发展,加快推动海洋经济高质量发展;推动人才队伍建设,保障监测技能提能增效,提升全省海洋环境监测信息化水平。     

基于波浪能的浮式装备随体供电技术研究

随着我国海洋开发向深远海方向发展,各类海洋装备长时间工作于深远海域,能源供给极不方便,迫切需要一种便捷的能源供给方式。针对上述需求,提出了一种可内置于海洋浮式装备的波浪能转换装置,以海洋浮式装备为载体,依靠载体在波浪作用下的垂荡运动获取波浪能,由于惯性波浪能转换装置的振子在弹簧的作用下产生振动,驱动动力输出(PTO)系统做功,将波浪能转换为电能。基于流体力学基本原理, 建立了浮体与波浪能装置的耦合运动学模型和能量转换数学模型,分析不同参数对 RAO 和 CWR 的影响。通过优化分析,本文所提出的基于惯性原理的双共振波浪能转换装置能量转换效率最高可达 45%以上,可有效地应用于海洋浮式装备,具有可观的应用前景。     

东海中南部秋季游泳动物多样性及群落结构

根据2018年11月东海中南部游泳动物底拖网调查数据,对该海域游泳动物种类组成、优势种、种类多样性及群落结构进行研究。结果表明,调查共捕获游泳动物181种,其中鱼类133种,甲壳类34种,头足类14种;优势种（IRI≥500）为七星底灯鱼（Benthosema pterotum）、带鱼（Trichiurus lepturus）、麦氏犀鳕（Bregmaceros mcclellandi）、龙头鱼（Harpadon nehereus）和日本发光鲷（Acropoma japonicum）。多样性指数结果显示,东海中南部海域丰度（d）的变化范围为0.37～5.94,种类多样性指数（H′）的变化范围为0.38～2.64,均匀度（J）的变化范围为0.14～0.71。根据聚类分析结果将东海中南部海域游泳动物群落分为以90 m等深线为界的两个群组,群组间的差异主要由七星底灯鱼、镰鲳（Pampus echinogaster）、龙头鱼、黄鲫（Setipinna tenuifilis）、麦氏犀鳕等引起。BIOENV结果显示水深与游泳动物群落结构相关性最密切（r_w=0.55）。本研究结果可为类似海域游泳动物种类多样性和群落结构的研究提供参考,也可为研究海域渔业资源开发、利用与养护等政策的制定提供科学依据。     

基于变分模态分解和注意力机制的浪高预测

针对海洋中的海浪高度数据存在非线性和非平稳性的特点,海浪高度的预测就变得相对复杂.基于变分模态分解(VMD),在引入注意力机制(AM)的基础上,对传统长短期记忆(LSTM)神经网络算法进行了改进,提出了一种基于混合模型的海浪高度预测算法.算法通过预处理、预测和重构3个主要步骤,对海浪高度的时间序列进行预测.为了比较和说...     

极地环境监测网的设计及其在南极普里兹湾的应用

为了保护南极和北极的生态系统和环境,中国自20世纪90年代初开始推行和实施了极地环境监测计划,部署了各学科监测传感器阵列;采集了多学科数据,包括海洋、大气、冰冻圈、生物圈等主题;架构了"R/V雪龙号破冰船—极地考察站—国内基地"之间的快速数据传输网络;建立了海洋环境监测系统、太阳能地面空间监测系统、生态环境监测系统等系列监测系统。为了实现长期监测,达到预测和预警目标,本文针对国内外现状,在现有基础上设计了一套中国极地环境长期监测网(Polar Environment monitoring network of China,CPEMN)。该监测网集成各监测系统并在监测指标设计上覆盖我国极地所有常规监测/观测任务,且根据国际科研动态和长期监测规划拓展了预期监测范围。最后本文利用南极普里兹湾进行的破冰导航应用示范验证了CPEMN具有可执行性。     

南海北部东沙天然气水合物区浮游植物生物量和生产力粒级结构特征及其环境影响分析

本文讨论了2013年5月南海东沙天然气水合物区浮游植物生物量和生产力粒级结构特征及其环境影响因素。结果表明,研究海域表现出典型的低营养盐、低叶绿素a、低生产力特征,浮游植物叶绿素a和初级生产力具有明显的次表层最大值现象。东沙海域生物量和初级生产力粒级结构差异性显著,从生物量和生产力贡献度来看,表现为微微型浮游植物> 微型浮游植物> 小型浮游植物。生物量的垂直分布结果表明,春季不同粒级类群浮游植物在真光层内的分布存在明显不同,比如小型浮游植物在真光层内分布较均匀;微型浮游植物则主要分布于近表层或真光层中部,而微微型浮游植物则主要分布于真光层中部和底部。微微型浮游植物在纬度较低的热带贫营养海区之所以能够占主导优势,最主要的原因是其极小的细胞体积和较大的表面积使其有利于营养竞争。相关性分析表明,南海东沙浮游植物各粒级生物量与温度、pH显著正相关,与硅酸盐、磷酸盐显著负相关;浮游植物各粒级生产力与温度显著正相关,与盐度、磷酸盐显著负相关。磷酸盐含量是影响东沙海域浮游植物粒级结构差异的重要因素之一,同时,光辐照度和水体的真光层深度对东沙天然气水合物区不同粒径浮游植物的垂直分布起着更为重要的调控作用。     

Rare earth elements and yttrium in ferromanganese deposits from the South China Sea: distribution, composition and resource considerations

Ferromanganese nodules and crusts contain relatively high concentration of rare earth elements(REE) and yttrium(REY),with a growing interest in exploitation as an alternative to land-based REY resources.On the basis of comprehensive geochemical approach,the abundance and distribution of REY in the ferromanganese nodules from the South China Sea are analyzed.The results indicate that the REY contents in ferromanganese deposits show a clear geographic regularity.Total REY contents range from 69.1×10~(–6) to 2 919.4×10~(–6),with an average value of 1 459.5×10~(–6).Especially,the enrichment rate of Ce content is high,accounting for almost 60% of the total REY.This REE enrichment is controlled mainly by the sorption of ferromanganese oxides and clay minerals in the nodules and crusts.Moreover,the total REY are higher in ferromanganese deposits of hydrogenous origin than of diagenetic origin.Finally,Light REE(LREE) and heavy REE(HREE) oxides of the ferromanganese deposits in the study area can be classified into four grades: non-enriched type,weakly enriched type,enriched type,and extremely enriched type.According to the classification criteria of rare earth resources,the Xisha and Zhongsha platform-central deep basin areas show a great potential for these rare earth metals.     

Boussinesq相位解析的海岸水动力学数学模型研究进展

由于在平衡计算效率和精度上具有优势,Boussinesq相位解析数学模型研究不断取得突破,已成为波浪和水流精细化模拟的较优解析方式,为海岸工程、环境、地质等问题提供了实用和高效的研究手段。本文对已有Boussinesq类模型的研究进行了评述,深入探讨其重要发展、实际应用和理论瓶颈,从高阶非静压修正、GPU准三维高性能算法编译、波浪破碎和泥沙运移沉积等4个方面提出未来可能的科学突破方向。     

西太平洋暖池1990s中期的年代际扩张对夏季登陆中国台风的影响

应用美国联合预警中心(Joint Typhoon Warning Center,JTWC)的台风最佳路径资料、美国国家海洋大气局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的扩展海表面温度资料以及美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和美国国家大气科学研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)的大气环流场资料,研究了20世纪90年代西太平洋暖池(简称暖池)年代际扩张对西北太平洋台风和登陆中国沿岸台风的影响。研究发现,相比于暖池扩张前期(1965—1992),后期(1993—2013)台风生成在西北太平洋中部区域(10°—20°N,135°—145°E)显著减弱,在10°—20°N,145°—160°E区域和南海北部区域则表现出增多的特点。台风移动路径变异特征呈现为移动进入南海和登陆中国东部沿岸的西行和西北行路径减少,登陆日本的转向型路径增多,同时登陆我国海南岛和东南部沿岸的台风增多。进一步探查这种影响的可能原因发现,与暖池扩张密切相关的太平洋年代际变化引起的纬向环流的变异是西北太平洋中部台风生成减少的主要原因;而南海北部台风生成增多则归因于南海区域局地环流特征的变异。同时,南海北部台风生成增多是登陆我国海南岛和东南沿岸台风增多的主要决定因素。