黑潮延伸体邻近区域中尺度涡特征统计分析

本文利用20年的卫星高度计资料,对黑潮延伸体邻近海区(25°—45°N,135°E—175°W)中尺度涡的统计特征以及季节变化进行了统计研究。基于涡旋自动识别方法,共识别出本区域3006个气旋涡轨迹和2887个反气旋涡轨迹,其平均周期分别为9.99周和11.00周,平均半径分别为69.5km和71.8km。长生命周期涡旋的平均半径、涡度、涡动能(EKE)和涡旋能量密度(EI)在生命周期内大致都经历了增大-基本保持不变-减小这三个阶段。绝大多数涡旋沿纬线向西移动,经向移动距离较小,气旋涡和反气旋涡在西向传播过程中都具有明显的向南(赤道)偏离趋势。涡旋的生成数量与总数量均在春夏季达到最多,且这一时期涡旋的平均涡度、EKE、EI处于较高水平。     

SAR图像分块CFAR迭代的极地冰山检测

通过迭代CFAR算法,本文发展了一种针对分块SAR图像的冰山检测方法。考虑到滑动窗口运算负担大、计算效率低,首先对SAR图像进行分块,以提取分块内的亮目标冰山。利用高斯模型表征后向散射系数的统计分布,冰山检测阈值可简单地表达为均值和方差的线性组合,将分块内像素逐个比对阈值以检测冰山。考虑到同一场景中尺寸变化大的冰山影响检测精度,以识别的冰山像素做种子执行区域生长,从而提取大尺寸的冰山。针对单个分块迭代上述处理,以降低高斯模型表征分块统计分布的误差,提高冰山检测精度。利用2013年11月22日和29日获取自极地海域的两景RADARSAT-2图像开展验证试验。结果表明,数量多、尺寸变化大并嵌入在海冰等极地常见情形下的冰山,能被文中方法有效识别,选取区域内正确率高达85%以上,且具有良好的运行效率。     

Far-Field Noise Induced by Bubble near Free Surface

The motion of a bubble near the free surface is solved by the boundary element method based on the linear wave equation, and the influence of fluid compressibility on bubble dynamics is analyzed. Based on the solution of the bubble motion, the far-field radiation noise induced by the bubble is calculated using Kirchhoff moving boundary integral equation, and the influence of free surface on far-field noise is researched. As the results, the oscillation amplitude of the bubble is weakened in compressible fluid compared with that in incompressible fluid, and the free surface amplifies the effect of fluid compressibility. When the distance between the bubble and an observer is much larger than that between the bubble and free surface, the sharp wave trough of the sound pressure at the observer occurs. With the increment of the distance between the bubble and free surface, the time of the wave trough appearing is delayed and the value of the wave trough increase. When the distance between the observer and the bubble is reduced, the sharp wave trough at the observer disappears.     

水中兵器空投入水冲击仿真分析

水中兵器空投入水瞬间,在强大的水流冲击作用下,弹体结构会承受较大载荷。首先采用近似理论分析了弹体垂直入水时的最大载荷,然后采用LS-DYNA对弹体空投入水过程进行了模拟仿真分析,包括垂直入水和倾斜入水。计算结果显示:仿真分析能很好地模拟弹体入水冲击过程,有较高的准确度,相比于近似理论分析,模拟仿真可用于各种头型弹体入水冲击计算,以及各种姿态的入水动态变化过程模拟分析,具有更广的应用范围。     

我国围填海和自然岸线生态环境监管现状及对法律修订的建议

为加强海洋生态环境保护,强化围填海和自然岸线生态环境监管制度建设,切实解决我国围填海的突出生态环境问题,文章基于2002—2018年全国围填海和自然岸线现状,分析当前我国围填海和自然岸线生态环境监管存在的不足,并提出具有针对性的对策建议。研究结果表明:全国大陆自然岸线保有率达标形势严峻;违规审批、处罚不力和监管不到位等导致大量围填海闲置以及自然岸线受损严重等问题;法律层面的滞后是造成监管不足的因素之一,建议尽快启动《中华人民共和国海洋环境保护法》的修订工作,从强化围填海事前审查、完善围填海事中事后监管、加强自然岸线监管保护、提高围填海生态环境损害成本和强化地方监管责任5个方面完善法律制度建设。     

Monitoring air pollution in China from geostationary satellite: A synthetic study using simulated observations

We simulated geostationary satellite observations to assess the potential for high spatial-and temporal-resolution monitoring of air pollution in China with a focus on tropospheric ozone(O_3), nitrogen dioxide(NO_2), sulfur dioxide(SO_2), and formaldehyde(HCHO). Based on the capabilities and parameters of the payloads onboard sun-synchronous satellites, we simulated the observed spectrum based on a radiative transfer model using a geostationary satellite model. According to optimal estimation theory, we analyzed the sensitivities and retrieval uncertainties of the main parameters of the instrument for the target trace gases. Considering the retrieval error requirements of each trace gas, we determined the major instrument parameter values(e.g., observation channel, spectral resolution, and signal-to-noise ratio). To evaluate these values, retrieval simulation was performed based on the three-dimensional distribution of the atmospheric components over China using an atmospheric chemical transportation model. As many as 90% of the experiments met the retrieval requirements for all target gases. The retrieval precision of total-column and stratospheric O_3 was 2%. In addition, effective retrieval of all trace gases could be achieved at solar zenith angles larger than 70°. Therefore, the geostationary satellite observation and instrument parameters provided herein can be used in air pollution monitoring in China. This study offers a theoretical basis and simulation tool for improving the design of instruments onboard geostationary satellites.     

基于非结构化网格的边界积分方程方法的断层自发破裂模拟

地震自发破裂模拟是震源动力学研究的重要内容,了解复杂的断层动力学破裂过程对深入认识震源特征和解释运动学反演结果具有重要意义.基于边界积分方程方法的破裂模拟已经被广泛使用,大多采用的是平面断层模型的结构化网格划分.由于实际的断层往往具有较为复杂的几何特征,为了更为灵活地刻画断层几何复杂性,我们建立断层模型的三角形网格离散方案,通过精确的解析解形式来计算断层各个单元之间的应力格林函数,联立滑动弱化摩擦准则和非奇异边界积分方程,对断层的自发破裂过程进行了模拟.在简单的平面断层模型下,将计算结果与前人的结果进行了对比,验证了方法的正确性与有效性.对于几种常见的复杂断层模型,例如弯折、阶跃、含障碍体断层等,我们模拟了其破裂过程并对计算结果进行了比较与分析.模拟结果表明,非结构化网格划分的边界积分方程方法能够很好地模拟平面矩形断层或由其组成的规则断层,同时也能成功地模拟具有复杂几何形状的不规则断层上的动力学破裂过程.本研究的结果显示了边界积分方程方法在模拟复杂断层系统的动力学破裂问题上具有较广阔的应用前景.     

微波散射实验识别原油及乳化原油

海上原油泄漏在其风化迁移过程中会形成不同浓度的乳化物,严重威胁海洋生态环境。合成孔径雷达(SAR)因其不受雨、云影响,可昼夜监测的优势,在海上溢油监测过程中发挥着主力军的作用,但是它在原油乳化识别方面还存在着不足。本文利用C波段全极化散射计观测原油的自然乳化过程,并利用人工制备的不同含水率的乳化油品模拟原油乳化进程观测油膜后向散射系数(N_(RCS))的变化。实验结果表明乳化原油M_(RCS)高于未乳化原油,且油膜乳化程度越高相应的N_(RCS)越大。通过油水散射差值(Δσ~0)与阻尼比(D_R)发现能够识别乳化与未乳化原油,反映油膜乳化程度的变化,且在VV极化下效果最佳。     

保幅Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移技术在天然气水合物三维地震资料处理中的应用

天然气水合物的富集往往与断裂、底辟及泥火山等构造有关,这就要求地震成像要精确,而针对水合物的地震处理又要以保真保幅为前提,因此快速高效而又有较高成像质量的的保幅Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移技术被广泛应用于三维水合物资料处理中。与直射线Kirchhoff叠前时间偏移技术相比,弯曲射线Kirchhoff叠前时间偏移同样具有快速高效的特点,同时成像精度在一定程度上可媲美叠前深度偏移。在实际资料的应用中可发现,基于保幅Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移技术处理的地震剖面可精确地刻画气体通道,有利于天然气水合物富集区的识别。     

北京市测震台网地震速报信息服务系统

基于JOPENS数据处理系统,利用C#和MySQL数据库技术,设计软件实现地震速报和地震目录数据服务功能。利用该软件,实现地震速报信息实时监控和采集,建立北京市地震局地震速报数据库,实现北京及首都圈地区最新地震速报数据获取和地图显示,并自动生成地震速报卡;统计强震后发生的余震,自动生成余震报告;综合检索地震目录数据库,实现查询结果的图形化显示。