Improving the Definition and Algorithms of China’s Coastline Considering the Diversity of Tidal Characteristics

Two commonly used definitions of coastline are compared and analyzed in this article. To build a more perfect digital tide-coordinated coastline model in China, we should first solve the problems of the existing definition and unclear algorithms of China’s coastline. On the basis of defining the coastline in China as the intersection of coastal land and the mean high water spring (MHWS), it should be further revised, and defined either as an intersection of coastal land and the MHWS or as a mean higher high water level (MHHWL) considering the diversity of tidal characteristics in China Sea areas. Since MHWS is related to the extreme of the lunar phase and MHHWL is related to the extreme of the angle of the lunar declination elevation, the algorithms to obtain them are more complicated than that of mean high water (MHW) used in the United States. We should consider the specific law of tidal movement in different tide types of the predominantly semidiurnal or diurnal sea areas in China when studying the precise algorithms for MHWS and MHHWL. Several experiments show that the difference between the two types of calculations of coastal height, such as water level observations and tidal predictions, is within centimeter level. The research results of this article have a certain reference value for countries with similar coastline features as in China.     

洋山深水港海域多年来海床冲淤变化及其影响因素分析

海床冲淤变化对港口与航道工程建设非常重要。由于泥沙供给、人类活动和其他等因素的影响,海床冲淤变化非常复杂。洋山深水港是一个新兴的深水港口,是上海国际航运中心重要的组成部分,它的建设引起了各方的广泛关注。目前,洋山水深港一、二、三期港区在潮流运动和定期疏浚下保持着良好的水深。四期港区工程是世界上最大的全自动化深水码头,2017年12月以开港运行。本论文基于大量的地形资料、水文泥沙资料,分析了整个洋山深水港多年来的海床冲淤变化和近期四期工程海域海床冲淤变化。结果显示：1998-2010年整个洋山港区海床冲淤变化表现为较大幅度的冲淤,在洋山主通道内呈现为"南淤北冲"的格局,但是颗珠山汊道一直以来均表现冲刷的趋势;四期港区水域近一些年来也表现为一个冲刷的趋势,多年年均冲刷幅度0.7m左右;讨论了外界泥沙供给、港口工程陆域边界封堵、港池疏浚和由此带来的水流的变化以及泥沙水力特性等因素的对洋山港海域海床冲淤变化的影响,在众多因素中,颗珠山汊道的存在（或保留）对洋山西部水域或四期港区水域冲刷有着积极的作用,它的存在所产生的落潮作用对四期港区的水深维护起到重要的正面影响。     

相位降噪与矢径分解组合的矢量序列分解方法

基于矢量序列相位与矢径的统计分布差异,本文提出一种TV (Total Variation)相位降噪和EMD (EmpiricalMode Decomposition)矢径分解组合的矢量序列降噪、分解方法。利用TV细致的演化特点进行相位降噪,其中引入最大信杂比准则,以优化选择调整参数和迭代次数;利用EMD适用于非线性非平稳分解的特点,将矢径分解为多个IMFS(Intrin-sic Mode Function),其中加入了非负判别,以保证重构矢量的相位不会发生跳变。然后,将降噪相位和分解的IMFS一一对应,重构矢量。考虑到历史继承性,该方法称为VEMD(Vector Empirical Mode Decomposition)方法。以高斯噪声污染的2个人工信号(线性调频信号、正弦+线性调频信号)和实测海杂波数据验证了本文所提出方法的性能。     

中国极端干旱——空雨频率的主模态时空特征

利用国家气象中心的站点日降水观测资料,定义一个季节内无降水日出现的频率——空雨频率作为极端干旱的表征指标,对中国487个站点1980—2014年秋、冬、春三个连续季节的空雨频率进行季节-经验正交函数分解(S-EOF),发现我国极端干旱随季节演变的时空分布主要表现为前四个主模态的特征,累积方差贡献为40.6%。第一模态为秋、冬、春三季连旱模态,空雨频率呈现显著的上升趋势,大部分地区为异常变旱,冬季华南沿海变旱最显著。第二模态为秋与冬春干旱的反位相变化模态,空雨频率出现明显的秋-冬-春季反位相的季节反差现象,且存在弱的年代际振荡。第三模态为冬-春极端干旱反位相模态,对冬春两季的代表性较好,秋冬两季空雨频率的空间分布场为以长江流域为中心的极端变旱,而春季空雨频率呈现反位相变化。空雨频率以1998年为突变点存在明显的年代际转折。第四模态为南北偶极型秋-冬-春反位相模态,呈现出长江流域以南与长江流域以北三个季节空雨频率均为相反的位相分布。不同的模态反映不同季节、不同区域的空雨频率的变化,充分表现出我国干旱分布的复杂性。     

基于MODIS数据的淮北地区云特性研究

利用2006年—2015年MODIS云产品数据(MYD06),对淮北地区不同云相态、不同相态云粒子有效半径和云顶温度逐月概率分布进行了统计对比分析,同时对四季云水路径逐年变化进行了研究。研究表明:淮北地区夏秋冬季水云出现的概率较高,春夏季冰云出现的概率较高。水云年均发生概率是冰云的近2倍,晴空和冰云相当,混合相态云较少。除7月份,水云有效半径概率逐月分布逐年有所变化,主要分布在5—30μm。冰云有效半径主要分布在15—35μm,且10年间4、5和8月份概率分布较为一致。混和相云有效半径主要分布在10—40μm,逐月发生概率在10—20μm和25—35μm出现两个峰值,这与水云和冰云不同,且在春秋冬较为明显。10年间淮北地区上空云水路径年均值低于300 g/m~2。冬季年均云水路径相对较低且逐年呈现减少的趋势。春秋冬季云顶温度逐月概率分布逐年变化较大。春冬季冷云发生的概率较大,夏秋季暖云出现的概率要高于冷云。     

线性光谱混合模型的适用观测尺度分析

线性光谱混合模型是目前应用最广泛的光谱混合模型,但由于遥感观测多分辨率的特点,模型的适用性会受到尺度效应的影响。为探索该模型在不同观测尺度下的适用程度,本文从地物辐射原理出发,通过理论推导微面元辐射通量表达式,得出地物辐射通量除了与端元反射率和面积比有关外,也与天顶角存在显著的非线性关系。因此,在线性光谱混合模型和微面元辐射通量的基础上,推导了更具普适性的积分线性光谱混合模型的表达式,再采用数值模拟的方法,计算了两模型的相对差值Δρ,结果表明Δρ的大小仅与探测单元的半瞬时视场角β有关,并通过实测光谱实验对上述推论进行了验证。研究表明,当β13°时,Δρ较小,线性光谱混合模型是积分线性光谱混合模型的一种近似表达形式,β完全可作为确定线性光谱混合模型适用观测尺度的关键依据,并且该模型的适用程度随β的增大而降低。     

粗颗粒两相流计算方法研究

针对具有颗粒粒级跨度大且粒径大特点的固液两相流系统,如深海采矿系统等,开发新型粗颗粒—均质浆体计算模型,该模型采用欧拉—拉格朗日计算法,大粒径颗粒视为固相粗颗粒,其余视为细颗粒与海水组成液相均质浆体。固—液相间滑移速度v_(slip)作为粗细颗粒划分标准,通过联立颗粒雷诺数Re_p,液相对颗粒绕流阻力系数C_d,颗粒粒径d_p等参数,得到滑移速度v_(slip)与颗粒粒径d_p的相关函数,获得粗细颗粒的划分粒径,进而得到两相流控制方程。利用CFD软件,使用该方法对粗颗粒固—液两相流垂直管提升系统进行仿真计算,并将所获得的仿真结果与已发表成果进行对比,发现数据较为吻合,从一定程度上验证了该计算模型的准确性。     

Extraction of Lithium from Salt Lake Brine using N523-TBP Mixture System

In this work, problems encountered by tri-butyl phosphate (TBP) in the industrialization of lithium extraction from salt lake brine were discussed in detail. The lithium extraction behavior of N, N-bi-(2-ethylhexyl) acetamide (N523) was investigated, and its defect was analyzed in the view of practical application. The N523-TBP mixture extraction system was proposed to alleviate or avoid the defects that N523 and TBP met when they were used severally. The composition of this mixture extraction system was determined as 20%N523-30%TBP-50% kerosene. The effects of brine acidity, Fe/Li molarity ratio, phase ratio and chloride ion concentration on lithium extraction efficiency were discussed respectively. The operation conditions in single stage extraction were optimized as brine acidity=0.05 mol/L, Fe/Li molarity ratio=1.3 and phase ratio=2. The high concentration of chloride ion in brine was benefit for extraction of lithium. The structure of extracted complex was proposed as (LiFeCl4·nN523·mTBP)·(2-n)N523·(2-m)TBP (m+n=2) by chemical analysis and slope fitting methods. The extraction thermodynamic functions were calculated preliminarily, and the results suggested that the extraction process was an exothermic (ΔH<0) and spontaneous (ΔG<0) reaction, and the degree of disorder increased (ΔS>0) during the extraction process. This work will give some guidance to the lithium industry of Qinghai in both fundamental theory and practical application.     

铁丝原位自转化-固相微萃取新涂层应用于萃取环境水样中多环芳烃的性能研究

多环芳烃(PAHs)是一类具有致癌作用且难以降解的持久性有机污染物,广泛存在于环境中。环境中痕量PAHs的直接分析往往因检测手段的检出限达不到要求而存在困难,需要结合分离富集手段。常规的样品前处理技术如索氏提取、液液萃取等存在耗时长、使用大量有机溶剂等问题。因此为了提高效率、避免对自然环境的二次污染,有必要开发一种简便、环境友好的新型样品前处理技术。固相微萃取(SPME)是一种集采样、富集、进样于一体的无溶剂前处理技术,与气相色谱-质谱(GC-MS)等技术联用可实现复杂基质中痕量有机物的快速富集和检测。目前SPME技术的研究热点主要集中在改善涂层的萃取性能以及提高其机械强度方面。本文采用铁丝(IW)作为载体,同时又提供了铁离子来源,以原位自转化的方式在具有良好机械稳定性的铁丝上生长出一层多孔结构的金属有机骨架化合物多孔膜[MIL-53(Fe)];将其作为固相微萃取涂层[IW@MIL-53(Fe)],以7种难挥发的稠环PAHs作为目标分析物,以浸入式模式进行萃取,并结合GC-MS作为检测手段验证其萃取性能。结果表明:新涂层的萃取性能是商用100μm PDMS涂层的1～2倍,且涂层可稳定使用120次以上。该方法的检出限为0.03～2.25ng/L,线性范围为250～10000ng/L,相关系数为0.9903～0.9991。将建立的方法应用于自然水体中PAHs的检测,加标回收率为80.1%～108.5%。本研究不仅为高性能SPME涂层简单、快速制备提供了新思路,而且所建立的方法有望应用于水体中痕量有机污染物的准确和高灵敏检测。     

悬沙浓度标定相关性问题的探索

为研究影响OBS悬沙浓度标定相关性的因素,通过大量的数据分析发现常用的两种瞬时式采样器存在自身局限,无法精确控制采集点位置,以及无法完全封闭已经采集的水样。这两个局限是导致悬沙浓度标定相关系数较低的关键因素。在流态复杂的河口区,采样器的局限导致的影响更加明显。建议现场采集水样并进行后续处理时,需要注意仪器观测对象与标定样品的一致性。