渤海底层低氧区的空间特征与形成机制

近海低氧区的发生是影响海洋生态系统健康的重要因素,也是海洋科学的研究热点.通过对2014年渤海夏季(8月末)航次观测数据的深入分析及与春(4月末)、秋(11月)两季观测的对比,研究了半封闭的渤海底层低氧区的分布特征、形成机制、及其与温盐结构的关系.结果表明,春季和秋季渤海底部溶解氧(DO)8 mg/L,但在夏季出现大范围底部DO低值区,其中DO3 mg/L的低氧区总面积约为4.2×10~3km~2,具有南、北"双核"结构,空间特征与双中心冷水结构基本一致.渤海中部断面分析表明渤海浅滩南北两侧洼地在夏季出现明显垂向分层,导致底部冷水团DO含量下降与明显酸化(p H7.8).冷水区稳定的沉积环境使其表层沉积物总有机碳(TOC)和总有机氮(TON)含量明显高于其他海区.对数据综合分析表明,渤海中部海水季节性层化及其对溶氧的阻滞作用是低氧区产生的关键物理机制,沉积物中累积的有机质在夏季的矿化分解是产生底部低氧和酸化环境的重要原因.该低氧区的产生是渤海生态系统剧变的结果和集中体现,与赤潮等生态灾害频繁发生和渔业资源衰退可能存在密切关系.     

冰海沉船话海冰

1912年，英国的大型客轮“铁达尼号”在北大西洋航途中，被冰山撞沉，1635人葬身大海，是世界航海史上最惨痛的一次事件。事后，人们为避免类似的海难重演，建立了海冰巡逻机构，向在大洋上航行的轮船报告冰山源流情况。 我国地处温带和热带区域，每年冬季，只有纬度较高的渤海和北黄海能出现海面结冰现象，至于像撞沉巨轮“铁达尼号”的冰山，在中国的海域是看不到的。     

东北亚丝路上的海东盛国(上)

唐玄宗先天二年(公元712年),唐朝派遣使臣崔忻册封今东北的靺鞨族首领大祚荣为渤海郡王、忽汗州都督。"自是始去靺鞨号,专称渤海"。从这年开始,唐朝承认渤海政权并与其建立了藩属关系,应该也是渤海国历史的开始。崔忻回程路经辽宁旅顺黄金山时,在山麓凿井两口,并刻石题名:"敕持节宣劳靺鞨使,鸿胪卿崔忻井     

湿润转变对超疏水表面上撞击液滴结冰影响的研究进展及展望

表面超疏水性是液滴撞击固体表面反弹的基础,利用超疏水表面的液滴反弹特性可从源头上抑制撞击液滴结冰,但湿润转变的发生会使表面的超疏水性失效.本文重点关注湿润转变对超疏水表面上撞击液滴结冰的影响.首先,分别从湿润转变对表面上撞击液滴动力学行为的影响、湿润转变对撞击液滴结冰形式的影响和撞击液滴湿润转变遵循的能量路径及转变机理3个方面梳理当前研究现状.然后,在总结上述研究现状的基础上,对通过表面微结构拓扑设计,实现抑制Cassie-Wenzel不可逆湿润转变,促进Cassie-Wenzel-Cassie可逆湿润转变,以此强化超疏水表面的液滴反弹特性进而抑制撞击液滴结冰的新思路进行了展望.     

渤海1958年和2000年夏季温盐场及环流结构的比较

渤海沿岸葫芦岛、秦皇岛、塘沽及渤海海峡北部北隍城4个海洋站35年(1961~1996)盐度观测资料显示上述4站的盐度分别升高了1.1, 1.6, 1.9和0.4. 盐度观测资料还显示, 过去35年中, 渤海至少发生了5次较大盐度变化过程. 比较1958年8月和2000年8月渤海大面观测资料, 渤海的盐度分布结构也发生了较显著的变化. 1958年8月老黄河口外海表层的低盐区已由高盐区替代, 盐度变化最大值达10.0以上, 且2000年8月从表层到底层盐度量值及分布结构基本一致. 比较两年全渤海的盐度可知, 渤海大部分海区盐度升高了2.0以上. 渤海温盐度场结构的变化导致了渤海环流变化. 数值模拟研究结果显示, 2000年8月渤海环流和1958年同期环流相比其结构发生了大的变化. 环流变化最显著区是渤海湾、莱州湾及其邻近的渤海中部海区. 1958年夏季存在的渤海湾外侧的顺时针流环和莱州湾外侧的逆时针流环在2000年夏季已消失, 渤海湾逆时针流环位置明显外移, 莱州湾内流动方向发生了180°的转向. 与渤海环流变化相应, 渤海和黄海的水交换量也随之发生了变化, 2000年8月较1958年8月渤海与黄海的月平均水交换量减少了0.7×10⁴ m³/s.     

崛起的天津

天津,在华北地区是仅次于北京的第二大都市,却长期躲在北京的影子里,未能显出自己应有的风姿. 天津是中国最早的三大直辖市之一,面积1.13万平方千米,人口900万.它北依燕山余脉,东临渤海之滨,地处海河五大支流交汇处,是北京通往东北、华东的铁路交通枢纽和远洋海港.     

东北亚丝路上的海东盛国(中)

渤海国的上京城,型制模仿长安,在当时已经超过隆州府成为东北最大城市。交通相当发达,同内地的"就市交易"及互市岁岁不绝,与日本的海上贸易也相当活跃。渤海不断派遣诸生到长安太学"习识古今制度",使用汉字。不少人在唐朝参加科举考试,有的考中进士。他们之中很多人,后来在渤海政     

渤海海域郯庐断裂带的地震层析成像特征

渤海是连接郯庐断裂带辽宁段和山东段的重要区域,利用地震层析成像方法重建三维P波速度模型,展示了渤海海域地壳和上地幔结构的变化,揭示出郯庐断裂带的深部构造特征以及与构造活动的关系.分析表明,渤海海域的地壳结构存在明显的横向非均匀性:在辽东湾及渤海中部,郯庐断裂带附近的地壳具有双层结构,浅部为低速沉积层,地壳中、下部速度偏高,未见壳内低速层,显示了相对稳定的地壳结构特征,与现今较弱的地震活动相吻合.在渤海南部及莱州湾,郯庐断裂带受张家口-蓬莱断裂带的影响较大,全新世以来的构造活动使得这一地区的地壳结构极为复杂,成为地震活动频繁发生的重要原因之一.此外,渤海海域地壳中、下部和上地幔平均速度偏低,推测与华北克拉通破坏及地幔上涌存在一定的联系.地幔热流物质有可能沿郯庐断裂带形成的通道向上侵入,在地壳底部冷却后形成高速薄层,对于强化壳幔边界、减缓断裂带的构造活动起到了一定作用.     

"反常"中的正常

尽管自然界的事物错综复杂、千变万化,但是它们都是互相联系、循着一定的规律而发生改变的。这些规律都是科学的、符合情理的。但是,自然界事物的变化也有反常的时候。反常了,还符合科学原则和科学理论吗?反常了,给了我们什么启示呢?冷牛奶、热牛奶,谁先结冰在室温低于摄氏零度的情况下,取热牛奶和冷牛奶各一杯,放置一段时间后,冷牛奶先结冰,热牛奶后结冰,这是正常情况,符合情理。如果把这两杯牛奶同时放进冰箱的冷冰室里,结果是否也一样呢?坦桑尼亚马干巴中学三年级的姆佩姆与他的同学们做了这个实验,结果他们意外地发现,热牛奶先结冰,冷牛…     

2011年夏季渤海西北部、北部近岸海域的底层耗氧与酸化

于2011年6月下旬和8月下旬调查了渤海中央海区.6月份渤海所有测站底层溶解氧都超过7.0mg/L,饱和度为85%～115%,pH为7.82～8.04.而到了8月份,在渤海西北部、北部近岸水深20～35m的带状区域内出现底层溶氧显著下降并且酸化的现象.溶解氧最低值为渤海北部近岸的3.3～3.6mg/L,只有6月份的44%～47%;相应pH为7.64～7.68,比6月份低0.16～0.20.表观耗氧速率最高和pH降幅最大的测站都出现在渤海西北部近岸海域,累积溶解氧下降5.6mg/L,pH降幅则高达0.29,相当于总氢离子浓度升高1倍.简化的碳酸盐体系与耗氧量耦合分析表明,渤海西北部、北部近岸海域夏季底层低氧以及酸化环境的形成,与赤潮或者周边养殖业产生的生源颗粒在底层水体矿化分解,以及季节性层化现象阻滞海-气交换等因素密切相关.这样严酷并且剧变的水化学条件,是2011年夏季在渤海西北部、北部近岸海域发生海洋生态灾害事件的重要环境背景.     

薄冰上的北极熊

一只孤独的北极熊辗转于位于美国阿拉斯加东北岸的波弗特海的一个结冰的泻湖边上.突然,它将一块海象的鳍状肢抛向半空,然后一口接住它,再用力把它重新甩向空中,足足有3米多高.     

夏季渤海温跃层下的双中心冷水结构的数值模拟

利用区域海洋模拟系统(Regional Ocean Modeling Systems, ROMS 3.0)数值模式和κ-ε湍流封闭方案, 对渤海温跃层的季节演变过程进行模拟. 再现了渤海层化自4月开始至9月结束的演变过程, 得到了层化时期渤海中部浅滩的南部和北部洼地的“非对称的双中心底层冷水”结构, 即位于辽东湾内的渤海北部洼地的底层温度要低于渤海南部低洼地的底层温度约1~4℃. 渤海地形特征产生的海水热容量的区域差异和净热通量的纬度差异是早期形成非对称的双中心冷水结构的主要原因. 数值Lagrangian浮子跟踪试验结果支持增温季节的北黄海和辽东半岛西侧的深层冷水对双中心冷水结构的维持有一定贡献, 且主要不是以平流方式直接进入南、北洼地中心, 其中北黄海和辽东半岛西侧的深层冷水对北部冷中心的贡献均明显超过对南部冷中心的贡献. 潮混合使南、北洼地冷中心温度的不对称性更加显著.     

科学与生命同行

又是一年春来早.去年的这个春天,我在川南一带旅行. "恐龙之乡"自贡是我行程的一个站点.自贡恐龙博物馆是一座建在"恐龙公墓"之上的大型现场博物馆,陈列着几十件形态各异的恐龙化石.这些远古时期的地球霸主虽然已化作石头,但它们仍然以高昂的头颅、巨大的骨架昭示着世人,它们曾经是多么的辉煌和壮丽.我在这些高大巍峨的庞然大物前驻足兴叹,感慨时间之永恒,生命之伟大,个体之渺小.然而,在我随后的旅程中,竟发现这一带随处可见一种与恐龙同时代的原始植物桫椤.     

让学生的心灵自由飞翔

情感是语文课堂的灵魂,也是语文课堂"气"之所在.教师要着眼于学生的素养、学生的可持续发展.通过导读、品读、研读、诵读构建一曲语文课堂的情感之歌,让学生心灵自由地飞翔.     

航空发动机整流罩新型防冰方法

在一定的飞行条件和气象条件下,航空发动机的进气部件会出现结冰现象,导致发动机性能恶化甚至危及安全.目前,防止发动机结冰的方法主要包括压气机热气防冰和电加热防冰,不可避免地要消耗用于做功的高压空气或高品位电能.本文开展利用发动机废热防止整流罩结冰的高效低能耗的新型防冰方法研究.提出了一种旋转整流罩热管防冰系统结构,建立了描述旋转整流罩热管防冰系统流动与传热现象的数学模型与设计方法,研制了典型旋转整流罩热管防冰系统原理样机;系统地开展了旋转整流罩热管防冰系统性能的数值模拟和冰风洞条件下样机防冰性能的实验验证,分析研究了发动机转速和传热量等因素对发动机整流罩热管防冰系统性能的影响.结果表明,本文建立的旋转整流罩热管防冰性能模型可以较好地预测防冰系统的性能,建立的防冰样机满足设计气象条件下的防冰要求,证明了旋转整流罩热管防冰技术的可行性.     

战争输给了疾病

伊姆法尔战役是第二次世界大战中日军在印度东北部对英军实施的一次进攻性战役.这次战役,日军主力是号称"不败之师"的第十五军,指挥官是"猛将"牟田口.     

飞行器的热防护

冰与火曾经有一架美国的波音737喷气式客机,在飞行中由于机翼结冰使飞机失去控制而坠入华盛顿的波托马克河中。在航空史上,由于结冰引起的事故并非罕见。所以一般飞机在驾驶员前面的风挡玻璃上、机翼和尾翼前缘和发动机进气道唇口都装有防冰的加温系     

阖家欢乐话年饭

<尔雅·释天>中说:"年者,禾熟之名,每岁一熟,故以为岁名",把"年"当作了收获的象征.另有一说,认为"年"字按古人的写法,是个象形字,有头有尾,四角伸开,像一个大壁虎,是一种不祥之兽.一岁之中,若没有遇见它,便平安无事地度过了,于是大家聚在一起烧些好东西吃一顿,这种庆祝活动叫"过年".     

研究基因 庄稼抗寒

加利佛尼亚州的研究工作者已分离出一种细菌的基因。这种基因的研究最终将会在作物抗御严寒方面得到应用。这些美国植物病理学家分离出的基因,在水的冷冻期间,有助于形成结冰的晶核。大家知道,液态水可以“过冷”至大约—5℃而不结冰。但是,     

封存二氧化碳

正"三九"不冷、"九九"结冰,这是典型的极端天气,也是温室效应的常态化表现。除了通过节能减排来减少碳排放之外,人类是否还有其他办法处理温室气体呢?2014年,全世界二氧化碳排放量在2013年的基础上上升了2.5%,将总排放量推向了400亿吨大关。虽然关于2015年的统计数据还没有最终发布,但相信情况仍不容乐观。温室气体导致的气温上升会引发一系列不可逆