物联网在海洋相关领域研究与应用进展

随着科学技术的发展,物联网正成为海洋领域的前沿研究内容之一。在海洋观测领域,利用物联网构建海洋环境立体观测体系,对于研究全球气候变化、海上态势感知、海洋灾害预报等具有重大意义;在海岛生态监测领域,利用海岛生态物联网系统可以实现海岛生态的长期实时监测;在海洋牧场监测领域,利用物联网可以实现海洋牧场的环境、生物等要素的实时监测;在智能船舶领域,利用物联网可以实现船舶自身、港口、物流的信息自动感知。文章探讨了物联网在上述4个领域的研究与应用进展,以期进一步促进物联网在我国海洋信息化中的应用与发展。     

国际海洋观测计划数据规范化存储与管理的述评

基于世界大洋环流实验（World Ocean Circulation Experiment,WOCE）、全球联合海洋通量研究（Joint Global Ocean Flux Study,JGOFS）、全球海洋船基水文调查计划（Global Ocean Ship-based Hydrographic Investigations Program,GO-SHIP）和痕量元素及同位素海洋生物地球化学循环国际研究（An International Study of the Marine Biogeochemical Cycles of Trace Elements and Isotopes,GEOTRACES）四个国际海洋观测计划的科研数据规范化存储与共享管理经验,分析多学科综合计划如何让获得的海量观测数据进行长期、有效的存储,具有可传承性,探讨了建立数据中心和数据仓储对于数据的规范化管理和推进数据共享的重要性。总结出一套数据管理方案：在项目启动时,建立项目/数据管理办公室,推行科研数据标准化管理。针对项目研究主题形成完整的实体参数目录,统一数据名称、单位、分类及内容,制定元数据模板等,数据管理办公室要能存储和共享数据,并确保数据安全,在项目成员内部就数据质量的保证措施、数据共享与引用等管理规定达成共识。     

Analysis and comparison of heat flux of landfast ice during 2016 in the Prydz Bay,Antarctica

Long term in situ atmospheric observation of the landfast ice nearby Zhongshan Station in the Prydz Bay was performed from April to November 2016. The in situ observation, including the conventional meteorological elements and turbulent flux, enabled this study to evaluate the sea ice surface energy budget process. Using in situ observations, three different reanalysis datasets from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Interim Re-analysis(ERA-Interim), National Centers for Environmental Prediction Reanalysis2(NCEP R2), and Japanese 55-year Reanalysis(JRA55), and the Los Alamos sea ice model, CICE, output for surface fluxes were evaluated. The observed sensible heat flux(SH) and net longwave radiation showed seasonal variation with increasing temperature. Air temperature rose from the middle of October as the solar elevation angle increased.The ice surface lost more energy by outgoing longwave radiation as temperature increased, while the shortwave radiation showed obvious increases from the middle of October. The oceanic heat flux demonstrated seasonal variation and decreased with time, where the average values were 21 W/m~2 and 11 W/m~2, before and after August,respectively. The comparisons with in situ observations show that, SH and LE(latent heat flux) of JRA55 dataset had the smallest bias and mean absolute error(MAE), and those of NCEP R2 data show the largest differences.The ERA-Interim dataset had the highest spatial resolution, but performance was modest with bias and MAE between JRA55 and NCEP R2 compare with in situ observation. The CICE results(SH and LE) were consistent with the observed data but did not demonstrate the amplitude of inner seasonal variation. The comparison revealed better shortwave and longwave radiation stimulation based on the ERA-Interim forcing in CICE than the radiation of ERA-Interim. The average sea ice temperature decreased in June and July and increased after September,which was similar to the temperature measured by buoys, with a bias and MAE of 0.9°C and 1.0°C, respectively.     

基于跨断层监测资料的金州断裂活动性研究

利用金州地震台跨断层形变观测资料分析金州断裂现今活动特征.长趋势分析结果表明,金州断裂以右旋兼正断为主,活动水平总体较弱.断裂活动分段分析结果表明,北段活动速率高于南段.GPS资料分析表明,2011-03-11日本MW9.1地震对东北地区应力积累具有缓解作用,结合金州断裂跨断层数据认为,金州断裂在2011～2014年活...     

基于大数据架构的地球物理观测数据管理系统

中国地震地球物理观测网络的核心业务软件“十五”地震前兆数据管理系统已运行十多年,随着观测数据量的增长,数据库的读取和统计查询的性能逐渐降低。此外,管理系统存在SQL注入和跨站脚本攻击等漏洞的安全问题,系统架构难以满足业务发展的需求。中国地震台网中心基于分布式组件的大数据架构,使用消息中间件和时序数据库等技术对管理系统进行重构,将原来存储于Oracle数据库中的地球物理观测数据、基础信息、产品数据等按照各自特点在时序数据库中建表,并将历史数据和增量数据都迁移到新的时序数据库,显著提升了系统读写和统计性能、数据的安全性和可用性(多副本技术)。分布式和容器化等技术的引入,增强了系统的高可用性,并可通过横向扩展进一步增加系统的处理能力。     

褐飞虱迁飞的雷达观测与轨迹研究

１９８８年９月下半月，在江苏省江浦县用雷达直接观测了褐飞虱的长距离迁飞过程。观测发现，晚上有大量的褐飞虱飞过雷达观测点。迁飞的褐飞虱绝大多数在傍晚到黄昏时分起飞，然后随气流上升到４００—１０００ｍ的高度。受大陆冷高压东侧东北气流的影响，多数情况下随风朝西南方向飞去。这在生态学上具有十分重要的意义，因为那里可能是褐飞虱的越各地。     

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遗址土劣化进程中微观结构变化的类比研究

长期的风化会使遗址土体劣化,进而威胁到遗址本体的安全,但在自然条件下这一演化过程尚不明确。遗址土体微观结构的变化是该过程的重要体现,研究选取风化条件近似而暴露时间不同的黄土质边坡作为类比对象,采用扫描电镜法（SEM）和压汞法（MIP）分别对表部以及内部土样的微观孔隙结构进行观察和量测。试验结果表明,表部土体微观结构的变化程度大于内部土体,并呈现一定的规律性;与内部土体相比,表部土体的土颗粒排列为致密的叠片状;其孔径分布为双峰模式,团聚体内孔隙占比较大;随着风化时间的增长,表部土体的孔隙总体积和表面分形维数逐渐减小,导致孔壁粗糙程度降低,减小了颗粒间的摩擦,在宏观上容易诱发土体表层的剥离损耗或其他病害。     

射阳港区双导堤建设前后冲淤变化及成因研究

基于近年来射阳港区水下地形数据和定点全潮水文观测资料,分析了双导堤建设前后冲淤变化特征,并对其成因进行了初步探讨。研究结果表明,研究区近6年来总体上以淤积为主,净淤积量约为65.23×106m3,年均净淤积速率约为7.9 cm/a;淤积区域主要分布于导堤两侧浅水区,侵蚀区域主要分布于导堤口附近。2008-2013年间研究区冲刷、淤积和相对稳定区域面积分别占15%、55%和30%。堤口东侧的SSW02站实测最大流速为1.54 m/s,北堤北部的SSW01站为1.4 m/s,无论是涨潮还是落潮,堤口均大于导堤北侧;导堤产生了沿堤水流和口门回流,改变了导堤两侧附近海域潮流方向并增大了口门处的沉积动力。研究区泥沙运动方式主要表现为波浪掀沙、潮流输沙;区域海流泥沙的沿程落淤和导堤挡流效应导致导堤两侧出现淤积,导堤产生的回流促使堤口冲刷和堤内泥沙回淤。导堤引起的局部流场变化是海底冲淤格局重新分布的主因。     

鄂尔多斯盆地北缘南北向剖面上地幔远震P波层析成像

为深入理解华北克拉通破坏机理,本研究通过鄂尔多斯盆地北缘南北向宽频带线性高密度流动地震台观测记录的远震波形数据,获得了1985条高质量到时资料,进而利用FMTT(Fast Marching Teleseismic Tomography)快速行进层析成像方法获得了华北克拉通西部鄂尔多斯盆地北缘深至300km范围的P波速度模型.结果显示,鄂尔多斯盆地下方呈现出深至150~200km的高波速异常,说明华北克拉通其西部岩石圈保存完好尚未遭到明显破坏.河套地堑下方存在向鄂尔多斯盆地下方延伸的明显低波速异常,其深度可达300km深度,而阴山造山带下方上地幔存在深至100km左右的弱高波速异常,说明鄂尔多斯盆地周边地区的岩石圈均遭到一定程度破坏并减薄,可能与新生代时期太平洋板块的俯冲引起深部热物质上涌等作用密切相关.这些研究结果说明,华北克拉通在构造演化过程中不同块体经历了不同的破坏演化历史,这对于认识克拉通破坏减薄机制具有重要意义.