1997年冬季东海高氧水分布研究

根据1997年冬季东海表层、10 m层、50 m层、底层溶解氧(DO)的分布情况,在总结水团一般规律的基础上,分析了东海高氧水与台湾暖流和东海高密度水环流的关系.结果表明:东海高氧水的分布与台湾暖流、江浙沿岸流、东海高密度水环流有关,东海北部的垂向混合是充分的.     

毛乌素沙漠南缘煤矿开采涌水及其对浅层地下水影响的预测分析

在毛乌素沙漠南缘煤矿区水文地质特征分析的基础上,构建矿井涌突水预测的地下水三维流数值模拟模型。研究结果表明,矿井涌水量主要来自浅层地下水蒸发量和溢出量的减少,以及地下水储存量的释放;矿井涌水形成了与采空区形态基本一致的浅层地下水位降深场。研究后认为,矿井涌突水量的大小,主要受覆岩垂向渗透性能强弱以及覆岩之上含水层富水程度的影响;矿井涌突水量的极值差与极值比,基本能够反映覆岩之上含水层地下水对矿井涌突水量的贡献与影响。煤矿采空区之上覆岩垂向渗透系数(0. 01～1. 0) m/d,对应的矿井涌突水量变幅最大,增速最快;采空区导水裂隙带一旦导通上覆第四系或白垩系含水层(即覆岩垂向渗透性能的大幅增强),覆岩之上含水层的地下水就会大量漏失,甚至出现疏干含水层的现象,这对浅层地下水流场和溢出量都会造成巨大的影响。     

台风“苏迪罗”影响下赣北暴雨成因分析

利用常规观测资料,多普勒雷达资料,自动站5 min观测资料以及数值预报产品资料,从环流形势、动力条件、水汽输送、中尺度系统以及地形特征方面,分析2015年8月8-10日台风"苏迪罗"台风造成赣北极端大暴雨的原因,并对数值预报检验,结果表明:1)"苏迪罗"影响的强降水出现在台风环流中心及其移动方向的右前方,"苏迪罗"登陆后保持暖心结构,造成此次赣北大暴雨的主要影响系统为台风的气旋性环流;2)水汽输送集中在850 h Pa边界层以下,水汽辐和中心在925 h Pa附近;3)雷达回波主要以30~35 d BZ的层状云回波为主,持续时间长,回波顶高低。自由对流高度在1 200 m附近,有利于高效率的降水出现;4)5 min自动站观测资料没有发现风向辐和明显的中尺度辐和线,在赣北存在10~6 m/s的风速辐和,配合赣北山地地形是造成此次大暴雨原因之一;5)数值预报对于极端降水没有预报能力,需要客观订正。     

东中国海环流对2008年浒苔事件的影响

以2008年浒苔暴发期间每隔5天的海表温度和风场做强迫场,利用POM模型模拟得到2008年黄海浒苔事件期间的环流场.模拟的夏季黄海近岸表层流向北流动,流速较大;山东半岛南岸表层流向东北流动,流速较小.模拟结果显示,表层流场主要受到风向的影响.在夏季,黄海近岸表层流为向北然后转为向东北流动,形成顺时针旋转的环流.而环流产...     

台风"纳沙"期间广西近岸风暴射流产生与增减水异常现象

利用长度为1年的广西近岸观测站的ADCP数据和有关潮位观测结果,针对2011年"纳沙"台风期间引发的广西沿岸西向风暴射流和增减水变化过程对应关系,分析台风期间广西近岸西向风暴射流产生的主要原因。结果发现:台风登陆期间S1站表、底层实测流速均比无台风期间流速增大将近两倍,余流流速最大值超出正常值3倍以上;台风消退时底层流向恢复最快,表层较慢;广西近岸强劲西向风暴射流的产生,可能是入海径流与台风将海水向北输运两种作用叠加导致的;台风引起的水位增减变化具有先减后增的规律。在距离海岸不到1 km处产生如此大的西向风暴射流实属少见,深入开展台风期广西沿岸西向风暴射流在传入近岸港湾后的变形、分布及衰减的理论问题研究,对于近海生态系统及环境保护具有重要的理论和现实意义。     

福州西湖沉积物磷形态垂向变化特征

采用化学连续提取法对福州西湖两个柱状沉积物样品中垂向不同形态磷进行分级提取分析.结果表明:1#样品表层沉积物总磷含量在830μg/g左右,垂向各层总磷呈“S”状分布;2#样品表层沉积物总磷含量在700μg/g左右,垂向各层总磷呈“7”状分布.两个柱状沉积物垂向各层均以无机磷为主,占总磷含量的80%~90%,其中铁磷含量远远高于铝磷和钙磷的含量,占总磷量的50%~60%.两个柱状沉积物垂向各层中闭蓄态磷含量很低,说明沉积物中自然来源的磷很少,主要以人为输入为主,垂向各层磷形态和含量的不同,反映了不同时期和不同程度的人为输入磷的污染.     

山口岩水库坝前水域铁、锰垂向分布特征及成因分析

为探究分层型水源水库坝前水域铁、锰垂向分布特征,于2018年6月至2019年5月对山口岩水库不同深度铁、锰浓度进行监测,并结合坝前水温、溶解氧、pH的变化特征,探讨了铁、锰超标的成因.结果表明:山口岩水库坝前水域水温分布在冬春交汇期为混合型,其余季节属于分层型,溶解氧随水温呈垂向分布,夏季至冬季50 m以下水体均处于厌氧环境,其中冬季30 m以下水体溶解氧浓度在0.2～2 mg/L之间.坝前水体铁、锰浓度垂向分布特征明显,底层水体铁、锰浓度从夏季开始超标一直持续至春初.夏秋季超标集中发生在50 m以下水体,冬季超标范围上升至24 m,浓度达全年最大.表层水体在春季初出现铁、锰浓度超标,4月份铁、锰浓度均降至限值以下.综合分析表明水库坝前水体铁、锰浓度超标的主要原因是沉积物在长时间的厌氧酸性条件下的内源释放,随着水体分层结构稳定性的下降污染范围逐渐增大,冬末春初水体对流加剧是引起表层水体铁、锰超标的原因.     

海水虾池的太阳池效应

经观测发现,雨后天晴时,海水虾池易产生太阳池效应．主要表现在池水盐度分层,形成密度梯度,水体热对流受阻,底部水温上升．测得池水表层水温30℃,底层水温达34．2℃,上下层温差达4．2℃．以水族箱模拟冬夏季条件实验结果表明：日气温31—24℃时,经8h太阳光照,下层水温从31．2℃上升到44．7℃,上下层水温差可达7℃,造成水中日本对虾、菲律宾蛤仔死亡．而对照组表层与底层温差不明显,日本对虾未发现死亡．实验结果与海水对虾池实际情况相符,认为太阳池效应是雨后虾池对虾毁灭性死亡的一个重要原因．     

台风"温比亚"在河南的转向路径和暴雨特征分析

利用常规、非常规、再分析资料,对2018年8月台风"温比亚"在河南的转向路径和暴雨特征进行了诊断分析.结果表明:"温比亚"在河南经历了西北行逐渐减速、停滞转向、东北行逐渐加速的过程;大范围暴雨主要集中于台风进入河南西北行逐渐减速的过程中.中纬度西风槽携带的冷空气从低空侵入台风环流,在非纬向高空急流形成的强辐散场与台风低空辐合场耦合的情况下,触发对流和暴雨增幅.西风槽东移有利于台风西北行减速停滞并转向.非纬向高空急流向平直西风急流演变并增强南扩,急流轴右侧的强辐散中心东北移,从高层牵引台风转向;台风东侧副热带高压及高空反气旋环流加强并向西南伸展,台风环境风场转入增强的西南气流中,是台风转向并加速东北移的重要动力因素.台风停滞转向之后,台风上部垂直涡度、散度、垂直速度场与下部错位,台风强度减弱,水汽通量值下降,降水也随之减弱.低空水汽通量大值中心、水汽通量散度负值中心和高空辐散中心对预报台风移动方向和降水强弱趋势具有指示意义.     

海洋水体颗粒有机碳遥感反演研究进展

海水颗粒有机碳(POC)对海洋碳循环以及调节CO_2影响下的全球气候变化具有重要意义.遥感技术是获取海水POC信息的重要方法,POC遥感监测与空间模式已成为海洋领域的热点科学问题.本文全面总结了国内外海洋颗粒有机碳遥感反演算法,包括一类和二类水体的表层和垂向POC浓度遥感反演,以及POC遥感获取方式分类、比较与分析.同时,本文对海洋颗粒有机碳遥感反演进行了展望,提出结合POC表层和垂向分布,建立近岸海域水体POC三维遥感模式.     

Matrix Suction of Unsaturated Colluvium Slope Influenced by Rainfall and Plant Condition： A Case of Taiwan Huafan University

This study investigates the variation of matrix suction,water content and ground water level before and after the rainfall for the unsaturated colluvium slope in the campus of Fuafan Uni-versity. The measuring devices including electrical matrix suction,water content and ground water level were set up in different sur-face of planting condition for each depth in real-time. It is ob-served that the matrix suction in the time from July to September is higher;however,when heavy rains caused by typhoon happened,matrix suction will drop rapidly. This variation is obvious in short grass zone and less clear in the broadleaf tree zone. The maximum value in short grass zone,long grass zone and broadleaf tree zone at 2 m depth are 90.3,68.2,18.5 kPa,respectively. These results are expected to serve as a reference for the study of slope stability mechanisms.     

相似路径台风风暴潮过程对比

基于MIKE 21模型和Holland台风风场模型,构建了1909号利奇马和0509号麦莎2次相似路径台风期间的风场和气压场,并模拟了相应的风暴潮过程。结果表明：台风中心附近增水变化显著,浙江东北部海域在台风登陆期间的增水更大;受台风强度影响,台风利奇马期间增水高值区更大,部分海域2次台风期间最大增水差值接近1.0 m;潮致欧拉余流速度较大值主要分布在100 m水深以浅的海域,量值超过20 cm/s,江苏沿海、台湾东北部海域存在欧拉余环流;台风利奇马期间近海斯托克斯余流值普遍小于麦莎期间;斯托克斯余流项对台风期间长江口、浙闽等近海浅水区短期物质输运过程起一定主导作用。用EMD方法和Hillbert变换分析了典型站点风暴潮位的特征,发现站点IMF1模态和天文潮位较吻合;水深和IMF3模态的最大功率谱密度呈现出较高的相关性,并且随着水深的增加,IMF3模态的最大功率谱密度逐步变大。     

悬浮颗粒物垂直分布对水体光学特性的影响

【目的】研究典型湖泊水体垂直分布对遥感反射率的影响,并了解其主要影响波段和影响水深。【方法】利用实测数据和前向辐射传输模型得到水体垂直分布模拟数据,选取两种典型的湖泊水体垂直分布类型,研究它们对水表面遥感反射率的影响,并分析其敏感波长和最大影响深度。【结果】与均质水体相比,不同类型的水体垂直分布最大会引起遥感反射率100%的高估或者30%的低估且误差随着水深的增大而减小。当表层悬浮颗粒物浓度(SPM1)较小时,在相同浓度条件下,不同类型水体垂直分布的敏感波长随着水深增大逐渐减小;在同一深度时,敏感波长随着悬浮颗粒物浓度的增大逐渐向长波方向移动;当SPM1较大时,敏感波长随水深增大没有明显变化。不同类型水体在SPM1较低时,各波段的最大影响水深各不相同,可达10m,并随表层悬浮颗粒物浓度的增大而逐渐减小,峰值波长逐渐向长波方向移动;当SPM1较大时,最大影响水深集中于0.5~2.0 m,随波段递增无明显变化规律。随着表层水体的衰减系数的增大,最大影响水深在不同波段基本呈递减趋势。【结论】研究成果有助于准确的理解表层遥感反射率中所包含的水体垂直结构信息,并为深入研究非均质水体光学特性及其辐射传输过程提供理论依据。     

Numerical study and prediction of nuclear contaminant transport from Fukushima Daiichi nuclear power plant in the North Pacific Ocean

On March 11,2011,a large earthquake and subsequent tsunami near the east coast of Japan destroyed the Fukushima Daiichi nuclear power plant(FD-NPP),causing a massive release of nuclear contaminants.In this paper,a Pacific basin-wide physical dispersion model is developed and used to investigate the transport of nuclear contaminants.The Pacific circulation model,based on the Regional Ocean Modeling System(ROMS),is forced with air-sea flux climatology derived from COADS(the Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set).It is shown that ocean current dominates nuclear contaminant transport.Following the Kuroshio Extension and North Pacific Current,nuclear contaminants at the surface will move eastward in the Pacific as far as 140°W,thereafter dividing into two branches.For the south branch,nuclear contaminants will be transported westward by the equatorial current,and can reach the Philippines after 10 years’ time.In contrast,the north branch will arrive at the American west coast and then migrate to the Bering Sea.At 200 m water depth,part of the nuclear materials will move southwestward along with deep ocean circulation,which could potentially reach the east coast of Taiwan.The other part will move to the west coast of America and separate into two branches.One will move northward along the west coast of Alaska,while the other will travel southward to the Hawaiian Islands.The transport of radiation contaminants below 500 m is slow,and will primarily remain in the central Pacific.The physical dispersion model results show that high concentrations of the radioactive isotope cesium-137(137 Cs) will move eastward and reach the central Pacific and west coast of North America in two and eight years,respectively.The sea areas influenced by the nuclear contaminants continue to expand,while peak concentrations decrease in the North Pacific.     

华南西部登陆台风的大尺度条件对比分析

利用每6 h一次的NCEP/NCAR再分析格点资料对9615号和0103号两个典型台风的大尺度环境场特征进行对比分析.结果表明,在中高层出现"北槽南涡"的环流形势场有利于登陆台风的维持; 源于南海南部和孟加拉湾的热带低空急流汇成的台风南侧的西南风急流是台风登陆后得以维持和引发暴雨增幅的重要系统.进一步分析表明,主要影响系统的差异导致了两个台风在垂直风切变和涡度的垂直分布上存在极大的差异, 较弱的垂直风切变及较强的涡旋环流是0103台风比9615号台风在登陆后维持得更长的最直接原因.     

内波垂向结构的分段求解方法

为了掌握海洋内坡的特性，针对内波垂向结构的数值解法进行了严谨的分析推导，提出了分段求解方法．将数理方程中的Strm-Liouville本征值问题应用到内波方程，可获得标准化的两种方法，进而探讨了这两种方法的统一性及实用性．计算结果表明，对半日潮的低频情况内波可存在于整个水深，而对周期为20分钟的较高频情况则内波只存在于垂向的有限范围内，在上下两层，其垂向速度的衰减很快．该方法应用于实际海洋中，可以获得一般情况下内波函数的广义Fourier级数，从理论上可以证明解函数的完备性。     

大洋多金属结核1km海上开采实验系统扬矿管水平液动力分析和计算

大洋多金属结核1km海上开采实验系统的扬矿管所受水平液动力由多个参数决定. 本文从系统总体设计参数出发,得出了其他各种参数值,并根据Morison方程详细推导了海浪和海流的速度和加速度的表达式,最后采用数值积分的方法得出了液动力随时间和深度的变化曲线. 在同一水深处,总液动力随时间的变化规律接近于正弦(余弦)曲线;而在同一时刻,总液动力则随水深绝对值的增加而递减,在水深0*#m至水深-200*#m内,递减速度很快;总液动力最大值为3.790*#kN.     

ADP-flow velocity profile to interpret hydromorphological features of China''''s Yangtze Three-Gorges valley

Land and sea are linked closely by large rivers throughrunoff and sediment discharging and biochemical materialtransferring into the sea[1?3]. The processes carried out byenergy exchange have been in a sensitive response toglobal change[4]. To study the mechanism of sediment transport in the river basin as to reflecting hydromor- phological and climatological controls is thus becoming vital for earth scientists, at present and in the near future since any change in fluvial landform is of a gre…     

基于模型耦合的北部湾风暴潮增水与风浪模拟研究

台风风暴潮引发的增水和风浪效应是造成沿海低地灾害和损失的重要因素。本文设计了区域嵌套、波-流耦合的有限元数值模拟系统,对北部湾及附近海域风浪和增水过程进行有效模拟,精度达到应用要求。结果表明北部湾在台风影响下引起明显风浪和增水效应。台风中心风浪较小,仅1 m以内;而台风臂扫过海域风浪较大,可达9 m以上。最大增水海域出现在北部湾东侧靠近琼州海峡附近,可达2.5 m。风浪与增水叠加具有非线性效应,最大增水与最大风浪出现时间如与大潮高潮位相遇易形成超高水位,将对北部湾沿岸低地造成巨大淹没风险。本研究意在突破北部湾现有模型局限性,为进一步深化科学研究和工程应用提供基础数据。     

抚仙湖水体中磷的分布特征及其影响因素

 深水湖泊通常具有水体交换周期长、污染物滞留率高、垂向水温分层等特征,水质参数的分布具有明显的时空变异性。以2009年5月和7月的两次现场水质调查数据为基础,结合入湖污染源和湖泊自身的水动力条件,深入探讨了抚仙湖水体中磷的水平、垂直分布特征以及入湖污染源和水动力条件的影响,结果表明：表层水体中总磷（TP）的空间分布及其变化与抚仙湖风生流场和入湖污染源的分布特征具有较好的一致性;雨季降雨径流携带了大量的污染物和泥沙入湖,导致7月表层水体中TP质量浓度较5月明显增加;降雨径流污染主要影响浅层水体,对100 m以下深层水体的影响较小;水体中TP质量浓度有沿水深逐渐增高的趋势,深层水体中磷的蓄积较重,并有加剧趋势。底部“磷库”的存在对湖泊水质存在较大的潜在威胁,需引起高度重视。