Fine-resolution simulation of surface current and sea ice in the Arctic Mediterranean Seas

A fine-resolution model is developed for ocean circulation simulation in the National Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics (LASG), Chinese Academy of Sciences, and is applied to simulate surface current and sea ice variations in the Arctic Mediterranean Seas. A dynamic sea ice model in elastic-viscous-plastic rheology and a thermodynamic sea ice model are employed. A 200-year simulation is performed and a dimatological average of a 10-year period (141st-150th) is presented with focus on sea ice concentration and surface current variations in the Arctic Mediterranean Seas. The model is able to simulate well the East Greenland Current, Beaufort Gyre and the Transpolar Drift, but the simulated West Spitsbergen Current is small and weak. In the March climatology, the sea ice coverage can be simulated well except for a bit more ice in east of Spitsbergen Island. The result is also good for the September scenario except for less ice concentration east of Greenland and greater ice concentration near the ice margin. The extra ice east of Spitsbergen Island is caused by sea ice current convergence forced by atmospheric wind stress.     

南极瑞穗高原1987—1988年度表面物质平衡及其变化

根据1987/1988年度表面物质积累资料,对Mizuho(瑞穗)高原该年度物质平衡的分布规律及其变化进行了讨论,同时还对年内短期天气过程及地形变化对物质平衡的影响进行了分析。研究发现1987/1988年度物质平衡的空间分布与多年平均状况存在较大区别:海拔550m以下的沿海地带表现为负物质平衡状态。从S_16点向内陆80km范围内为高值物质平衡区。年平均净物质平衡量达0.84m雪层深;80km到瑞穗高原内陆的瑞穗站之间为低值物质平衡区,年平均物质平衡量仅0.14m雪层深。在瑞穗高原,表面物质平衡水平表现为低积累,低支出的特征。此外,年内短期气候和地形变化对物质平衡的影响均大于多年平均状态,在高值物质平衡区,气候变化对物质平衡的影响大于地形变化的影响;而在低值物质平衡区,地形变化对物质平衡的影响则大于气候变化对物质平衡的影响。     

频率可切换的矩形缝隙环频率选择表面

基于金属屏上周期排列的缝隙单元结构的通带特性,提出矩形缝隙环(Rectangular Slot Ring,RSR)加载短路线的单元结构实现频率可调频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS).谐振缝隙单元开路与短路时相对应的谐振频率分别为13 GHz和15 GHz.RSR-FSS选用Rogers RO4003介质作为基板,按照12×12的方阵进行周期排列,利用全波电磁仿真软件CST对其进行了电磁传输特性仿真.最终,通过实验验证了该频率选择表面在Ku波段通过连通和断开短路线可以进行频率的切换.     

沉积物捕获器在海岸与陆架沉积动力研究中的应用:以罗源湾和台湾海峡为例

运用时间序列的沉积物捕获器对海岸与陆架海域沉降颗粒物进行采集,估算沉降通量,并运用多学科综合研究手段分析沉降颗粒物的来源、组成、时空变化及控制因素,可以为海岸与陆架沉积动力过程的研究提供新的研究手段。福建罗源湾的实验表明,夏季罗源湾潮下带小潮至中潮期间的沉降通量为133.20~256.18g/(m2·t);由中潮向大潮变化期间单个潮周期的沉降通量明显增大,台风过后的大潮期间的沉降通量为373.99~590.51g/(m2·t);台风显著影响期间的沉降通量为746.34g/(m2·t);粒度分析及水动力观测结果显示,观测期间罗源湾潮下带沉降颗粒物主要来源于海底沉积物的再悬浮。台湾海峡西北部内陆架海域的实验研究表明,该海域近底部悬浮颗粒物沉降通量最大值为13.34g/(m2·d),由小潮向中潮沉降通量逐渐增大,这主要是由于近底部温盐跃层层位上移,近底部垂向混合作用增强,致使底部再悬浮沉积物向上扩散,并最终被沉积物捕获器捕获。沉积物捕获器可以接收到再悬浮沉积物,结合底部边界层过程的观测研究,可以深入认识海底沉积物的侵蚀、沉降及埋藏过程,在研究海岸与陆架区沉积动力学、泥质区沉积记录的形成过程与保存潜力中扮演着十分重要的角色。     

基于不同权重的栖息地指数模型预报阿根廷滑柔鱼中心渔场

本文根据2003-2009年1-5月和2011年1-5月西南大西洋海域阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)的生产数据,结合遥感获得的海表面温度(SST)和海表面高度(SSH)数据,利用不同权重的栖息地指数模型来预报阿根廷滑柔鱼的中心渔场。采用外包络法,利用作业次数与SST、SSH建立适应性指数(SI)模型,依据作业次数比重和产量比重来比较不同权重的算术加权模型(AWM),从而筛选出最佳模型,并对最佳模型进行验证。结果显示,确定AWM(a=0.3,SST权重为0.3,SSH的权重为0.7)为最佳模型,当栖息地适应性指数(HSI)大于0.6时,作业次数的比重为93.23%,产量比重为89.28%,当HSI小于0.4时,作业次数的比重为2.12%,产量比重为3.35%。利用2011年1-5月的生产数据和环境数据对AWM(a=0.3)进行验证,结果显示,在HSI大于0.6的海域,各月作业次数比重均在91%以上,产量比重均在95%以上。研究表明,在阿根廷滑柔鱼渔场形成中SSH比SST更为重要,基于SST和SSH的AWM(a=0.3)能够较好地预测西南大西洋阿根廷滑柔鱼的中心渔场。     

基于SODA数据集的南海海表面盐度分布特征与长期变化趋势分析

盐度是南海物理环境的重要组成部分之一,盐度的变化对南海的水动力环境有重要影响。利用1972-2010年的SODA数据集的5.01 m层月平均数据,分析南海海域海表面盐度的时空分布特征,采用基于最小二乘法的线性拟合分析南海海表面盐度的长期变化趋势。结果表明南海海域的海表面盐度在39 a间90%以上区域均呈现盐度下降趋势,整个海域SSS则以每年0.005 88 psu的速率下降,春季SSS下降速率最大为0.006 4 psu/a,夏季SSS下降速率在四季中最小为0.005 19 psu/a。     

基于FLAC3D数值模拟的老采空区剩余沉降量分析计算—以山东枣庄安博化工项目为例

空区的剩余沉降值计算是采空区地质灾害危险程度一种定量分析的方法,利用FLAC3D直接模拟早期采煤形成的老采空区塌陷状态,计算出老采空区的剩余沉降量。以山东枣庄安博化工项目为例,首先采用物探、钻探手段探测老采空区深度、顶板塌落与破碎状况以及地质地层信息,其次结合岩心试验地质材料参数结果进行FLAC3D模拟,计算自重作用下采空区剩余沉降量,以及加载建筑后老采空区剩余沉降值,对比了传统概率积分法计算沉降值,结果基本一致,说明计算方法是可靠的。最后分析加载应力与破碎带剩余沉降值的数量关系。为老采空区土地稳定性评估以及剩余沉降量的计算方法提供科学依据与借鉴。     

傅里叶级数残差修正的TDGM(1,1)模型预测基坑地表沉降

基坑地表沉降预测是城市化进程中的难点问题,由于地表沉降的影响因素众多,使用单一模型预测难度较大.提出一种基于傅里叶级数残差修正的TDGM(1,1)模型(线性时变参数离散灰色模型),利用TDGM(1,1)模型对前期沉降数据进行建模,得到初始预测值和残差后,利用傅里叶级数对残差进行修正,以此修正预测结果.分析对比2组实验,结果表明,改进模型能够有效提高地表沉降预测精度.     

SBAS技术支持下的临沧市地表时序形变分析

SBAS监测技术作为微波遥感技术,通过最小二乘或奇异值分解的方法,对多个构成三角网的干涉对进行干涉处理,从而得到某个地区的时间序列形变规律。本文使用SBAS技术对覆盖临沧市2019年2月—2020年7月的30景Sentinel-1A雷达数据进行处理。通过剖面和时间序列分析方法对该区域进行分析,研究其地表沉降成因和规律,以此判断该地区是否存在地质灾害的隐患区域,为临沧市以后的防灾减灾工作提供参考意见。     

雷达技术支持下的福州市地铁沿线形变监测

近年来,由于地铁等地下工程大规模的建设产生了严重的地表沉降,从而诱发许多地质灾害,严重阻碍了中国城市化进程。因此,采用高精度雷达监测技术,对城市地质灾害监测及风险评估具有重要意义。本文利用SBAS-InSAR技术,基于24景X波段TerraSAR数据和32景C波段Sentinel-1数据,时间跨度分别为2013年7月至2015年8月、2015年7月至2018年2月,对地铁建设完成后的福州市区地表沉降进行长时间系列形变监测。监测结果表明,研究区域内的最大沉降速率为-12 mm/a,在整个观测周期内发现了8个沉降漏斗。并对这些区域进行进一步的时间序列分析,其中有3个区域呈现出地质灾害初期的特征,并且地表沉降存在进一步加剧的可能。