高分辨率测深侧扫声纳系统测深精度评估方法

高分辨率测深侧扫声纳系统(HRBSSS)是一种用于获取海底微地形地貌的声学探测设备。在简要介绍其工作原理、主要误差源、数据处理与偏差校准方法的基础上,针对声纳自身与整个系统两方面确定了各自的测深精度评估方法。最后以DTA-6000声学深拖系统上的HRBSSS为例,对其外场实验测深数据精度进行了评估。结果表明,HRBSSS声纳的测深精度在250m×2覆盖范围内符合IHO S-44特级标准,受传感器误差和界面影响,浅水条件下系统测深精度在水平距离113m内符合IHO S-44特级标准。     

威海市宝泉汤温泉成因及其对断裂和地震活动性的影响

威海市是胶东地区温泉资源比较丰富的地区,而研究温泉与断裂及地震活动性的关系具有非常重要的意义。宝泉汤温泉位于市区的东部,是一种富含各种微量元素、矿化度较高的地热水,水化学分析表明,温泉水属于Cl-Na·Ca型;温泉受NW向神道口断裂和近EW向城南河断裂的控制,大气降水和海水顺着断层或断裂破碎带下渗和深循环形成温泉,地热水循环深度能达到2 022.14 m;温泉水循环对断裂及围岩有弱化作用,和温泉的热能释放作用一起降低了断裂和本区地震活动性。     

动力输出系统(PTO)对集成波能转换装置式防波堤消波性能及波能捕获率影响研究

针对波浪能转换装置(WEC)研究重点主要集中在能量捕获效率方面,而忽略其附带的消波功能的问题。基于Open FOAM程序,建立垂荡浮子式波浪能发电装置与桩式约束的浮式防波堤的集成系统(OBC-FB)。主要研究WEC中的重要组件动力输出系统(PTO)对集成系统波能捕获效率及消波性能的影响。分析流体黏性影响下线性PTO系统的最优PTO阻尼特性。开发非线性电磁阻尼模型与线性PTO系统性能进行比较。结果显示,考虑黏性影响下线性的最优PTO阻尼系数略大于无黏的理论值;适当增大PTO阻尼系数可以获得更大的波能捕获宽度比(CWR),从而可以保证装置单位特征尺寸的波能转换效率更高,同时可以在更宽波况范围保证消波性能;相较于线性PTO阻尼系统,非线性电磁PTO阻尼系统可以更好地兼顾波能捕获效率和消波性能。因此,在OBC-FB集成系统的优化设计中,PTO阻尼系统是一个重要的优化参数。     

烟尘气溶胶对星地量子通信性能的影响

根据烟尘气溶胶的尺寸分布参数和消光系数,分析了烟尘气溶胶粒子数浓度与传输距离对链路衰减的影响。结合幅值阻尼信道对信道容量、信道保真度及信道误码率进行数值仿真。仿真结果表明,当传输距离为3 km,烟尘气溶胶粒子数浓度由2.1×10⁶ m^-3增加到3.2×10⁶ m^-3时,链路衰减由0.30 dB增加到0.46 dB,误码率由0.008 7增加到0.012 2。由此可见,烟尘气溶胶对星地量子通信的各项性能均有影响,且影响程度不一。仿真结果可为烟尘气溶胶影响下的量子信号传输提供参考。     

黄渤海无缝深度基准面绘制与分析

针对海洋测绘中的深度基准面,探讨了格网化和无缝连续深度基准面的确定方法,使用自编潮汐获取工具计算出以10km为间隔的黄渤海海区的深度基准面数据,并应用成图软件绘制出比例尺为1∶100万的黄渤海深度基准面图,对黄渤海的深度基准面分布特点做了一定的分析。采用类似方法可以绘制中国海区乃至全球海洋的无缝深度基准面。     

东中国海业务化海流雷达观测及数据服务平台

由武汉大学研发的海洋状态监测及分析雷达（OSMAR）,被布置于东中国海沿岸的6个雷达站点,用于观测海表面速度（海流,波浪,风）。本研究以雷达观测的流场为例,阐述了一个业务化海表面流雷达观测及数据服务平台,给出了一个从数据获取、传输、处理、可视化以及服务的业务化流程。详细描述了业务化平台中包含三个系统（雷达观测系统、数据服务系统、可视化服务系统）,以及各系统间的数据流。各站点获取的流速将在雷达观测系统中数据接收和预处理中心进行集成,然后传输到数据服务系统进行质量控制。用户可以在数据服务系统的主界面上对数据进行浏览,也能够获取这些数据。可视化服务系统能够在球体平台上对数据产品进行直观展示。通过业务化平台可以对东中国海的海流进行实时监测,也能够对海流的日变化以及季节性变化进行研究。     

功率谱密度函数的构建及在重力场元计算中的应用

应用输入输出法逼近局部重力场的关键在于构建有效反映局部重力场特征的功率谱密度函数模型、利用"间接法",基于Moritz协方差模型、Tscherning/Rapp协方差模型和Moritz两分量模型分别构建对应的功率谱密度函数模型,并采用非线性最小二乘法在EGM2008模型的基础上拟合了模型系数。拟合结果表明:在2倍相关长度的相关距离内,Moritz两分量模型求得的理论协方差值与经验协方差值的符合度最好。设计了以EGM2008模型重力异常为基础数据,计算大地水准面高的仿真实验。结果表明:三种模型中,Moritz两分量模型的计算结果精度最高,同传统Stokes方法的计算结果精度相当,与拟合的理论协方差曲线图所反映的结果一致。     

2015/2016年超强厄尔尼诺期间热带西太平洋海洋环流变化特征

本文利用HYCOM(HybridCoordinateOceanModel)再分析数据对北赤道流(NEC)、棉兰老流(MC)以及黑潮(KC)所构成的NMK环流系统在2015/2016年超强厄尔尼诺事件期间的变化特征及其影响机制进行了研究,并与其他厄尔尼诺期间的变化特征进行了对比。结果表明,在2015/2016年超强厄尔尼诺事件期间, NEC和MC输运均显著增强,最大值分别达到66 Sv (1 Sv=106 m3/s)和49.4 Sv,北赤道流分叉纬度最北可达16°N, KC输运没有明显增强。NMK环流系统的年际变化主要与此次厄尔尼诺事件期间热带西北太平洋15°N以南、160°E以西海域出现的气旋式环流异常有关。该环流异常出现自厄尔尼诺事件的前期阶段,并于爆发阶段达到顶峰,主要是由15°N以南区域出现的强西风异常所引起的。进一步分析表明,此次厄尔尼诺事件期间NEC、MC输运和NBL的平均值均大于1992—2014年间所有厄尔尼诺事件的平均状况,但与1997/1998年超强厄尔尼诺事件期间的平均值相近。     

海底有缆在线观测系统研究与应用综述

获取高质量海洋观测数据是维护国家安全和权益、保障人类生存与可持续发展、应对全球气候变化、开发利用海洋资源、防灾减灾等的重要基础。随着海底观测技术的发展,海底有缆观测已成为地球观测的第三个平台。通过借鉴国内外海底观测网的成熟技术,设计研发单节点海底有缆在线观测系统,主要包含海底观测、电力信息传输和陆上人机交互信息管理等三个子系统,具有高度可扩展性,可根据监测需求集成安装常用的各类海洋观测仪器和水下高清摄像头,从而实现海洋环境和水下生物资源的原位、长期、连续、稳定的在线观测。研发的海底有缆在线观测系统构造简单、扩展性强、经济成本低,已广泛应用于山东省海洋牧场观测网的海洋生态环境和渔业资源、辽东湾的冬季海冰、海洋牧场与海上风电的融合效应、河流入海口水质、海上溢油等不同领域的业务化监测中,为我国海洋生态环境保护与修复、海洋资源开发利用、海洋防灾减灾等提供了高质量的科学数据支撑。海底有缆在线观测系统是业务化海洋在线观测技术领域里的创新研究,具有重要科学意义和广泛应用前景。     

山东省海洋牧场观测网的建设与发展

在全球气候变化的背景下,现代化海洋牧场是我国应对近海生态环境恶化和渔业资源衰退、实现海洋生态文明和海洋强国战略的重要手段。而海洋牧场观测网是科学指导现代化海洋牧场建设,并进行科学管理的重要基础。为了保障现代化海洋牧场的可持续健康发展,山东省于2015年底开始在各海洋牧场建设生态环境海底观测站,并组网建成世界先进的海洋牧场观测网,目前已覆盖23处海洋牧场。设立观测网预警中心,负责海洋牧场观测网的日常运行和维护,同时开展水域多学科耦合过程的基础研究和业务化辅助决策的应用服务。海洋牧场观测网的建立和业务化运行初步实现了海洋牧场生态环境和渔业资源的"可测"、"可视"、"可控"和"可预警"。目前,我国现代化海洋牧场观测网的科学发展仍面临诸多挑战,建议进一步增强观测设备的自主研发能力和长期在线监测的稳定性,跨介质立体组网、实现海洋牧场的全方位立体监测,深化多学科耦合过程的基础研究并提供多元业务化辅助决策应用服务,为现代化海洋牧场的高质量发展保驾护航。