使用多普勒超声成像比较栉孔扇贝与虾夷扇贝循环生理特征

将先进的多普勒超声成像技术运用于栉孔扇贝(Chlamys farreri)和虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)循环生理学的研究中,首次量化了扇贝心率(HR)、血流加速度(ABF)、收缩峰值速度(PS)、舒张末期速度(ED)、血液最大瞬时血流量(Max-IBF)、血液最小瞬时流量(Min-IBF)、收缩期与舒张期流速比(S/D)和阻力指数(RI)等指标,对比了两种不同耐温性扇贝的循环生理指标差异。结果表明,两种扇贝HR、ABF、PS、ED、Max-IBF、Min-IBF与水温均呈正相关;在10—25°C间,栉孔扇贝和虾夷扇贝HR范围分别为16—39、14—31次/min,ABF范围分别为1.75—15.84、0.99—7.41cm/s2,PS范围分别为3.54—8.09、2.32—8.85cm/s,ED范围分别为1.51—3.15、1.09—4.23cm/s,Max—IBF范围分别为0.051—0.193、0.137—0.316m L/s、Min—IBF范围分别为0.025—0.072、0.022—0.131m L/s、RI范围分别为0.49—0.69、0.42—0.54,S/D范围为2.28—2.83、1.75—2.12。同一温度下栉孔扇贝的HR、ABF、PS、ED指标水平均高于虾夷扇贝,Max-IBF、Min-IBF水平均低于虾夷扇贝;两种扇贝RI和S/D指标均在一定范围内波动。研究显示,虾夷扇贝在较低的心脏和血流搏动节律下保持了高效的血液流通,从而以相对较少的能量消耗维持了其机体代谢对血液循环的需求,这也与其冷水性的生态习性相适应。     

南黄海盆地二叠系地震地层特征与识别

南黄海盆地钻遇二叠系的井仅有4口,对大面积无井区(如崂山隆起)的地层特征认识不统一。从二叠系岩性特征和海陆钻井地层对比为出发点,结合二叠系内部及其上下地层的地震波组和速度特征,认为南黄海盆地二叠系分上下2段。上段为大隆—龙潭组含煤碎屑岩地层,煤系地层较薄且分布不稳定,存在相变特征,使得该组地层在地震反射特征上的规律性变差,地震上表现为较连续、中—高频反射和低速特征;下段为栖霞组灰岩夹泥页岩地层,地震上表现为较连续、中—低频反射和高速特征。在无井区识别二叠系时,抓住二叠系地层界面极性为"2负+1正"的强反射特征。下二叠统—中、上石炭统地震波组特征相似,由4~5个同相轴组成,厚度稳定(时间约为200 ms),地震波极性表现为"上正下负"的地层界面反射特征,可作为全区追踪的标准层。     

海空重力测量及应用技术研究进展与展望(四):数值模型构建与综合应用技术

分析总结了海空重力测量数据向上和向下延拓技术的研究现状及发展方向,简要论述了海空重力测量多源数据融合处理技术的研究动态及发展前景,分析讨论了海空重力测量数据应用于地球外部重力场赋值和大地水准面精化技术的研究进展及发展思路,为海空重力测量数值建模与数据综合应用技术的未来发展提供参考。     

多角度测量石油类污染水体后向散射系数的方法研究

后向散射系数bb是水体固有光学参数之一,在水色遥感模型建立中起着重要的作用。目前主要利用美国Hobilabs公司的Hydro Scat-6(HS-6)或美国Wetlabs公司的BB-9两种后向散射测量仪器在现场进行测量。石油类污染水体中石油类物质与悬浮泥沙共同影响着水体后向散射系数bb,这两种仪器的测量值都是基于单一角度而获取的,难以实现利用其来进一步区分石油类和悬浮物的后向散射系数贡献。通过对纯水、石英砂微粒、油污水进行各种配比试验,获取不同组合样本,利用美国Sequoia Scientific公司的LISST-100X粒径仪和美国Wyatt公司的Dawn Heleos II(DAWN)十八角度静动态激光散射仪,结合Mie散射算法,探索出两种多角度获取bb的方法。一种是利用LISST-100X粒径仪测量值,再基于Mie散射算法计算得到;另一种方法是对Dawn Heleos II十八角度静动态激光散射仪进行定标以后,利用其测量值计算出bb。对比分析了两种方法所获取的结果,并对产生误差的原因进行了分析。     

日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)秋繁仔虾形态表型与抗流性能间的相关性

于水温(18.0±1.0)°C、盐度20、pH 8.1±0.2条件下,以水流为胁迫因子(时长1min),以日本囊对虾秋繁同生群仔虾[总长(7.643±0.639)mm]为实验对象,以溢水口(实验初始时刻仔虾放置处)为起点,按等距离间距法将自制的水流测定装置(总长1m)依次划分为A(0—25cm)、B(25—50cm)、C(50—75cm)、D(75—100cm)和E(100cm)等五个区段,在确认实验终了时刻分布于A区段内仔虾数量占实验仔虾总数5%的水流速度为0.823cm/s后,以此为实验流速,借助显微扫描像素测量技术和多元分析方法定量研究了A、B、C、D、E实验群体(依次为实验终止时刻分布于A、B、C、D、E区段内的仔虾)个体间形态比例性状间的差异。结果表明:(1)在所涉15项形态测量指标中,各实验群体间均无显著差异(P0.05)的形态性状共计8项,依次为X_4(眼径)、X_5(头胸甲长)、X_6(头胸甲高)、X_7(第一腹节长)、X_8(第二腹节长)、X_9(第三腹节长)、X_~(10)(第四腹节长)和X_14(腹节高);(2)在所涉17项形态比例指标中,实验群体间均无显著差异(P0.05)的形态比例性状共计7项,依次为C_2(额剑长/总长)、C_9(第五腹节长/总长)、C_(10)(尾节长/总长)、C_(11)(尾扇长/总长)、C_(15)(头胸甲高/头胸甲长)、C_(16)(腹节高/第一腹节长)和C_(17)(尾节高/尾节长);(3)经主成分分析,提取到的5个特征值均大于1的主成分,累计贡献率达80.795%,其中第1主成分39.561%,其载荷绝对值大于0.5的主要影响变量占形态比例性状总数的47.059%;(4)将A实验群体定义为水流胁迫处理选留群,B、C、D、E实验群体统归为水流胁迫处理淘汰群。采用逐步判别法,以判别贡献率较大的C_1(第一触角柄长/总长)、C3(眼径/总长)、C7(第三腹节长/总长)、C13(额剑长/头胸甲长)为自变量,所建的Fisher分类函数方程组可较清晰地区分淘汰群和选留群个体,其中选留群的判别准确率P_1、P_2分别为98%和84.85%,淘汰群的判别准确率P_1、P_2分别为82.25%和97.63%,两者综合判别准确率为90.12%。综上可知,借助形态表型分型可实现日本囊对虾仔虾不同抗流性能群体间的筛选。     

大海马游泳行为及游泳能力测定与分析

利用自制的鱼类游泳能力测定装置,观察了大海马垂直和水平方向的最大临界游速,描述了大海马的游泳行为,并评估其游泳能力。结果表明:水温25.5℃±1.0℃条件下,体长6 cm个体水平方向的临界游速达到峰值为4.23 cm/s±0.23 cm/s;随体长的增加和减少,临界游速都有所下降,体长至约10 cm时临界游速为2.86 cm/s±0.02 cm/s。该物种在水平游泳时,游泳速度与尾部的倾斜角度有关,倾角越大,速度越大,当倾角达到55°时,速度达到最大值,而大于该角度,身体就失去平衡不能进行逆水流游动。大海马体长在6 cm时达到垂直方向的临界游速峰值,为0.372 cm/s±0.014 cm/s,此时的绝对临界速度为0.085 BL/s±0.010 BL/s。至体长增长到13 cm时,基本趋于稳定,与水平方向游速变化趋势相似。     

A Bingham-plastic model for fluid mud transport under waves and currents

Simplified equations of fluid mud motion, which is described as Bingham-Plastic model under waves and currents, are presented by order analysis. The simplified equations are non-linear ordinary differential equations which are solved by hybrid numerical-analytical technique. As the computational cost is very low, the effects of wave current parameters and fluid mud properties on the transportation velocity of the fluid mud are studied systematically. It is found that the fluid mud can move toward one direction even if the shear stress acting on the fluid mud bed is much smaller than the fluid mud yield stress under the condition of wave and current coexistence. Experiments of the fluid mud motion under current with fluctuation water surface are carried out. The fluid mud transportation velocity predicted by the presented mathematical model can roughly match that measured in experiments.     

基于COS-2S模型的ADCP海浪方向谱估计

美国RD公司声学多普勒流速剖面仪(ADCP)使用的波向估计算法是迭代的最大似然算法(IMLM),IMLM可以准确估计出主浪向,但波向估计结果在主浪向以外其他方向上存在由噪声带来的能量分布,使得估计结果变得不准确。设计了基于COS-2S模型的波向估计方法,模型中只含有主波向,算法在准确估计主波向同时有效去除其他方向上噪声带来的能量分布。将一种混合遗传算法(HGA)代替遗传算法(GA)应用到波浪模型的参数求解中,HGA相对GA收敛更快,可有效找出全局最优解。仿真分析和实测数据表明,HGA和IMLM都能准确估计出波浪的主浪向,但HGA可有效去除主浪向以外其他方向上噪声带来的能量分布,HGA比IMLM更加适用于海洋各种噪声存在条件下的测量环境。     

经略21世纪海上丝路之海洋环境特征:风候统计分析

21世纪海上丝绸之路,以我国泉州为起点,主要涉及海域为南海—北印度洋,惠及沿线多国。深入研究该海域的海洋环境特征,有利于为海上丝绸之路建设提供科学依据、辅助决策。文章利用来自欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)、1979—2014年、逐6h的海表风场资料、阵风资料,系统性、精细化地统计,分析了该海域的风候(风场气候态)特征,主要包括海表风场的季节特征、(强)风向频率、大风和阵风频率、阵风系数、海表风速的长期变化趋势等。期望可以为航海、海洋工程、防灾减灾等提供科学依据,为海上丝绸之路建设尽绵薄之力。     

海底管线水平向整体屈曲及失效判断方法研究

海底管线是海洋石油的重要输运手段。为满足输送工艺的需要,正常工作条件下管线往往被施加较高的温度和压强,高温高压使管线内产生附加应力,当附加应力大于土体对管线的约束力时,管线就会发生整体屈曲。过度的水平向整体屈曲会导致截面产生较大的弯曲应力和压缩应变,对管线系统的安全运行造成威胁,因此需要对发生水平向整体屈曲后的管线进行验算。采用解析解法、规范法和有限元法对管线的整体屈曲进行分析,提出了应用临界屈曲荷载值域空间和值域下限来判断不同缺陷大小下管线是否发生水平向整体屈曲的方法。结合工程实例,分别采用内力控制标准和位移控制标准对管线水平向整体屈曲后是否失效进行了验算。研究指出,相较于位移标准,内力控制标准更为严格。