木本植被覆盖岸坡上波浪爬升过程的数值模拟研究

近岸木本植物构成的生态缓冲带作为新型的海岸软防护结构,兼具功能性和生态友好性,在沿海工程建设中愈发受到关注,如何深入开展其防护效果的机理研究是目前亟待解决的问题。本文采用数值模拟方法,在N-S方程中分别考虑树枝和树干的拖曳力影响,提出了木本植被作用下波浪沿斜坡爬升的表面波衰减的连续介质等效模型,并采用MAC法来跟踪自由曲面上的水颗粒轨迹。本文以波浪沿1/30的斜坡爬升为算例,对比讨论了有无植被作用下波浪的传播过程,并将算例结果与以往试验结果规律进行对照,验证了数值模型的有效性。最后,分别讨论了植物枝干的高度、密度、树枝倾斜角度等植被特性和波浪因素对植被消浪效果的影响,得到植被消浪的基本规律。文中的计算结果也可为实际的护岸工程和生态景观设计提供参考。     

对流层平流层气溶胶粒子的形态和化学组成

分析研究了１９９３年和１９９４年的８月、９月在香河地区上空采集的单个气溶胶粒子的形态及化学元素和化合物的组成。结果表明：１９９３年,在对流层大气中的气溶胶颗粒经常出现不规则形的粒子,可能是土壤粒子;而在平流层大气中的颗粒以具有“卫星”结构的硫酸粒子为主;硫酸铵粒子则经常出现在对流层的中、下部。香河地区上空颗粒物的化学元素组成比较复杂,单一化学元素组成的粒子较少,粒子主要含有Ｓｉ,Ｆｅ,Ａｌ和Ｓ等元素。气溶胶的化合物有硫酸盐、硅酸盐、硝酸盐和磷酸盐等     

青海东昆仑哈陇休玛钼多金属矿床成矿流体特征及成矿模式

哈陇休玛钼多金属矿床是东昆仑成矿带东段目前仅有的中型斑岩型矿床。为了查明其成矿流体性质及成矿物质来源,构建矿床成矿模式,本文进行了详细的流体包裹体和H-O-S同位素研究。流体包裹体显微测温显示,哈陇休玛矿床发育气液两相和含CO₂三相两种类型包裹体,成矿流体呈现中高温(集中于280～340℃)、高盐度(w(NaCl),集中于6.00%～18.00%)和中等密度(集中于0.64～0.92 g/cm³)特点,成矿深度为2.4～4.1 km,形成于中浅成环境。H-O同位素显示,成矿流体具有岩浆水和大气降水混合的特征,但主体以岩浆水为主;S同位素显示,成矿物质主要来自于深部岩浆。结合区域构造演化认为,哈陇休玛矿床成矿模式为印支晚期东昆仑地区发生强烈壳幔混合作用,形成富含成矿元素的混合岩浆,含矿流体在随混合岩浆上升的过程中发生流体沸腾,并与大气降水混合冷却,导致成矿物理化学条件发生变化,促使成矿物质沉淀成矿。     

南海夏季风爆发日期和强度的短期气候预测方法研究

利用合成及相关统计方法，研究冬季南海季风指数与850hPa风场、500hPa高度、海表温度、OLR等环境场的相互关系及其影响南海夏季风活动的可能机制。指出冬季南海季风指数及环境场的异常特征可以作为预测南海夏季风活动的前兆信号。在此基础上建立了预测南海夏季风爆发日期和强度的概念模型，1998－2001年的预测试验取得了较好成绩。     

双源单缆方式采集的天然气水合物三维地震数据采集脚印分析与压制处理

在海洋地震资料处理中,由于检波点空间分布不均匀造成的采集脚印现象会影响地震资料成像,特别是对双源单缆方式采集的三维地震数据影响更为明显。通过对海上某区双源单缆方式采集的天然气水合物三维地震数据采集脚印形成原因及特点的详细分析,最终分别在叠前采用子波处理、潮汐、水速校正、面元中心化方法,叠后采用频率、波数域滤波的方法压制采集脚印。通过以上关键技术的应用,提高了双源单缆方式采集的三维地震数据的信噪比和分辨率,采集脚印从时间切片和剖面上均有了明显衰减,而且实现了最大限度的保持振幅、频率、相位属性。为精细刻画、描述地质构造形态和预测天然气水合物储层分布及有利富集区带,提供可靠的地震资料。     

桶形基础沉贯室内模型试验研究

桶形基础采用负压沉贯法施工,其贯入阻力与压桩,打桩等施工方法显著不同。本文介绍了在粉土和粉质粘土地层中的一组模型试验情况,认为负压法施工可显著降低粉土的抗贯阻力,但在粉质粘土中减阻效果不明显。     

Tests and applications of an approach to absorbing reflected waves towards incident boundary

If the upstream boundary conditions are prescribed based on the incident wave only, the time-dependent numerical models cannot effectively simulate the wave field when the physical or spurious reflected waves become significant. This paper describes carefully an approach to specifying the incident wave boundary conditions combined with a set sponge layer to absorb the reflected waves towards the incident boundary. Incorporated into a time-dependent numerical model, whose governing equations are the Boussinesq-type ones, the effectiveness of the approach is studied in detail. The general boundary conditions, describing the down-wave boundary conditions are also generalized to the case of random waves. The numerical model is in detail examined. The test cases include both the normal one-dimensional incident regular or random waves and the two-dimensional oblique incident regular waves. The calculated results show that the present approach is effective on damping the reflected waves towards the incident wave boundary.     

A bio-optical inversion model to retrieve absorption contributions and phytoplankton size structure from total minus water spectral absorption using genetic algorithm

We propose a bio-optical inversion model that retrieves the absorption contributions of phytoplankton and colored detrital matter(CDM),as well as the phytoplankton size classes(PSCs),from total minus water absorption spectra.The model is based on three-component separation of phytoplankton size structure and a genetic algorithm.The model performance was tested on two independent datasets(the NASA bio-Optical Marine Algorithm Dataset(NOMAD) and the northern South China Sea(NSCS) dataset).The relationships between the estimated and measured values were strongly linear,especially for aCDM(412),and the Root Mean Square Error(RMSE) of the CDM exponential slope(SCDM) was relatively low.Next,the inversion model was directly applied to in-situ total minus water absorption spectra determined by an underwater meter during a cruise in September 2008,to retrieve the phytoplankton size structure in the seawater.By comparing the measured and retrieved chlorophyll a concentrations,we demonstrated that total and size-specific chlorophyll a concentrations could be retrieved by the model with relatively high accuracy.Finally,we applied the bio-optical inversion model to investigate changes in phytoplankton size structure induced by an anti-cyclonic eddy in the NSCS.     

南极半岛东北海域表层沉积有机质来源及其沉积环境

采用气相色谱-质谱技术对南极半岛东北海域海底表层沉积物的总有机碳、有机质碳同位素(δ13 Corg)和生物标志化合物等进行了测试分析。研究区表层沉积物总有机碳TOC平均值高于现代深海沉积物中的平均含量。δ13 Corg的变化说明该海域有机碳来源呈海洋水生生物来源和陆源混合的特征。正构烷烃的峰型分布、主峰碳、饱和烃轻重比C-21/C+22和(C21+C22)/(C28+C29)、甾烷组合和藿烷组合证实研究区西部表层沉积物有机质来源以陆源高等植物为主,其陆源可能来自于附近的南极半岛和南舍得兰群岛;研究区东部表层沉积物有机质来源偏以海源为主,且以低等浮游生物、藻类及细菌生物等海源输入为主。碳优势指数(Carbon preference index,CPI)、奇偶优势指数(Odd-even Predominance,OEP)和甾烷C29ααα20S/(20S+20R)比值显示研究区D1-7站位和D5-9沉积物有机质演化程度较高,D5-2和D2-4站位的有机质演化程度低,其他站位介于中间状态。饱和烃中姥鲛烷、植烷及其比值(Pr/Ph)等组合显示研究区西部以氧化-弱还原的沉积环境为主,其可能是受高温低盐别林斯高晋海水流和附近火山喷发的影响所致;研究区东部以还原—强还原沉积环境为主,可能是受低温高盐的威德尔底层水(WSBW)和威德尔海深层水(WSDW)影响所致。