波流耦合作用下渤海及北黄海风暴潮增水及海浪过程的数值模拟

本文基于三维波流耦合FVCOM-SWAVE数值模式,采用Jelesnianski参数化风场与再分析数据集ECMWF风场数据叠加而成的合成风场作为外力驱动力,模拟了1818号"温比亚"台风引起北黄海及渤海海域风暴潮增减水及波浪的生长与消减过程,进而分析该海域在"温比亚"台风作用下波浪对流速垂向分布的影响。研究结果表明:合成风场得到的风速最大值及出现时刻与实测数据符合较好,合成风场较为合理,能够为模拟波流耦合机制下海域水动力变化提供准确的风场条件;几个测站的风暴潮增水模拟结果与实测数据较为吻合,FVCOM-SWAVE耦合系统合理地再现了"温比亚"台风在黄渤海引发的风暴潮增水以及台风浪过程。此外,计算结果显示"温比亚"期间黄渤海海域最大有效波高分布于台风中心外围,且位于台风前进方向上,波浪最大有效波高值与台风强度有关;在台风过境期间,波流相互作用对近岸海域流速的垂向分布具有一定影响,考虑波流相互作用可有效提高台风风暴潮数值模拟精度。研究结果对台风灾害预报、防灾减灾及港口建筑选址具有一定的参考意义。     

基于漂流浮标的南大洋卫星高度计有效波高研究

随着技术的进步和数据处理方法的完善,经过修正的卫星高度计数据已获得普遍认可.但在南大洋缺少波浪现场数据,卫星高度计在极端恶劣气候条件下获得数据的准确度仍受到一定程度的质疑.中国于2020年第36次南极考察中,在南大洋布放了一套感应耦合漂流浮标,可提供可靠的南大洋现场波浪数据.本文利用该漂流浮标2020年1月27日至9月...     

西北太平洋热带气旋非对称大风风圈半径预测

利用中央气象台2014-2018年发布的西北太平洋热带气旋分析资料,建立神经网络模型对热带气旋7级、10级和12级非对称大风风圈半径(R7、R10和R12)进行预测研究,为热带气旋的尺度和风场预测提供基础.选取1510、1521、1718、1807、1808和1822号台风对模型进行后报检验,结果显示:模型能较好地计算...     

浮式海水淡化装置系留系统水动力分析

文章参考某海水淡化装置的具体参数、工作环境及其系留系统的布缆方式,利用大型海洋水动力分析软件OrcaFlex建立该海洋浮式海水淡化装置系留系统的水动力分析模型,研究该模型的运行过程,结合系留系统以及风、浪和流的联合作用,分析系缆的系泊张力变化情况和水动力,并对该系留系统的设计和施工提出指导性建议和细节性要求。     

超细SiO2改性壳聚糖膜的制备、表征及蛋白质分离性能研究

本研究通过先共混沉淀后溶解去除超细SiO₂颗粒(5～10μm)制备改性壳聚糖膜,采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察显示,改性后的壳聚糖膜由微尺度多孔结构和光滑表面结构的非对称结构组成,并且改性前后壳聚糖膜的机械性能没有明显改变。死端过滤实验测试膜通量的结果显示,由于微观凹凸膜结构可增大膜的有效扩散面积,因此改性后壳聚糖膜的水渗透性比未改性壳聚糖膜提高了1.5倍。采用自由扩散法测试溶菌酶(14 kDa)、胰蛋白酶(20 kDa)、胃蛋白酶(34 kDa)、鸡卵清蛋白(43 kDa)和牛血清白蛋白(65 kDa)在壳聚糖膜内的有效扩散系数(effective diffusion coefficients,D_eff),实验结果表明,虽然蛋白质分子量的变化仅为4.6倍,但是改性壳聚糖膜中蛋白质的D_eff变化达330倍,说明壳聚糖膜具有一定的蛋白质选择过滤性能。另一方面,鸡卵清蛋白和牛血清白蛋白的D_eff出现了较为明显的变化,由此推测改性壳聚糖膜传质通...     

一种基于Envisat ASAR波模式数据的有效波高反演算法

The main objective of this paper is to propose a newly developed ocean Significant Wave Height(SWH) retrieval method from Envisat Advanced Synthetic Aperture Radar(ASAR) imagery. A series of wave mode imagery from January, April and May of 2011 are collocated with ERA-Interim reanalysis SWH data. Based on the matched datasets, a simplified empirical relationship between 22 types of SAR imagery parameters and SWH products is developed with the Genetic Algorithms Partial Least-Squares(GA-PLS) model. Two major features of the backscattering coefficient σ_0 and the frequency parameter S_(10) are chosen as the optimal training feature subset of SWH retrieval by using cross validation. In addition, we also present a comparison of the retrieval results of the simplified empirical relationship with the collocated ERA-Interim data. The results show that the assessment index of the correlation coefficient, the bias, the root-mean-square error of cross validation(RMSECV) and the scattering index(SI) are 0.78, 0.07 m, 0.76 m and 0.5, respectively. In addition, the comparison of the retrieved SWH data between our simplifying model and the Jason-2 radar altimeter data is proposed in our study.Moreover, we also make a comparison of the retrieval of SWH data between our developed model and the wellknown CWAVE_ENV model. The results show that satisfying retrieval results are acquired in the low-moderate sea state, but major bias appears in the high sea state, especially for SWH5 m.     

基于SVM回归模型的SAR图像有效波高估测

A new method for estimating significant wave height(SWH) from advanced synthetic aperture radar(ASAR) wave mode data based on a support vector machine(SVM) regression model is presented. The model is established based on a nonlinear relationship between σ0, the variance of the normalized SAR image, SAR image spectrum spectral decomposition parameters and ocean wave SWH. The feature parameters of the SAR images are the input parameters of the SVM regression model, and the SWH provided by the European Centre for Medium-range Weather Forecasts(ECMWF) is the output parameter. On the basis of ASAR matching data set, a particle swarm optimization(PSO) algorithm is used to optimize the input kernel parameters of the SVM regression model and to establish the SVM model. The SWH estimation results yielded by this model are compared with the ECMWF reanalysis data and the buoy data. The RMSE values of the SWH are 0.34 and 0.48 m, and the correlation coefficient is 0.94 and 0.81, respectively. The results show that the SVM regression model is an effective method for estimating the SWH from the SAR data. The advantage of this model is that SAR data may serve as an independent data source for retrieving the SWH, which can avoid the complicated solution process associated with wave spectra.     

建立海岛保护名录制度的必要性研究

《中华人民共和国海岛保护法》明确了我国海岛保护的主要内容。从海岛保护规制视角,我国已建立规划、调查评估、生态系统保护和海岛分类保护等制度。在我国大力推进海洋生态文明建设的背景下,文章提出包括海岛生态保护在内的海岛保护管理工作存在诸多方面的挑战,无法有效与我国生态文明相关制度相衔接。我国海岛数量众多、情况各异,有必要实施海岛名录化管理,建立海岛保护名录制度,通过分析其在推动海洋生态文明制度建设等方面的重要意义,主张其为完善我国海岛保护制度的重要可行路径。     

多波束声纳计量测试系统设计

为满足多波束声纳量值溯源与传递需求,设计多波束声纳关键参数的计量测试系统。基于大比尺原型深水港池和多维运行控制机构,通过水下横向测距代替垂向测深的方式对多波束声纳进行了测深准确度与有效条带宽度的计量测试。阐述了测试系统的主要组成和测试方法,给出了本测试系统测深结果的扩展不确定度。参考标准值与示值(或标称值)比对结果表明,被检多波束声纳测深示值误差小于0.2%,条带宽度误差小于7%。为规范水下声纳设备技术指标校准,指导多波束声纳计量标准建设提供参考。     

频率衰减梯度属性在南海北部神狐海域天然气水合物检测中的应用

为了准确识别和预测天然气水合物的矿体特征,利用频率吸收衰减属性开展水合物矿体定量分析是十分必要的。在实际地震资料中,天然气水合物段对应的高频段能量衰减受随机噪音的影响较大,容易导致计算结果出现误差。改进的频率衰减属性提取方法能够减小随机干扰对地震频谱斜率拟合的影响,得到有效信号的频率吸收衰减属性。将该方法应用到南海北部神狐海域的天然气水合物检测中,计算的结果能够准确刻画天然气水合物矿体的边界,满足定量预测的需要,证实该方法能够对天然气水合物定量预测提供更多信息。