Numerical investigation of the control factors driving Zhe-Min Coastal Current

During the northeast monsoon season, Zhe-Min Coastal Current(ZMCC) travels along the Chinese mainland coast and carries fresh, cold, and eutrophic water. ZMCC is significantly important for the hydrodynamic processes and marine ecosystems along its path. Thus, this bottom-trapped plume deserves to be further discussed in terms of the major driving factor, for which different opinions exist. For this purpose, in this study, a high resolution Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated Syste...     

含水合物粉细砂的三轴试验及模拟

利用水饱和法制备含天然气水合物试样,进行等向压缩试验和不排水三轴试验.采用天然气水合物临界状态(M HCS)模型同时预测排水条件和不排水条件下的三轴试验,并进行变动参数分析.不排水条件下,密实纯砂发生应变硬化,而相近密实度的含水合物试样出现应变软化,峰值偏应力随水合物饱和度和围压增大.通过与排水和不排水三轴试验结果的对...     

我国海洋资源环境经济复合系统演化研究 ——基于Logistic模型的实证分析

随着我国各项海洋事业和活动有序推进,实现海洋资源、环境、经济协调可持续,对海洋高质量发展具有重要意义.从资源、环境和经济3个层面构建我国海洋复合系统,运用熵权TOPSIS方法进行测算,通过建立Logistic模型,对我国海洋资源环境经济复合系统演化过程进行拟合分析和趋势预测.得到相关研究结论:海洋资源环境经济复合系统是...     

The influence of Stokes drift on oil spills: Sanchi oil spill case

Spilled oil floats and travels across the water’s surface under the influence of wind, currents, and wave action. Wave-induced Stokes drift is an important physical process that can affect surface water particles but that is currently absent from oil spill analyses. In this study, two methods are applied to determine the velocity of Stokes drift, the first calculates velocity from the wind-related formula based upon a one-dimensional frequency spectrum, while the second determines velocity directly from the wave model that was based on a two-dimensional spectrum. The experimental results of numerous models indicated that: (1) oil simulations that include the influence of Stokes drift are more accurate than that those do not; (2) for medium and long-term simulations longer than two days or more, Stokes drift is a significant factor that should not be ignored, and its magnitude can reach about 2% of the wind speed; (3) the velocity of Stokes drift is related to the wind but is not linear. Therefore, Stokes drift cannot simply be replaced or substituted by simply increasing the wind drift factor, which can cause errors in oil spill projections; (4) the Stokes drift velocity obtained from the two-dimensional wave spectrum makes the oil spill simulation more accurate.     

大陆岛入海沉积物通量的估算研究

大陆岛入海沉积物通量（Q_s）信息对于精确解译大陆架沉积记录的研究是个重要补充。针对如何估算大陆岛Q_s的科学问题,本文以中国东南部海域的8 227个大陆岛为例,提出了一种基于邻近大陆中小型河流Q_s的经验公式计算大陆岛Q_s的解决方案。该方案在实施时需设置两个假定,即大陆岛的Q_s法则遵循邻近大陆中小河流的Q_s法则和可将1个大陆岛当作1个河流流域计算其Q_s。结果表明：（1）经验公式计算的大陆岛Q_s为其最小估计值;如考虑大陆岛流域的具体情况,实际的Q_s值会稍微增加,但其增幅不超过n^0.13（n为流域数量）;（2）经验公式能获取大陆岛Q_s的大致数量级信息;大陆岛的总面积为4 418.49 km²,对应Q_s的数量级为10⁶ t/a,与邻近大陆中型河流入海通量的数量级相当;（3）在大河河口湾充填阶段完成以前,大陆岛沉积物是内陆架泥质沉积体的主要物源之一。因此,大陆岛入海沉积物会对大陆架沉积体系的形成和演化造成一定程度的影响,需引起研究人员的高度重视。     

基于WOA-BP算法的海底管道腐蚀速率预测

管道腐蚀速率的影响因素众多且各因素协同作用,构成异常复杂的腐蚀体系,很难对其进行准确预测。针对单一BP模型由于初始权值和阈值的选取不当容易陷入局部最优等问题,引入WOA算法优化BP神经网络对海底管道腐蚀速率进行预测,并与GA和PSO算法优化BP预测模型进行对比,验证WOA-BP模型的预测效果和可行性。结果表明：WOA-BP模型的平均绝对百分误差和均方根误差分别为3.689%和0.1537,远低于单一BP、PSO-BP、GA-BP模型,具有较高的预测精度和稳定性,可以为海底管道内腐蚀防护和油气管道流动保障提供决策支持。     

大风影响下的莱州湾西岸单站底层泥沙输运特征分析

基于2018年10月21日至11月6日莱州湾西岸连续站观测数据,本文利用集合经验模态分解、希尔伯特−黄变换和小波分析法对底层单宽输沙率的小尺度特征做分析,并针对观测期间出现的大风天气对泥沙输运的影响进行了探究。结果表明,单宽输沙率在观测时间段内具有高频、潮周期、低频以及长周期尺度变化特征,周期尺度从小到大。其中高频和潮周期分量方差贡献率及所含能量最高,对输沙率的影响最强。边际谱显示东西方向输沙率的显著周期为13.3 h,南北方向大于11 h的周期较为显著。观测期间底层净泥沙通量分别为东向305.77 kg/m、南向597.25 kg/m,余流分量贡献最大,低频和高频分量贡献最小。上强迫风场主要在风速衰减期通过湍流和波浪影响输沙速率的时频分布,使其低频变化显著增强的同时,产生1 h周期左右的高频波动。交叉小波分析显示,风速和单宽输沙率在低频波段上相干性较强,且单宽输沙率会滞后风速1/4至1/2个周期。另外,风浪会增强泥沙输运的涨落潮不对称性,进而增加潮周期分量上的泥沙净输运。     

桑沟湾不同形态锰的分布、季节变化及影响因素

利用催化动力学分光光度法和两步提取法对2011年4月（春）、8月（夏）、10月（秋）和2012年1月（冬）桑沟湾海域溶解态无机锰(DIMn)和表层沉积物中的锰的含量进行测定。结果表明,桑沟湾4个季节（春季至冬季,后同）DIMn浓度呈现出近岸高、远岸低的分布特点,其平均浓度分别为(60.5±43.1) nmol/L、(42.0±30.5) nmol/L、(23.4±11.2) nmol/L和(18.2±13.5) nmol/L,呈现出明显的季节变化,即春季最高,夏季、秋季次之,冬季最低;与相邻的俚岛湾和爱莲湾相比,桑沟湾春季、夏季DIMn的浓度较高,秋季、冬季则没有显著性差异。桑沟湾表层沉积物中总Mn在4个季节的含量分别为(861±308) mg/kg、(915±322) mg/kg、(589±108) mg/kg、(653±185) mg/kg,表层沉积物中醋酸提取态Mn在4个季节的含量分别为(500±272) mg/kg、(502±232) mg/kg、(322±81) mg/kg、(345±91) mg/kg,两者均表现出近岸高、远岸低的分布特点。醋酸提取态Mn的含量在春季、夏季要显著高于秋季、冬季。悬浮颗粒物的吸附和浮游生物的利用是影响桑沟湾DIMn浓度与分布的重要因素。桑沟湾DIMn的源主要包括河流及地下水输送、大气输送、沉积物−水界面释放;汇主要包括养殖生物的清除、向黄海的输送等。简单箱式模型收支计算结果显示,桑沟湾DIMn的源略大于汇,表明除了养殖生物的清除和向黄海的输送,桑沟湾DIMn还存在其他汇。本研究的结果为桑沟湾DIMn的生物地球化学循环的深入认识提供了基础数据。     

基于GF5-AHSI遥感数据的横沙浅海水深反演

高光谱遥感水深反演是一种对传统水深测量方法的补充,具有方便、快捷、经济等突出优势。本文研究区位于上海横沙,属于典型滩涂浅水区,研究数据包括GF5-AHSI高光谱遥感数据和同时期的水深数据。通过数据变换和相关分析等方法提取建模参数,利用单波段比值模型、多元线性回归模型、最优标度回归模型和BP神经网络模型实现该区域水深反演,并对4种模型反演结果的准确性进行了验证和比较。研究发现：最优标度回归模型优于其他3种模型,R2达到了0.972,RMSE为0.47 m,适用于横沙浅海水深反演。     

基于LSTM的海洋表面短期风速预测研究

为实现对海面风速精确的短期预测,提出了一种基于长短期记忆(LSTM,longshort-termmemory)神经网络的短期风速预测模型,选取OceanSITES数据库中单个浮标站点采集的风速历史数据作为模型输入,经过训练设置最佳参数等步骤,实现了以LSTM方法,对该站点所在海区海面风速在各季节性代表月份海面风速的24 h短期预测。同时通过不同预测时长的实验以及与BP(back propagation)神经网络神经网络和径向基函数神经网络(radialbasisfunctionneuralnetwork,RBF)的预测效果对比实验,证明了LSTM预测方法相比上述两种神经网络预测方法,在海表面风速预测应用中的优越性。最后通过多个海域对应的站点风速数据预测实验,证明了LSTM神经网络模型的普遍适用性,由相关系数和预测误差的分析可知该方法具备应对急剧变化数据的预测稳定性,可以作为海洋表面风速短期预测的一种可靠方法。