电阻率冰厚监测装置在南极海冰考察中的应用

电阻率冰厚监测装置是中国第21次南极考察中海冰厚度监测的技术设备之一。结合南极极端环境,对基于冰、水不同电传导性质的电阻率冰厚监测装置首次在南极海冰考察中所取得的数据进行了分析,总结出极地海冰不稳定的现场环境和低温是影响该装置测量精度的主要因素,并依据分析结果对该装置提出了改进措施。     

船载雷达海冰监测及预报技术在辽东湾冰区油船外输作业中的应用

介绍了在国内首次利用船载雷达，在冰区石油平台上，现场采用雷达海冰监测预报技术系统，进行雷达海冰图像数值化处理，得到流冰类型、冰厚度、流冰密集度、流冰速度、方向、流冰漂移轨迹等要素．同时首次现场实时计算出雷达冰漂流场矢量图，并开展了雷达海冰数值跟踪预报，在冰区油船外输作业中得到很好应用．为船载雷达在海洋监测预报技术和环境工程的应用提供科学依据．     

雷达海冰监测系统与数值预报技术在辽东湾冰区作业中的应用

利用航海雷达在辽东湾冰区石油平台上,现场实时进行海冰观测;雷达监测海冰系统,针对海冰类型识别及对应冰厚度、流冰漂移速度、方向、冰边缘线等要素进行观测;应用统计模式分类法,对雷达观测的海冰数据进行分类、验证,其海冰分类识别结果标准率达80％以上,同时开展现场流冰跟踪数值预报业务,检验了现场雷达海冰监测、数值预报的可行性和应用性．     

集成式船载海冰厚度观测系统研究

开展了集成式电磁感应海冰厚度监测系统的整体设计、采集控制单元以及其操作系统的研发、主控系统软件的开发、电磁感应海冰厚度探测正反演计算研究、多传感器协同控制研究、数据传输与图形监视技术研究、悬挂体外壳设计及其悬挂姿态控制研究,并在极地现场开展业务化试验与应用示范等工作。在海冰厚度探测的多参数联合反演研究方面,运用地球物理约束反演方法,由海冰二层反演模式发展成多层反演模式,改进海冰厚度计算模式;在多传感器协同控制与无线数据传输与图形监视技术研究方面,实现船外悬挂体传感器数据实时传输至室内控制及监视单元;在极地现场业务化试验与应用示范方面,制定现场试验和应用示范工作方案,参加中国极地考察。     

航海雷达识别与跟踪海冰试验

在辽东湾某座石油平台上安装了监测海冰的航海雷达。首先对该雷达探测与识别海冰的效果进行了试验。结果表明,它可识别莲叶冰、平整冰、粗糙冰与冰脊,其识别能力主要与雷达性能、天线高度以及海冰表面粗度有关;为了增大雷达对海冰的探测距离,在平台顶部架设了天线塔,使天线高度达到５５ｍ;该雷达系统有对海冰连续跟踪的能力,可为研究海冰生消和运动规律提供依据,同时也是局部海冰实时监测与海冰管理的有力手段。     

渤海海冰演化的三维数值模型

基于非结构化网格、有限体积三维海洋模型FVCOM建立了海洋-海冰耦合的渤海海冰数值模拟系统.模型中考虑了海冰动力过程和海冰热力过程,讨论了适合渤海的冰厚度分类规则、临界冰厚、短波辐射在冰内的透射率以及冰的热传输系数的合理取值.利用美国国家环境预报中心(NCEP)一小时一次的再分析气象数据作为驱动对2003—2004年冬季渤海海冰过程进行了模拟.模拟的渤海温盐计算值与实测值吻合较好,模拟的渤海冰盖分布与同期卫星遥感结果接近,模拟的辽东湾初冰日、终冰日的海冰面积、海冰厚度及其最大值和最大值对应的时刻与实测值基本一致.模拟与实测结果对比表明,建立的三维海冰数值模型能比较合理地反映渤海动力过程、气象条件影响下的温盐场过程以及渤海海冰的生消演化过程,具有较高的计算精度和计算效率,适合用于渤海海冰中长期数值模拟.     

冬季覆盖海冰条件下海冰消融过程水盐变化分析

众多国家和地区对非常规水源利用一直给予研究和重视。冬季海冰覆盖条件下,融水质量变化特征不同于常规灌溉,研究和掌握其规律对咸水冰资源综合利用十分重要。利用冬季室外冰柱、土柱实验,以实时监测海冰消融全过程为手段,深入分析冬季覆冰条件下海冰融水水量及总盐动态变化。实验结果表明:融水量最大值出现在下午15时左右;覆盖海冰条件下,海冰消融入渗过程分为集中排盐、深度脱盐、淡水入渗三个阶段。实验结果可为冬季覆冰或咸水结冰灌溉提供技术参考。     

基于实测冰芯数据的南极海冰厚度的数值模拟

根据我国第22次南极科学考察现场观测数据以及现场采集的冰芯分析数据,考虑太阳辐射、云量等因素对南极海冰厚度变化的影响,利用最小二乘法辨识气温与冰表面温度之间的关系,并以辨识结果所得到的冰表面温度作为上边界条件,依据实测情况取结冰点-1．81℃作为下边界条件,对一维热传导方程采用Crank-Nicolson格式进行离散,对南极中山站内拉湾附近海域海冰厚度变化进行了数值模拟,并与现场观测的海冰厚度数据进行了对比。     

基于海洋石油平台的海冰监测系统

【目的】有效监测渤海辽东湾海冰状况,指导破冰船破冰,保障冬季冰期海洋石油平台的安全生产。【方法】在辽东湾石油平台上构建海冰测量系统,利用视频测冰技术、视频冰速测量技术及气象观测多种手段,在2011—2015年度连续4年冬季冰期观测平台周边海冰形貌、范围、运动轨迹,并对监测数据进行分析,给出24h海冰预报。【结果】基于海洋石油平台的海冰监测系统对海冰冰量、冰厚、冰速、冰类型监测数据准确,通过数据分析可以对海冰实施年、月、周、24h预报,短期预报与实际情况基本相符合,其中24h预报准确率在95%以上。【结论】基于海洋石油平台的海冰监测系统是一套运行可靠的监测系统,能准确地观测海冰的运行趋势,为冬季渤海辽东湾的抗冰活动提供指导。     

船模碎冰阻力实验设计

教学实验是教学中理论与实践结合的重要环节,船模阻力实验是研究船舶阻力重要的手段.目前,随着国际形势与极地气候的变化,极地地区的资源、航道、科研价值日益受到重视.破冰船与冰区加强船是极地开发的基础,而极地海域常年被海冰覆盖,因此碎冰阻力的相关研究愈发重要.当前教科书中对碎冰阻力涉及过少,缺少相关理论实际结合内容.因此,在...     

直接接触固液相变制冰及冰蓄冷系统的研究进展

综述了直接接触固液相变制冰、强化制冰的方法及冰蓄冷系统的研究进展，考虑到目前对蓄冰技术相关的固液相变传热问题的研究与发展现状，提出了一些有待研究解决的问题     

基于多相流理论的冰、水、沙运动方程探讨

寒冷地区河流冬季常产生凌洪灾害 ,因此河冰问题早在 18世纪就引起了各国学者的重视 ,研究的途径大致可分为 3个方面 :原型观测 ,即通过对特定天然河段的研究 ,了解河冰运动的规律 ,据以解决生产实际问题 ;数学模型 ,运用相应的数学、物理手段 ,借助于计算机 ,从理论上探询解决问题的方法 ;进行室内试验研究。但是 ,至今尚未形成理论上的一般方程 ,依据多相流理论 ,探讨并建立了冰、水、沙多相流的基本方程     

Crystalline water ice on the Kuiper belt object (50000) Quaoar

The Kuiper belt is a disk-like structure consisting of solid bodies orbiting the Sun beyond Neptune. It is the source of the short-period comets and the likely repository of the Solar System's most primitive materials. Surface temperatures in the belt are low ( approximately 50 K), suggesting that ices trapped at formation should have been preserved over the age of the Solar System. Unfortunately, most Kuiper belt objects are too faint for meaningful compositional study, even with the largest available telescopes. Water ice has been reported in a handful of objects, but most appear spectrally featureless. Here we report near-infrared observations of the large Kuiper belt object (50000) Quaoar, which reveal the presence of crystalline water ice and ammonia hydrate. Crystallinity indicates that the ice has been heated to at least 110 K. Both ammonia hydrate and crystalline water ice should be destroyed by energetic particle irradiation on a timescale of about 10(7) yr. We conclude that Quaoar has been recently resurfaced, either by impact exposure of previously buried (shielded) ices or by cryovolcanic outgassing, or by a combination of these processes.     

基于两相流理论的冰颗粒驰豫过程和升浮初析

液固两相流是液相介质与固相介质的混合物,是固相颗粒悬浮在液相介质中的混合物或混合介质。河流冰塞常导致洪水灾害,河冰运动应属于固液两相流的范畴,依据多相流理论对河冰运动颗粒的驰豫过程和极限浮速等进行了尝试分析,所得结果不仅可作为进一步研究冰塞理论和相关数值模拟的基础,也可供物理模型研究和工程实际参考。     

浅析我国流域水资源管理体制现状

流域水资源管理是制约我国社会经济与环境协调发展的重要因素之一.在总结国外流域水资源管理经验的基础上,对我国流域水资源管理现状和存在的问题进行分析,包括我国流域水环境管理存在法律法规不健全,管理机制不统一,缺乏信息共享机制和公众参与机制等.并提出建议,包括改革流域水资源管理机制,探索流域综合管理道路.     

寒区冻土层含冰孔隙结构导热模型构建及应用分析

冻土主要由固、液和气三相物质构成,其中固体可以看成骨架,另外两相物质填充在孔隙中,是典型的多孔介质。寒区冻土层融沉过程中,其中的孔隙结构、矿物颗粒和含冰量等参数变化幅度较大,导热系数等热物性参数随之变化,目前在精细表征和分析研究方面存在一定不足。针对含冰冻土,采用多孔介质描述方法,考虑其相态变化特性,将其分为未冻区、融化区、固结区及已冻区;基于表征单元体(representative elementary volume, REV)方法,结合冻土物理学和传热传质学理论,构建了冻土层导热分析模型,包括微观模型和宏观分析模型;以寒区土壤冻融过程为例进行模拟计算,分析了孔隙率、含水率、含冰率以及通道构成系数等对冻土导热系数的影响规律。所建模型可为寒区冻土传热机理分析及导热特性研究提供理论基础。     

用于微波检测的直流放大器设计

本文提出一种放大微弱直流信号的方法，同时设计了实现这一方法的直流放大器电路。实验证明这种直流放大器与ＹＭ３８９１型直流放大器效果相近，是一种价廉、实用的直流放大器。     

黄河口现行流路的稳定

介绍了黄河口的自然条件和演变规律，提出了稳定现行河口流路的几种治理方案。为稳定现行流路３０年以上，加速胜利油田的开发和黄河三角洲的建设，开创一个良好的环境。     

塔里木河干流下游地下水变化分析

塔里木河干流下游,尤其是大西海子至台特玛湖河段是塔里木河流域自然环境最为严酷、生态退化最为严重的地区,其生态问题已引起国内外的广泛关注。本文结合前人研究成果和实际调查资料,重点分析干流下游大西海子至台特玛湖段2004—2008年地下水变化动态以及上中游来水对地下水水位和水质的影响。     

煤层水力压裂裂缝导流能力实验评价

水力压裂技术是煤层气井增产的重要手段,而由于煤层气储层与常规石油天然气储层存在较大的差异,对煤层压裂裂缝导流能力的研究不能照搬常规石油天然气储层的研究结论,有必要开展煤层水力压裂裂缝导流能力的针对性研究。使用FCES—100裂缝导流仪,用从现场取出的煤块加工而成的煤板进行了裂缝导流能力实验研究。根据实验结果,研究了闭合压力、铺砂浓度、时间和天然裂缝对煤层裂缝导流能力的影响。研究认为:随着闭合压力的增加,煤层裂缝导流能力下降幅度达50%以上;高铺砂浓度下的导流能力明显高于单层铺砂浓度下的导流能力,提高铺砂浓度有利于形成高导流能力的裂缝;随着闭合压力作用时间的增加裂缝导流能力逐渐下降,降幅为20%—35%。煤层天然裂缝对导流能力有着直接的影响,这种影响在闭合压力较高的情况下表现的尤为明显。