基于剖分的中尺度海洋温度场三维显示技术

针对网格化和数据量庞大的中尺度海洋标量场数据在其三维可视化中表现出来的构造效率较低和表达连续性效果较差的问题,以剖分重构为核心思想,采用三线性插值算法对数据进行加密处理,基于不同角度平面对温度场进行剖分和色彩映射,最后采用OpenSceneGraph图像渲染引擎的颜色、光照、透明度和回调等渲染技术展现更为真实的、科学的动态三维温度场,提供一种简洁、高效、科学的中尺度海洋温度场表达方法。     

中国近海浮游桡足类中华哲水蚤（Calanussinicus Brodsky）的分子系统地理学和种群遗传结构研究

Planktonic copepod Calanus sinicus is the dominant meso-zooplankton in the Northwest Pacific Ocean. To better understand its population dynamics and phylogeographic patterns, 243 C. sinicus individuals were collected from seven locations across the shelf waters of China and its population genetics was studied by mitochondrial DNA cytochrome oxidase I(mtCOI) sequences analyses. Thirty-nine different sequences, or haplotypes, were detected with moderate haplotype diversity(h=0.749) and low nucleotide diversity(π=0.003) for all populations. The evolutionary divergence between geographic populations varied from 0.24% to 0.37%, indicative of very limited genetic differentiation. Visualized minimum spanning network(MSN) and phylogenetic analysis of all the detected haplotypes did not reveal any clear phylogeographic pattern. Furthermore, AMOVA data showed no significant spatial population differentiation existed among the individuals collected across China shelf waters. Pairwise FST values showed that population collected from northwest of the East China Sea(ECS) displayed a low difference to other populations. Mismatch distribution analyses and neutrality tests indicated that C. sinicus might undergo a demographic/population expansion. No significant population genetic structuring was detected, indicating an extensive gene flow among the C. sinicus populations. Our results provide molecular evidence for the hypothesis that C. sinicus in the northwestern South China Sea in winter is transported from the East China Sea and the Yellow Sea by the China Coastal Current during the northeast monsoon period.     

海底热液沉积物中流体包裹体的研究进展

最近几个新兴起的海底热液沉积物中流体包裹体的研究可以解决许多利用常规矿物学和地球化学方法无法解决的重要科学问题,本文总结了该领域研究工作的进展,探讨了技术手段或方法上的发展及局限性,提出对热液沉积物中透明矿物的大范围显微测温对比分析和非透明矿物分温度段释放包裹体气候相结合,从而获取不同类型和不同成矿阶段包裹体物化指标及成分特征,进而研究热液循环机制及成矿作用过程的思路,对热液沉积物中流体包裹体研究     

卫星高度计资料在三维海温和盐度数值预报中的应用

随着卫星遥感观测技术的发展,越来越多的卫星观测资料被应用于数值模式的同化研究中.基于国家海洋环境预报中心西北太平洋三维湿盐流预报系统,利用法国CLS中心的沿轨高度计资料的海表面高度异常的融合数据,结合基于三维变分的OVALS(ocean variational analysis system)同化系统,在垂向将海面高度...     

船联网智能数据传输与通信算法研究

数据传输与通信算法是当前船联网研究中的重要方向,为解决船联网中数据传输时延长、无线传输功率低的问题,本文提出了一种改进的船联网智能数据传输和通信算法.首先,利用分簇算法对所有船舶实施分簇,选取每簇最优的簇头;然后,建立基于位置和速度信息的船舶通信组网方式,应用粒子群(PSO)算法实现对最优路径的选择,实现海洋观测数据的...     

一个两时间层分裂显格式海洋环流模式(MASNUM)及其检验

A two-time-level, three-dimensional numerical ocean circulation model（named MASNUM） was established with a two-level, single-step Eulerian forward-backward time-differencing scheme. A mathematical model of large-scale oceanic motions was based on the terrain-following coordinated, Boussinesq, Reynolds-averaged primitive equations of ocean dynamics. A simple but very practical Eulerian forward-backward method was adopted to replace the most preferred leapfrog scheme as the time-differencing method for both barotropic and baroclinic modes. The forward-backward method is of second-order of accuracy, computationally efficient by requiring only one function evaluation per time step, and free of the computational mode inherent in the three-level schemes. This method is superior to the leapfrog scheme in that the maximum time step of stability is twice as large as that of the leapfrog scheme in staggered meshes thus the computational efficiency could be doubled. A spatial smoothing method was introduced to control the nonlinear instability in the numerical integration. An ideal numerical experiment simulating the propagation of the equatorial Rossby soliton was performed to test the amplitude and phase error of this new model. The performance of this circulation model was further verified with a regional（northwest Pacific） and a quasi-global（global ocean simulation with the Arctic Ocean excluded） simulation experiments. These two numerical experiments show fairly good agreement with the observations. The maximum time step of stability in these two experiments were also investigated and compared between this model and that model which adopts the leapfrog scheme.     

潮致泥沙全沙净输运解析模式

泥沙运动作为水流和底床相互作用的纽带,是河流、河口及海岸工程研究的重要内容。在潮波作用明显的河口、海岸地区,周期性的动力作用下的泥沙运动具有往复和可逆的特征,因此研究这类水域的泥沙的净输运更具有实际的意义。基于泥沙输运和流速呈指数关系假设,建立潮流环境下的泥沙全沙净输运的解析解公式,并对该公式的计算结果和数值计算以及数学模型的结果进行了检验和验证,结果表明本研究提出的公式能较好地反应潮流环境下的泥沙净输运。由此,基于本公式采用潮流分潮调和常数可计算得到全沙净输运,并可以分析各分潮流及其相互作用与泥沙净输运的关系。研究结果显示,在受径流影响较大的半日潮河口,S2、MS4、M2三潮相互作用对全沙净输运的贡献显著高于通常的潮流不对称作用,即M2、M4的相互作用。此外,河口区域径流导致的余流对泥沙净输运的贡献不可忽略,特别是在洪季,大径流量条件下往往导致余流较大,其对泥沙净输运的贡献所占比例较大。     

热带风压场平衡特征及其对GRAPES系统中同化预报的影响研究I:平衡特征分析

本文基于GRAPES全球模式的短期预报误差样本,利用赤道波动正规模态研究了热带风、压场平衡特征,并根据这些特征分析了线性平衡方程(LBE)在该区域应用时存在的问题。结果表明:(1)赤道波动能成功解释热带短期预报误差样本的大部分分量,对流层中层为60%~80%,对流层顶和平流层低层为80%以上。(2)在可解释的误差方差中,赤道罗斯贝波(ER)占比仅为30%~55%,其他赤道波动的作用不可忽视。(3)在ER模态基础上引入其他赤道波动会大幅削弱原有风、压场平衡约束,重力惯性波与Kelvin波的作用最为显著。此时,对流层中层位势高度h与u风、v风间的约束接近于零,而平流层低层h-u的平衡特征由Kelvin波主导。(4)LBE主要表达了ER模态下的风、压场平衡特征,与实际情形相比高估了热带风、压场的耦合程度,进一步的改进中需削弱这一虚假平衡,使得热带风、压场分析变得更加独立。     

地壳内的岩浆动力学过程及其资源与环境效应SCIEI北大核心CSCD

岩浆是将地球内部物质传送到表层系统的主要载体,并造成显著的资源聚集和环境效应。岩浆动力学是研究岩浆的迁移、储存、演化、就位以及喷发过程,侧重物理机制。这些岩浆过程主要发生在岩浆通道系统中,包括岩浆储库和岩浆管道。本文对目前国际岩浆动力学领域一些热点和前沿进行了介绍,这包括从岩浆房到岩浆储库概念的转变、岩浆储库的生长和动力学演化过程、岩浆过程的时间尺度以及岩浆中晶体的生长。然后阐述了岩浆中挥发分的种类和溶解度、获取天然岩浆挥发分含量的方法、一些典型镁铁质岩浆中的挥发分含量、岩浆去气的化学和物理机制,并简要梳理了热液金属矿床的形成过程和岩浆挥发分进入地表圈层系统引发的环境气候效应。最后列举了一些岩浆动力学有关的重要科学问题并建议了进一步的研究方向。     

气象遥感资料变分校准方案改进及应用试验

针对常见气象遥感资料变分校准方案的不足,提出了一个改进方案。该方案不需要将校准参照量插值到遥测资料的格点上,既避免了对稀疏的校正参照量进行客观分析的困难,也避免了校正参照量稀缺区域不准确插值分析带来的不利影响,使遥感资料的整体偏差得到修订的同时,能够更好地保持遥测资料的空间分布形态不变。利用国家卫星气象中心通过9210下发的ATOVS反演产品进行了试验,结果表明改进方案校准效果好;并将校准后的ATOVS反演资料用于Grapes三维变分同化系统,应用试验表明校准后的ATOVS反演资料在三维变分同化系统中具有应用价值。