一种海滩地表水和地下水的全耦合数学模型

海滩地表水与地下水间的相互作用对于海岸带的物质循环及生态环境有重要的影响。基于控制体的思想推导出了统一形式的地表水和地下水的控制方程,在此基础上不仅实现了地表水和地下水的全耦合模拟,也简化了动边界的处理。对一些经典算例的模拟结果验证了该模型的有效性。     

ICP-OES标准加入法准确测定海水中的硼

硼作为海水中的重要组分,其准确测定对海洋环境生物地球化学过程研究具有重要意义。海水中硼的常用测定方法具有前处理步骤繁琐、耗时长、样品易被污染、灵敏度低等缺点,不适于大批量海水样品的准确测定。为剔除海水高盐基体效应及干扰,本文运用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES),将海水样品进行稀释,采用标准加入法建立工作曲线,对海水中硼含量进行准确测定。正交实验显示,ICP-OES最佳工作条件为射频功率1400 W,雾化气流量0.7 L/min,观测高度14 mm,进样泵速1.5 m L/min。标准加入法标准曲线相关系数大于0.999,相对标准偏差为0.76%~1.27%,加标回收率为94.6%~101.8%,方法检出限为1.073μg/L。实际的海水样品分析表明,该方法可消除海水基体干扰,减少测定误差,并且前处理操作简单快速,化学试剂用量少,回收率高,精密度好,灵敏度高,可用于海水及其它高盐样品中硼含量的准确测定。     

TLP风机基础二阶动力响应研究

针对概念设计的位于南海的三腿TLP浮式风机基础,应用基于水动力与空气动力耦合的FAST程序在时域内开展了风机基础的动力响应分析。结果表明,风载荷对TLP风机基础六个自由度的动力响应,尤其是纵摇影响显著。由于耦合作用,二阶波浪力进一步增大了基础的纵荡、横摇和艏摇响应。谱密度分析表明,风载荷及二阶波浪力显著地增大了浮式基础水平面内的低频运动。此外,基于风机基础运动时程,应用ORCAFLEX软件开展了时域内筋腱的顶部张力特性分析,结果表明,风载荷和二阶波浪力增大了筋腱顶张力幅值。     

码头-缆绳-动力定位船舶耦合系统的时频特性分析

为研究系泊状态下动力定位船舶与码头及缆绳间的耦合作用,采取凝集质量法计算系泊缆索有效张力,设置弹簧阻尼单元用以计算码头碰垫间的非线性反力,应用比例-积分-微分控制系统(PID)进行推力控制。在系泊状态下,以动力定位船舶和无动力定位船舶为研究对象,分析了耦合系统中侧推器对消除因一阶波浪载荷而引起的船舶运动影响的作用;针对动力定位船舶,讨论了码头-缆绳及目标位置两个因素对动力定位船舶的定位能力及侧推器性能的影响。结果表明,在选取合理目标位置的情况下,耦合系统中的侧推器性能及动力定位船舶的定位能力均得到了有效提高。     

“印-太海洋环境变异与海气相互作用”国际合作项目成果介绍——海洋与台风相互作用方向

本文介绍了我国开展的“印-太海洋环境变异与海气相互作用”国际合作项目取得的研究进展。从海洋与台风相互作用研究方向出发,阐述了项目中在台风组网观测、台风与海洋中尺度涡相互作用机制、海洋对台风的低频响应与调制等方面取得的重要成果。基于多元海洋数据同化技术与海气耦合模式的改进,我国在台风预报技术方面取得了重大突破,大大降低了台风强度的预报偏差。依托本项目增进了对印-太海域海气相互作用过程和机理的科学认识,提升了我国海洋国际合作地位和影响力。     

海城耦合：海岸带城市生态文明教育的方法与实践

海岸带是中国乃至全球经济快速发展的引擎带,全球超过1 000万人口的大城市有70%位于海岸带河口区域。海岸带城市具有陆海交汇的典型特征,因其融合城市与海洋的特性成为生态文明教育的典型。以海城耦合为创新切入点,推动海岸带城市生态文明课程教育方法论与教学实践的发展。通过融合习近平生态文明思想、复杂性理论和系统学理论实现方法论体系创新,结合海岸带城市生态文明建设的现实问题与需求,以“学科耦合—陆海耦合—人海耦合”,打通海岸带城市生态文明专业、通识和科普三大教育之间的壁垒;以海城耦合课程实践培育生态文明专业学生的海洋意识,实现教育与科研相长,科研与科普互融,协同推动海城耦合的海岸带城市生态文明教育。研究构建海城耦合的教学新范式,以课程推动生态学科、海洋学科和规划管理学科交叉创新,培养高质量海岸带城市生态文明人才,服务于我国生态文明建设和海洋强国战略。     

渤海潮汐对冰作用的数值模拟

为研究渤海潮对海冰运动的作用,将渤海海冰模式与Ｂｌｕｍｂｅｒｇ的ＥＣＯＭ－ｓｉ模式通过动力作用联结,构成一种海冰一海洋动力耦合模式。应用上述耦合模式对渤海冬季潮流对冰的动力作用进行模拟研究,得出了渤海海冰运动的一些显著特征。     

一个用于全球气候变化研究的海洋大气环流耦合模式Ⅱ.模式气候漂移和增强温室效应的初步分析

着重分析和讨论全球大气，海洋－海冰耦合环流模式的两个长时间数值积分试验──１３０年控制试验和９５年敏感性试验（增强温室效应试验），尤其是控制试验中的气候漂移现象以及与此相关的敏感性试验中增援信号的提取问题。在控制试验中，大气二氧化碳浓度维持当前的气候值不变；而在敏感性试验中，大气二氧化碳浓度开始时以１％的速率等比增加，它在积分至７０年且其值已达初始值的二倍后便不再变化。分析结果表明，尽管这个耦合模式的长时期积分中存在着明显的气候漂移，但敏感性试验给出的全球增暖的基本特征在物理上是合理的；这个耦合模式产生气候漂移的主要源地是在高纬度海洋的冰水交界区，且初步的热收支估算揭示它可能与冰－水交界区的耦合方案有关。本文最后在对控制试验和敏感性试验的环流型式的时间演变进行相关分析的基础上给出了有关全球增暖幅度的３种估计，同时指出：尽管全球增暖的空间分布不可避免地要受到模式气候漂移的影响，但这种影响的大部分在计算气温年较差的变化时却可以被自动扣除。     

耦合Galerkin简正波解的抛物方程方法水下声传播计算

研究水平变化的海洋环境下声传播的计算方法.把Galerkin方法的简正波解应用于耦合简正波抛物方程,可同时考虑海水和海底声场计算,对水平变化的海洋环境问题的数值计算表明,在包含海水和海底的声场计算中该方法的计算结果都具有较高的精度.     

ENSO预报模式及其改进的进展

近年来，为预报ＥＮＳＯ事件已研制出多种方法、包括海气耦合动力学模式，统计模式，物理海洋／统计大气模式等。其中耦合动力学模式的范围从简单的浅水模式到复杂的大气环流模式。在１９８０－１９９２年的这一时段内，一些动力学攻统计模式预报ＥＮＳＯ指数提前６－１２个月的水平已超过了持续性预报。