舰船气泡尾流分布的BPBE表征方法研究

基于气泡群平衡方程(BPBE),提出一种用于更系统表征舰船气泡尾流变化特征的数值模型。模型的创新处在于既能反映气体传质因素的影响,又考虑了尾流中实际存在的气泡聚并现象,且具有简单易行,运算效率高的特点。分析结果表明:聚并在近尾流区作用强烈,传质在远程尾流区作用明显;聚并对BND的分布变化影响不大,对气含量的发展变化则发挥着主要作用;尺寸为70~80 um的气泡BND最大,尺寸为200 um的气泡气含量最大。     

考虑海底管线初始侧向变形的低阶模态

温度应力下海底管线的整体屈曲是海底管线设计中的关键问题之一,不埋或半埋的海底管线较易发生水平向整体屈曲。海底管线会因为制造的缺陷或铺设的原因而具有初始变形,即初始侧向变形。研究了初始侧向变形对海底管线整体屈曲的影响,应用小变形理论建立了单拱侧向变形和反对称双拱侧向变形管线发生低阶模态水平向整体屈曲的理论分析方法,结合工程实例分析了初始侧向变形形态、侧向变形幅值以及地基土体强度特性对管线水平向整体屈曲的影响。结果表明,初始侧向变形的存在使管线更易发生整体屈曲;而反对称双拱侧向变形比单拱侧向变形更易引起管线整体屈曲;随初始侧向变形幅值的增加管线发生整体屈曲所需要的温差降低,且整体屈曲变形形态有所改变管土间摩擦系数的增加会提高管线发生整体屈曲的温差,从而提高管线抵抗整体屈曲变形的能力。     

基于ICESat/GLAS数据的中国典型区域SRTM与ASTER GDEM高程精度评价

航天飞机雷达地形测绘(shuttle radar topography mission, SRTM)和先进星载热发射和反射辐射成像仪全球数字高程模型(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model, ASTER GDEM)提供了全球覆盖面积最广的数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据, 但其高程精度还未得到充分验证, 传统地面测量方法很难适用于验证大面积范围的DEM精度.以冰、云和陆地高程卫星/地学激光测高系统(ICESat/GLAS)高程数据为参考, 综合利用地理信息系统(geographic information system, GIS)空间分析、三维可视化与统计分析方法, 对中国典型低海拔沿海平原地区和高海拔山地的两种DEM数据高程精度进行了对比分析.结果表明, 高程值小于20m的低海拔地区, SRTM高程精度达到2.39m, ASTER GDEM的精度达到4.83m, 均远远高于这两种数据的标称精度; 而在西南山地, 这两种DEM的精度大约为20m, 与标称精度相当.最后, 建立了ICESat/GLAS与SRTM和ASTER GDEM的一元线性回归模型, 该模型具有较高的拟合度和显著线性关系, 可用于改善这两种DEM的高程精度.      

1971-2011年辽宁寒潮时空分布特征

利用1971-2011年辽宁省58个常规观测站日最低气温资料,分析辽宁寒潮时空分布特征。结果表明：1971-2011年辽宁寒潮年平均频次空间分布存在两个大值中心,一个位于辽宁东北部地区,另一个位于辽西建平地区;11月大范围强寒潮出现最多。近41 a辽宁区域性寒潮在20世纪70年代出现最多,呈不显著的下降趋势;寒潮在10月中旬至翌年5月上旬均可出现,12月上旬至翌年2月下旬是寒潮集中出现时段,出现最多的是1月;区域性寒潮出现次数存在20、13、8a和4a的变化周期。影响辽宁区域性寒潮的主要天气形势有小槽发展型、横槽型和低槽东移型。寒潮物理量预报指标主要有：寒潮前至少有一日升温过程;500 hPa冷中心温度≤-40 ℃;地面冷高压主体中心气压为1050 hPa以上,分裂小高压中心气压为1030 hPa以上;500 hPa和850 hPa急流普遍为24 m.s-1和12 m.s-1以上;850 hPa辽宁附近等温线密集程度≥5条/10纬度;风向与等温线夹角基本大于60°。     

以用户为导向的交互式预报系统及应用研究

基于近年来涌现的有关新一代气象预报系统发展的认识,本文提出用户导向的交互式预报系统的概念模型。新系统强调在用户信息分析的基础上,发展从用户出发再回到用户不断自我改善的预报流程。系统组成的关键模块包括：用户端风险决策动态需求分析模块、物理预测模块、用户目标量的降尺度模块,用户端专业耦合模块及用户风险决策模块。文中阐述了系统中各模块间的联系、用户端信息在系统中的反馈作用以及具体的“交互式”方式。以临沂地区水文用户为例,以引发洪涝的降水事件为预报对象,利用TIGGE全球超集合预报,初步构建了一个临沂水文用户导向的可能致洪降水交互式预报系统。这个具备迭代式自我完善功能的新型预报系统包含了汛期随时变化的用户决策信息、由前期影响雨量和当前水文条件决定的可变致洪降水阈值以及一个动态的用户端预报水平和不确定性评估模块。初步结果表明,结合用户端信息的预报优于未考虑用户信息的预报结果,从而更直接地帮助用户进行防汛决策。个例研究也为发展更完整的用户导向预报系统提供了参考。     

北部湾金线鱼、深水金线鱼与日本金线鱼矢耳石形态识别的初步研究

采用2010年1～9月采自北部湾及邻近海域流刺网渔获的54尾金线鱼(Nemipterus virgatus( Houttuyn,1782))、71尾深水金线鱼(Nemi pterus bath ybius Snyder,1911)和65尾日本金线鱼(Nemi pterus ja ponicus (Bloch,1791))耳石样本,进行了椭圆傅立叶分析.耳石轮廓经图像处理后进行灰阶转换和二值化处理,消除噪点,然后解析为椭圆傅立叶标码( EFDs).采用77个EFD系数进行主成分分析和判别分析来区分3种金线鱼的耳石.结果表明,日本金线鱼幼鱼和成鱼耳石在性成熟前后存在显著的体长效应(P＜0.05),金线鱼和深水金线鱼则体长效应不显著(P＞0.05).因此在耳石椭圆傅立叶分析中,日本金线鱼采用性成熟个体样本,金线鱼和深水金线鱼采用全部样本.主成分分析中,第1、第2和第3主成分,分别解释了总变异的65.1％,15.3％和5.3％,可以将3种金线鱼耳石区分开来.EFD系数的逐步判别分析中,3种鱼的平均正判率达98.6％;交互验证结果显示,3种鱼的平均正判率达97.9％,这表明耳石椭圆傅立叶分析可以作为鱼种识别的有效工具.     

厦门近岸水域海洋附着细菌的群落结构及其动态变化

为研究海洋附着细菌的群落结构及动态变化,在厦门近岸海区进行挂板实验.将无菌玻璃板浸没于海水中,连续放置14 d.分别于放置1 h和7、14 d后取玻璃板上附着生物样品.用细菌通用引物构建16S rRNA基因克隆文库,每个克隆文库随机挑选约40个克隆子测序,序列同源性分析和系统进化分析结果表明,所有的克隆子可分为六大类群:γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和真核硅藻类叶绿体,各类群分别占42.0%、4.5%、2.2%、2.2%、1.1%和45.0%.γ-变形菌纲变形斑沙雷氏菌(Serratia proteamaculans)为优势附着细菌,占测序克隆子的31.5%.这类细菌在1 h样品中的比例超过一半,说明变形斑沙雷氏菌在生物膜形成初期发挥着重要作用.随着挂板时间延长,检测到的细菌类群有所增加:附着7 d后检测到拟杆菌门细菌,附着14 d后检测到厚壁菌门细菌.γ-变形菌纲细菌所占比例随挂板时间的延长而逐渐降低,从挂板1 h的81%降至7 d的21%,14 d的18%.另外,在各阶段的附着样品中,都检测到较多的真核克隆子序列,约占16%～64%.本研究为进一步阐明海洋附着细菌的附着动态及其在生物膜形成过程中的作用奠定了基础.     

青蛤(Cyclina sinensis)TLR2基因的克隆与表达分析

利用转录组文库分析得到青蛤(Cyclina sinensis)的Toll样受体2(Toll-like receptor 2,TLR2)基因序列,采用荧光定量PCR法分析该基因的表达过程。结果显示,青蛤TLR2基因的cDNA开放阅读框为2082bp,编码693个氨基酸,具典型的LRRs、单次跨膜区和TIR结构域。该基因在血淋巴中的表达量最高,与肝脏、鳃、外套膜、闭壳肌和性腺有显著性差异(P0.05)。在鳗弧菌和Poly I:C刺激下,青蛤血淋巴中TLR2基因3h开始升高,48h达到最大值,与对照组和空白组有极显著性差异(P0.01);藤黄微球菌刺激下,血淋巴中CsTLR2基因3h开始升高,48h亦达到最大值,实验组与对照组有显著性差异(P0.05)。     

基于卫星高度计的北极海冰厚度变化研究

A modified algorithm taking into account the first year(FY) and multiyear(MY) ice densities is used to derive a sea ice thickness from freeboard measurements acquired by satellite altimetry ICESat(2003–2008). Estimates agree with various independent in situ measurements within 0.21 m. Both the fall and winter campaigns see a dramatic extent retreat of thicker MY ice that survives at least one summer melting season. There were strong seasonal and interannual variabilities with regard to the mean thickness. Seasonal increases of 0.53 m for FY the ice and 0.29 m for the MY ice between the autumn and the winter ICESat campaigns, roughly 4–5 month separation, were found. Interannually, the significant MY ice thickness declines over the consecutive four ICESat winter campaigns(2005–2008) leads to a pronounced thickness drop of 0.8 m in MY sea ice zones. No clear trend was identified from the averaged thickness of thinner, FY ice that emerges in autumn and winter and melts in summer. Uncertainty estimates for our calculated thickness, caused by the standard deviations of multiple input parameters including freeboard, ice density, snow density, snow depth, show large errors more than 0.5 m in thicker MY ice zones and relatively small standard deviations under 0.5 m elsewhere. Moreover, a sensitivity analysis is implemented to determine the separate impact on the thickness estimate in the dependence of an individual input variable as mentioned above. The results show systematic bias of the estimated ice thickness appears to be mainly caused by the variations of freeboard as well as the ice density whereas the snow density and depth brings about relatively insignificant errors.     

基于能量法的大直径超长钢管桩溜桩问题分析

海洋桩平台采用大直径超长桩,由于桩、锤的重量很大,沉桩过程中经常发生溜桩现象。因此为了便于打桩控制,判断溜桩的范围是非常必要的。结合实际工程对溜桩的过程和发生机理进行了探讨;利用PCPT原位测量资料,基于能量法建立了判断溜桩范围的分析计算方法。针对南海油田典型的平台桩沉桩过程中的溜桩问题进行了分析计算,验证了所提出的方法的合理性,可供桩设计以及沉桩施工参考。