若干高中地理疑难问题的物理学解释

正一、问题的提出在高中地理教学过程中重视科学探究、强调学科之间的联系是高中地理新课程标准所倡导的教学理念。学校里,地理教师经常会跟我探讨一些地理中的疑难问题。我发现不少地理问题,特别是自然地理问题与物理学之间有着极大的联系,而教师和学生在一些问题的科学解释上存在一些偏差,主要是以天体的运动、潮汐现象、大气环流等方面的问题居多。在教学过程中,地理教师也确有需要了解这些问题的物理学原理,这样才能更有效地引导     

麻城台应变潮汐观测资料质量评定与稳定性分析

对麻城台2001—2010年的应变潮汐观测资料质量进行全面评定,结果表明:10年来麻城台应变潮汐观测资料的连续率、年零漂、年变幅、M2波潮汐因子及相对中误差、相对噪声水平五项评定指标均达到了国内优秀水平,且仪器运行正常稳定。麻城台应变潮汐长系列调和分析结果为地球动力学研究提供了真实可靠的长周期观测数据,为本区域固体潮正常背景变化及前兆异常信息识别提供了参考实例。     

用TOPEX/Poseidon资料研究南海潮汐和海面高度季节变化

采用引入差比关系法对南海TOPEX/Poseidon卫星高度计算资料进行了潮汐分析；根据所得潮汐调和常数对卫星高度计测得的海面高度进行潮汐订证，进而得到南海各季节的海面高度距平。结果表明，南海冬、夏季季风强盛期海面高度距平位相相反，南海中部夏季为正距平，且有2个正距平中心；冬季为负距平，且有2个负距平中心。春、秋季是不同的季风过渡期，海面高度距平分布也明显不同：南海中部春季为正距平，且只有1个正距平中心；秋季为负距平，且只有1个负距平中心。研究表明，长周期分潮Sa和Saa的叠加值可以很好地逼近南海海面高度距平。根据平均海面和海面高度距平得到了合成的海面高度和地转流场，发现南海表层地转流总体上是气旋式的；秋、冬季表层环流的西向强化十分明显，春、夏季较弱；冬季黑潮通过吕宋海峡进入南海北部，夏季基本上没有进入南海。     

瞬时海面高模型及其在地球同步卫星定位中的应用

首先给出了两种瞬时海面高模型并进行了精度分析。通过模拟定位,验证了这两种模型在地球同步卫星定位应用中的可行性。最后讨论了这两种模型在地球同步卫星定位中的应用前景,指出了进一步提高这两种模型精度的关键。     

水井含水层系统的潮汐响应函数

本文考虑井孔和含水层之间相互渗流的边界条件的固体潮效应、气压效应和海潮荷载效应的理论解，得出了水井含水层系统对三种不同机理的潮汐信号响应的内在联系－水井含水层系统的潮汐响应函数，其中包括水井含水层系统的幅度响应函数和位相滞后函数。本文还讨论了两种函数与水井含水层参数之间的关系及与不排水时的情况进行了比较。     

海洋垂直基准研究进展与展望

海洋垂直基准的构建是海洋测绘的基础性工作。2009—2012年,我国初步构建了中国近岸80海里范围内高程/深度基准转换与统一模型。近年来,这一模型扩展到了我国南海、西太平洋和东印度洋,接下来将逐步构建南北极和全球的无缝垂直基准面模型,这对推动我国数字海洋建设具有基础的支撑作用。本文主要论述和梳理目前国内外主要沿海国家进行海洋垂直基准构建的研究现状,分析了海洋垂直基准构建的主要工作、途径及关键技术,重点阐述了我国在海洋垂直基准建设实践中取得的成果和存在的问题。     

内潮耗散与自吸-负荷潮对南海潮波影响的数值研究

利用非结构三角形网格的FVCOM海洋数值模式,在其传统二维潮波方程中加入参数化的内潮耗散项和自吸-负荷潮项,计算了南海及其周边海域的M_2、S_2、K_1和O_1分潮的分布。与实测值的比较表明,引入这两项对模拟准确度的提高有明显效果。根据模式结果本文计算分析了研究海域的潮能输入和耗散。能量输入计算表明,能通量是潮能输入的最主要构成部分,通过吕宋海峡断面进入南海的M_2和K_1分潮能通量分别为38和29GW;半日周期的自吸-负荷潮能量输入以负值居多,而全日周期的自吸-负荷潮能量输入以正值居多,因而自吸-负荷潮减弱了南海的半日潮,并加强了南海的全日潮。引潮力的作用也减弱了半日潮而加强了全日潮,但其作用要小于自吸-负荷潮。潮能耗散的分析显示底摩擦耗散在沿岸浅水区域起主导作用,内潮耗散则主要发生在深水区域。内潮耗散的最大值出现在吕宋海峡,且位于南海之外的海峡东部的耗散量大于位于南海之内的海峡西部的耗散量。对M_2和K_1分潮吕宋海峡的内潮耗散总值分别达到16和23GW。     

基于近30a多源卫星高度计数据的东中国海潮汐信息提取

我国HY-2B卫星已成功运行3 a多,本文首次将 HY-2B测高数据用于计算潮汐。将HY-2B与相同时间段的Jason-3在东中国海分别进行潮汐信息提取,验证了其结果的一致性。建立了基于 10 颗国内外卫星高度计(TOPEX/Poseidon、Jason-1、Jason-2、Jason-3、ENVISAT、ERS-1、ERS-2、Sentinel-3A、Sentinel-3B、HY-2B)数据的时间序列,得到东中国海近30 a时间序列的较高空间分辨率网格化海面高度。利用该数据提取了东中国海12个分潮(O₁、K₁、Q₁、P₁、M₂、S₂、N₂、K₂、S_A、S_Sa、M_m、M_f)的潮汐调和常数,并将 4 个主要分潮M₂、S₂、K₁、O₁的调和常数...     

Effect of Development of Caofeidian Harbor Area in Bohai Bay on Hydrodynamic Sediment Environment

Based on the characteristics of waves, tidal currents, sediment and seabed evolution in the Caofeidian sea area in the Bohai Bay, a 2D sediment mathematical model of waves and tidal currents is employed to study the development schemes of the harbor. Verification of spring and neap tidal currents and sediment in the winter and summer of 2006 shows that the calculated values of tidal stages as well as flow velocities, flow directions and sediment concentration of 15 synchronous vertical lines are in good agreement with the measured data. Also, deposition and erosion of the sea area in front of Caofeidian ore terminal induced by suspended load under tidal currents and waves are verified; it shows that the calculated values of depth of deposition and erosion as well as their distribution are close to the measured data. Furthermore, effects of reclamation scheme of island in front of the land behind Caofeidian harbor on the hydrodynamic environment are studied, including changes of flow velocities in the deep channels at the south side of Caofeidian foreland and Laolonggou and in various harbor basins, as well as changes of deposition and erosion of seabed induced by the project.     

滨海沙滩石油污染物吸附与释放的实验研究

在胶州湾海域石油污染调查的基础上,选择滨海沙质滩涂作为研究对象,采用自行设计的小型波浪槽模拟试验装置,测定沙土对可溶性油吸附和释放的动力学曲线,并系统分析波浪高度、潮汐作用和海水循环对可溶性油的吸附和释放作用的影响.研究结果表明,沙土对可溶性油的吸附符合对数型的动力学曲线,其吸附平衡时间约为10 h;沙土释放的可溶性油浓度随时间具有一定的波动性.此外,在高波作用下,沙土对可溶性油的吸附速率、吸附量和释放速率、释放量都更加明显.