基于CFD方法的十字形降落伞–航行体系统数值分析

为研究航行体对十字形降落伞流场和阻力性能的影响,基于Realizablek–ε模型采用PISO算法开展了十字形降落伞–航行体系统的非定常绕流数值计算,得到了详细的流场计算结果。研究了不同拖曳比下十字形降落伞–航行体系统的流场分布规律与降落伞衣及航行体的气动特性变化,结果表明：当拖曳比λ≤2时,航行体和降落伞衣形成闭式流动,降落伞衣阻力损失严重;当拖曳比λ>2时,航行体尾流区的压力恢复,降落伞衣底部形成稳定的正压区,流动形式由闭式转化为开式,拖曳比λ最大时的压差Δp相较拖曳比最小时的压差增加12%,降落伞衣阻力恢复,阻力波动减小;当拖曳比λ=4时,降落伞与航行体的阻力分别增加1.8%、25%。结果显示十字形降落伞–航行体系统的流场和压力分布更为对称,且气动特性处于最佳状态。     

埕岛油田海底管道悬空特征及其影响因素

海底管道是海上油气生产的重要设施,而管道悬空是影响其安全运作的主要因素之一。根据海底管道复勘资料,利用ArcGIS对埕岛油田海底管道的在位状态以及分布情况进行分析,重点统计分析了管道悬空特征和悬空规律,并分析了海底管道悬空的原因以及影响因素。结果表明,悬空管道占总调查管道总长度的4.03%,主要分布在水深为5～15 m范围内的三角洲前缘斜坡上。近90%悬空管段的长度<60 m,其中以10～20 m最为常见。超过90%悬空管段的悬空高度<1 m,其中以0.2～0.4 m最为常见。研究区海底管道悬空的主要原因为海床冲刷,其影响因素主要包括沉积物特征、地形地貌以及海洋动力条件。     

西北太平洋低纬度区域海水中溶解氨基酸的分布及组成研究

本文对2018年秋季西北太平洋低纬度区域上层海洋(5~200 m)中溶解氨基酸(THAA)的分布和组成进行了研究。结果表明,该海域表层海水中THAA的浓度范围为0.40~0.97μmol/L,平均浓度为0.58±0.14μmol/L;5~200m垂直断面上THAA的平均浓度为0.59±0.16μmol/L,范围为0.30~1.05μmol/L。调查海域内THAA浓度明显低于中国近海,在5~200m内的垂直分布基本表现出随深度增加而增加的趋势。将表层和垂直水体中的THAA分别与DOC、Chla等环境因子进行相关性分析,结果显示均无显著相关性。西北太平洋低纬度区域海水中的优势氨基酸是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、苏氨酸(Thr)和丙氨酸(Ala)。基于氨基酸的碳归一化产率(THAA-C%)、降解因子(DI)值,表明该海域表层海水中的有机质降解程度较高,且随深度的增加而降低。     

青岛地区海雾分布及大气边界层条件分析

青岛地区海雾多发,观测表明海雾对沿海地区影响范围不尽相同,特别是海雾影响内陆的机理尚缺乏研究。本文利用观测资料及数值模式统计了青岛地区4月-7月海雾分布特征,并对不同影响范围海雾典型个例进行对比分析,结果表明:海雾发生日数自沿海向内陆递减。胶州湾沿岸雾日数比黄海沿岸明显减少,胶州湾东北部的雾日数要少于胶州湾西北部。海雾多发生于高空形势稳定,低层偏南流场的天气条件下。大气边界层内逆温层的的范围大致影响着海雾的分布。只影响沿海的海雾,地面为偏南风,风速在3~8 m/s之间,内陆风力减弱不明显。500 m以下大气边界层内风速切变大。湍流作用使海雾向内陆推进过程中倾斜抬升为低云,地面雾区减弱。能够影响内陆地区的海雾,多出现在地面风力较弱的情况之下,大部分在1~3 m/s之间。500 m以下大气边界层内风速切变小,大气边界层内湍流强度不强,使沿海到内陆的逆温层能够始终维持,沿海海雾在弱南风影响下延伸影响内陆地区。     

南海中央海盆之东部次海盆后扩张期地层特征与影响因素

海底扩张形成的边缘海盆构造演化可划分为前扩张期、同扩张期与后扩张期等阶段。南海中央海盆巨厚的沉积地层大部分是扩张结束之后形成的,尤以东部次海盆地层厚度为最大。因受到不同因素的影响,在该次海盆不同的区域后扩张期发育的地层特征差别较大。这些现象反映海底扩张结束之后所发育的厚层地层中蕴含了大量南海构造演化的信息,因此深入分析该次海盆后扩张期的地层特征与影响因素是南海构造演化研究中不容忽略的环节。利用若干大洋钻孔年代地层资料,在过井剖面上进行合成地震记录标定、划分层序地层并确定其年代属性,并以此为依据分析讨论了本区的地层特征和相关的影响因素。结果表明,东部次海盆北部持续均衡的基底沉降和充足的陆缘物质形成厚度稳定的地层沉积;东部以微板块向马尼拉海沟俯冲为主要影响因素,使不同年代的地层各具特征;中部和西部岩浆活动是主要的影响因素,形成以火山碎屑物质为主的地层沉积;南部因当时的陆坡沉积环境和浊流活动的影响形成具有沉积物波特征的地层沉积。     

阿拉斯加湾逆温现象的时空变化特征

基于阿拉斯加湾(Gulf of Alaska, GOA)2002—2020年的Argo浮标数据,本研究分析了该海湾逆温现象的时空变化特征,并探讨其年际变化与水体垂向位温异常的联系。结果显示,阿拉斯加湾逆温现象存在明显的时空变化。空间上,逆温幅度(ΔT)在湾北部最大,湾东南部次之,湾西南部最弱。逆温厚度(ΔD)在湾西南部最厚,湾北部和东南部依次变薄。在季节尺度上,湾北部逆温现象的季节变化最明显,冬季ΔT最大和ΔD最厚,随季节性的加热和混合作用,ΔT持续减弱,ΔD不断变薄。在湾东南部,ΔT分别在3月和9月具有0.46、0.40℃的峰值;ΔD在整个海湾中最薄,冬季最大为44 m,而秋季最小仅为23 m。在湾西南部,ΔT介于0.24～0.33℃之间,分别于4月和10月具有0.31、0.33℃的峰值;ΔD冬季最大超过100 m,秋季最薄约为57 m。年际变化上,ΔT在2002、2007—2009、2012、2017年表现为正异常,但在2003—2005、2010、2013—2016、2018—2020年表现为负异常;ΔD在2002、2007—2008、2012、2017—2020年主要偏厚,在2...     

基于WW3的南海北部有效波高时空变化及其极值重现期估算方法分析

本文基于第3代海浪模式WAVEWATCH III （WW3）模拟的1996–2015年海浪后报数据,分析了南海北部有效波高及其极值的时空变化特征,并采用Pearson-III和Gumbel两种极值分布方法对该区极值波高重现期进行了估算。结果表明,南海北部有效波高的季节变化和空间分布与季风风场基本一致,呈现秋冬高春夏低,并自吕宋海峡西侧向西南降低的特征,与ERA5再分析数据结果高度相似。有效波高极值（简称极值波高）的时空分布特征受时间分辨率强烈影响,采用极值数据的分辨率越高（如逐小时）,所展现的台风型波浪特征越显著。扣除季节变化信号后的有效波高和年极值波高均体现出较强的线性增高趋势,近20年升高的比例分别为7.7%和31.6%,值得警惕和关注。该区多年一遇极值波高存在若干个大值区,且与台风的路径、强度有直接联系,表明台风是引发该区域极端大浪的最主要机制。对比Pearson-III和Gumbel极值分布估算结果发现：若极值波高较低,频率随极值波高升高缓慢降低,此时两种极值分布的估算都比较准确,差异极小,可忽略不计;但当研究时间范围内,某年极值波高远超其他年份时,Pearson-III极值分布估算结果明显高于Gumbel极值分布估算结果,且更接近实际极值波高,即Pearson-III极值分布在此情况下表现更好。本研究表明对于特定海区,在出现超强台风引发极值波高远超出其他年份时,不同计算方法对极值波高的估算差异较大,会显著影响重现期的评估。此外,南海北部年极值波高的强烈增高趋势,也可能给计算未来极值波高重现期和海上工程防护带来不可忽视的影响。     

浙江近岸海域溶解氧的时空分布特征

溶解氧是海洋生态系统中重要的生源要素,其含量及分布变化直接或间接影响海洋生命活动。文章以2014—2018年浙江近岸海域海水监测数据为基础,系统分析溶解氧及其饱和度的时空变化特征,并对该海域内低氧现象作了初步探讨。结果表明,浙江近岸海域溶解氧及其饱和度时空变化特征明显。空间跨度分析显示,溶解氧及其饱和度平面分布为不同季节呈现不同的分布特征,垂直分布为表层高于底层,表底层差异在春夏季较大、秋冬季较小,主要与表层光合作用和季节性温盐跃层有关。时间跨度分析显示,表层溶解氧含量最高出现在冬季,最低出现在夏季,主要是受水温和表层光合作用的影响;夏季表层溶解氧含量最高出现在2018年,最低出现在2015年,这可能主要是受海表温度的影响。此外,研究发现近岸海域外侧少量区域出现低氧现象,其潜在风险正在进一步跟踪监测中。     

2016-2020年黄河三角洲尾闾河道悬浮泥沙时空分布

三角洲河道悬浮泥沙的时空分布与河口流路稳定性及水下三角洲发育密切相关。基于Sentinel-2高分辨率卫星影像反演悬沙浓度,结合河道形态和水动力数值模拟,分析了近年来黄河尾闾河道悬沙的时空分布特征和影响因素。结果表明：2016-2020年,黄河尾闾河道平均悬沙浓度具有显著的洪枯季差异和不同的沿程分布;洪季悬沙浓度受上游来沙和底沙起动共同控制,王家庄和清加2断面是底沙起动再悬浮的主要断面;径流流速的增大对不同河段悬沙浓度的影响不尽相同,河口段悬沙浓度更易受径流流速的影响;以王家庄断面为界,上下游悬沙浓度分别呈现“深泓低两岸高”和“深泓高两岸低”两种截然不同的分布模式;尾闾河道悬沙浓度对调水调沙响应敏感,2018年调水调沙期间悬沙浓度达到10.75 g/L,但随着河床底沙粗化,尾闾河道悬沙浓度对调水调沙的响应敏感性下降。