中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”,发展了第三代海浪数值模式;提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了“棉兰老潜流”,揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了“南海内波潜标观测网”,实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流“边缘不稳定”的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。     

北部湾灯光罩网渔场时空分布与海洋环境关系分析 *

文章根据大型灯光罩网渔船调查数据和卫星遥感海面风场(Sea Surface Wind, SSW)、海表温度(Sea Surface Temperature, SST)和叶绿素a浓度(Chlorophyll a concentration, Chl a)资料, 基于广义线性模型(Generalized Linear Model, GLM)对北部湾渔业资源单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort, CPUE)进行标准化, 应用多元线性回归等方法, 对北部湾灯光罩网渔场的时空分布及其与海洋环境的关系进行了分析。结果表明, 北部湾灯光罩网渔场适宜SST为27~29℃, Chl a为0.5~1.5mg·m ^-3。较高资源量出现在10月份中上旬, 分布在18°—19°N及20°—21°N海域。北部湾灯光罩网渔场的时空分布与季风、19°N附近的暖水池和Chl a等环境因素有关。     

Effects of stocking density on the growth and immunity of Atlantic salmon salmo salar reared in recirculating aquaculture system(RAS)

Atlantic salmon reared in recirculating aquaculture system(RAS) may lead to inappropriately high stocking density, because ?sh live in a limited space. Finding the suitable stocking density of Atlantic salmon reared in RAS is very important for RAS industry. In this paper, the in?uence of stocking density on growth and some stress related physiological factors were investigated to evaluate the ef fects of stocking density. The ?sh were reared for 220 days at ?ve densities(A: 24 kg/m^3; B: 21 kg/m^3; C: 15 kg/m^3; D: 9 kg/m^3 and E: 6 kg/m^3). The results show that 30 kg/m^3 might be the maximum density which RAS can af ford in China. The stocking densities under 30 kg/m^3 have no ef fect on mortality of Atlantic salmon reared in RAS. However, the speci?c growth rate(SGR), ?nal weight and weight gain in the high density group were signi?cantly lower than the lower density groups and middle density groups. Moreover, feed conversion rate(FCR) had a negative correlation with density. Plasma hormone T_3 and GH showed signi?cant decrease with the increase of the stocking density of the experiment. Furthermore, thyroid hormone(T 3), GH(growth hormone) activities were decreased with stocking density increase. However, plasma cortisol, GOT(glutamic oxalacetic transaminase) and GPT(glutamic pyruvic transaminase) activities were increase with stocking density increase. And the stocking density has no ef fects on plasma lysozyme of Atlantic salmon reared in RAS. These investigations would also help devise effcient ways to rear adult Atlantic salmon in China and may, in a way, help spread salmon mariculture in China.     

基于MapInfo的海量卫星影像管理与分析

实现海量卫星影像资料快速有效的管理,对开展大区域大数据量的生产任务具有重要意义。本文以天绘卫星影像数据为例,介绍通过自编程序读取关键信息,利用MapInfo软件实现海量影像数据快速有效的管理分析,解决现实生产中的难题。     

甘肃酒泉荒漠戈壁灌木群落优势物种生态位特征

了解物种利用资源和占据生态空间的能力,对维持完善和科学保育荒漠戈壁植物群落的多样性具有重要意义。在综合反映各生态因子作用的群落类型和海拔梯度组合而成的两条资源轴上,测度分析了甘肃酒泉荒漠戈壁灌木群落主要优势种的生态位特征。结果表明：(1)在群落类型和海拔梯度两条资源轴上,红砂（Reaumuria songarica）、泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）和合头草（Sympegma regelii）的重要值和生态位宽度均较大,说明这些物种适应能力强,能够较好地利用环境资源,分布范围大,作为荒漠戈壁灌木群落中的广域种具有重要的生态地位和作用。(2)荒漠戈壁优势物种间的生态位重叠值多数较小,在群落类型和海拔梯度资源轴上生态位重叠值小于0.5的分别占总种对的62.63%和77.89%。生态位宽度大的物种之间一般生态位重叠值较高,物种利用资源能力强且存在竞争关系;然而,生态位宽度较小的物种与其他物种之间的生态位重叠程度较低,不同物种在环境资源的需求上产生互补,可以和谐共存;生态位宽度小的物种之间生态位重叠值仍较高,物种分布呈斑块现象;因此,生态位重叠与生态位宽度之间无显著相关性。(3)荒漠戈壁优势物种间总体表现为不显著的正关联,表明该植被群落结构及其物种之间处于稳定共存的状态。     

卫星导航欺骗干扰技术研究进展

在卫星导航应用越来越重视对抗与防护的背景下,梳理了卫星导航欺骗干扰技术的发展现状。讨论了欺骗干扰的原理和分类,介绍了欺骗干扰对接收机的影响、转发式欺骗干扰定位模型、新型渐变自同步欺骗干扰三个方向的研究进展,最后展望了卫星导航欺骗干扰技术下一步的发展方向。     

威海市“海联大厦”强夯法处理高填土,松软土地基工程实录

强夯法处理地基在我国应用发展已有十几年的历史，本文介绍的威海市“海联大厦”地基处理工程，以较大的吨位及能级进行高填土、松软土地基处理取得成功，成为威海市首例以较大吨位及能级强夯处理地基工程，文中着重介绍了方案选择、强夯设计、强夯施工及效果检测情况，综合地进行了技术、经济效果评价。     

基于BP神经网络的GPS导航算法

GPS导航解算中常用最小二乘算法。随着高动态用户需求精度的不断提高，且由于线性化忽略高次项，初始值精度低以及差分后剩余或放大误差的存在。导航解精度很难满足高动态用户的需求。为此，本文基于BP神经网络的非线性逼近性能。给出了基于BP神经网络的GPS导航算法。实测数据计算结果表明该算法能够真实地反映载体运动轨迹，其导航解的精度和可靠性有明显的提高。     

孔隙尺度多孔介质流体流动与溶质运移高性能模拟

深入探究孔隙尺度下的流体流动特性和溶质运移规律对石油开采、农田养分管理、地下水污染修复有着重要意义。以人工构建的多孔介质结构和同步辐射X射线显微CT扫描的土壤团聚体(分辨率3.7μm)为研究对象,在空间节点数多达64 000 000的情况下,基于格子Boltzmann模型和GPU并行技术计算得到多孔介质流体运动和溶质运移过程的关键参数,并据此探究多孔介质空间异质性对水力学特性的影响。通过对3组不同结构的多孔介质比较发现,结构复杂程度最高的土壤样品和不规则堆叠的圆球结构的渗透率在100 mD(即10^-13m^2)量级,远低于规则堆叠的圆球结构(>20 000 mD);土壤的迂曲度为1.40~1.60,明显高于规则堆叠的圆球结构。研究结果表明,渗透率大的样品具有较小的迂曲度,这与结构的空间异质性有较强的关系;土壤的渗透率和迂曲度呈现各向异性;在水力梯度一定的前提下,渗透率较大的样品,纵向弥散系数也较大;同时,结构的异质性也会影响溶质的穿透曲线。本研究提出的模拟方法可在土壤结构中进行高效的水流运动和溶质运移模拟,可用于土壤多孔介质在孔隙尺度下的水力学特性研究。     

长春双阳地震台数字水管仪倾斜潮汐观测质量评定

对双阳地震台DSQ型水管倾斜仪2001～2006年倾斜潮汐观测资料作了质量评定,检定结果显示:观测资料连续,仪器观测状况稳定,年零漂、年变幅小,噪声水平低.