海洋表层气泡运动规律的研究

建立了海洋表层气泡运动和半径变化的数学模型,通过计算发现一定深度的气泡存在一个临界半径;在一定初始深度气泡的半径小于临界半径时不能到达水面,随着时间的增长,气泡半径逐渐变小,直至最终溶解;气泡的半径大于临界半径时,气泡随着时间的增长,半径逐渐增大,直至达到水面破碎;气泡的初始深度不同,其临界半径也不同;半径在临界点附近的气泡的存活时间最长.对海洋表层气泡运动规律的研究对了解海洋表层气泡的分布规律有重要意义.     

基于X波段雷达的表层流估计算法初步研究

对X渡段雷达记录的连续雷达图像进行分析,能够获取海浪和表层流信息.不存在海洋表层流情况下,雷达图像的谱能量分布在静水频散关系确定的平面上,而雷达相时海浪场的运动(比如表层流)使雷达图像的谱能量分布产生多普勒频移,对此频移进行最小二秉拟合.可以确定表层流的大小和方向.     

海洋环境无线传感器网络监测体系与应用技术研究

针对目前海洋环境监测中急需解决的主要技术问题.对海洋环境无线传感器网络监测的体系结构进行了研究,通过对Crossbow无线传感器网络的拓扑结构和软件架构进行分析与试验.提出其技术优势和有待解决的应 用问题.     

利用海底地震仪数据分析台风对海底环境噪音的影响

在海底布设的海底地震仪（OBS）能比较清晰地记录到海底的环境噪音,而台风可以直接或间接的产生在海底传播的弹性波,从而影响海底的环境噪音,并在较大程度上影响OBS的数据记录。本文通过分析台风对工作区的整个影响过程中OBS记录数据的振幅变化,再选择合适的滤波方式,首次发现台风产生的风浪及涌浪在短周期海底地震仪的记录数据上有良好的表现特征,指出了台风对海底环境噪音的另一种可能的影响方式,并由此得出：1）台风产生的风浪和涌浪对海底环境噪音的影响模式不同;2）风浪和涌浪所加强的海底环境噪音的范围和程度不同;3）短周期OBS可以比较清晰的记录涌浪信息,其周期主要是6—8 s,且能量稳定（简称“8秒现象”）。这三点结论为后期的海洋地震研究和海洋学其他研究提供经验与借鉴。     

Distribution of the nonlinear random ocean wave period

Because of the intrinsic difficulty in determining distributions for wave periods, previous studies on wave period distribution models have not taken nonlinearity into account and have not performed well in terms of describing and statistically analyzing the probability density distribution of ocean waves. In this study, a statistical model of random waves is developed using Stokes wave theory of water wave dynamics. In addition, a new nonlinear probability distribution function for the wave period is presented with the parameters of spectral density width and nonlinear wave steepness, which is more reasonable as a physical mechanism. The magnitude of wave steepness determines the intensity of the nonlinear effect, while the spectral width only changes the energy distribution. The wave steepness is found to be an important parameter in terms of not only dynamics but also statistics. The value of wave steepness reflects the degree that the wave period distribution skews from the Cauchy distribution, and it also describes the variation in the distribution function, which resembles that of the wave surface elevation distribution and wave height distribution. We found that the distribution curves skew leftward and upward as the wave steepness increases. The wave period observations for the SZFII-1 buoy, made off the coast of Weihai (37°27.6′ N, 122°15.1′ E), China, are used to verify the new distribution. The coefficient of the correlation between the new distribution and the buoy data at different spectral widths (ν=0.3−0.5) is within the range of 0.968 6 to 0.991 7. In addition, the Longuet-Higgins (1975) and Sun (1988) distributions and the new distribution presented in this work are compared. The validations and comparisons indicate that the new nonlinear probability density distribution fits the buoy measurements better than the Longuet-Higgins and Sun distributions do. We believe that adoption of the new wave period distribution would improve traditional statistical wave theory.     

前期印度洋海温异常对中国春季降水的影响

为了进一步认识印度洋海温的异常变化与中国降水的关系,采用SVD分析、相关分析及合成差值分析讨论了前期冬季关键区海温的异常变化对中国春季降水影响的差异,探讨了产生这种影响的原因。结果表明:前期冬季关键区海温的异常增高(降低),会造成后期春季中国华北往南到华中、华东、华南东部及西北的新疆地区的降水明显增多(减少),西南的四川、贵州及华南的广西等地降水会有所减少(增多)。与关键区冷年相比,在关键区的暖年,环流形势反映出东欧槽显著减弱,北方气压显著降低,蒙古高压明显减弱,冷空气南下更为明显,而华南东部、华中、华东及华北一直被较为显著的南风气流控制,海洋的暖湿气流向中国内陆输送更为显著,使得东部及中部大部分地区水汽较为充沛,形成大面积的降水。     

Adaptation of the vertical resolution in the mixed layer for HYCOM

This paper focuses on the dynamics of the mixed layer. When the mixed layer depth increases, the vertical discretisation eventually becomes too sparse at the bottom of this layer to accurately resolve its evolution and strong numerical errors can appear. This is linked to the fact that the vertical resolution is concentrated in the upper part of the ocean and does not adapt to the deepening of the mixed layer.Knowing that the HYbrid Coordinate Ocean Model (HYCOM) is able to modify the distribution of the vertical levels, we suggest in this paper a method to adapt the resolution to the mixed layer extension. This method is tested in 1-D configurations for two academic atmospheric forcing conditions (strong convection and wind-mixing) and a realistic forcing extending over one year, with seasonal restratification following strong winter convection. The new method improves the results in all cases, and in particular when the mixed layer reaches deep layers.     

海洋水声环境调查数据处理系统的设计与实现

针对目前海洋环境调查现状,结合国内现有的技术条件和现有的处理方法、原理,详细论述了海洋水声环境调查处理系统软件主要功能的设计及关键技术,该系统软件满足海洋调查的需求,极大提高了海洋环境数据处理的自动化、数字化和信息化程度。     

基于特征的海洋锋线过程时空数据模型分析与应用

客观世界存在时空场,大部分地理实体或现象在时空域具有动态变化特性,其空间、时间和属性是过程的统一体,传统的GIS时空数据模型在描述、表达、组织与分析这类数据时面临许多挑战。然而,基于特征的数据模型和以过程为对象的时空数据组织在动态数据的描述与表达的方面具有独特的优势。本文探讨了基于特征的线过程时空数据模型组织的六元组框架体系,实现空间、时间和属性的一体化存储和地理实体的动态分析。在分析线时空过程特性的基础上,归纳总结出3大类12个类别的线过程,进一步提出了基于特征的线过程时空数据模型(Feature-based Line Process Spatio-temporal Data Model)的概念;利用文件层次分块结构对时空线过程数据进行了组织与存储。最后以海洋锋为实例,探讨了该模型在时空数据组织、时空查询、时空过程提取和时空过程可视化等方面的应用。结果表明,该模型能够很好地应用于具有时空过程特性的线数据中,也为时空数据模型的总体设计提供借鉴。     

古新世—始新世最热事件对地球表层循环的影响及其触发机制

古新世—始新世最热事件（PETM, Paleocene Eocene Thermal Maximum）是发生在古新世—始新世交界时的一次全球性的气候突变事件。它造成了大洋环流模式的突然倒转和海水盐度、大气湿度的迅速上升。海洋表层生态系统和陆地生态系统生产力迅速上升,许多属种的植物、动物、微生物生活范围向高纬区扩大;大洋底栖微生物发生集群灭绝。现代哺乳动物的主要属种（灵长类、奇蹄类及偶蹄类）产生,哺乳动物演化进程发生重大改变。地球表层碳循环系统发生不同程度的碳同位素负偏移,全球碳循环系统发生大规模搅动。对于PETM的触发机制,主流的观点认为是海底天然气水合物突然释放造成巨量甲烷迅速进入表层系统引发的碳循环系统内部反馈。而对于甲烷释放的原因,又存在着减压释放和热释放两种解释;此外还有科学家用岩浆作用和地外星体撞击来解释PETM的发生。