中国物理海洋学研究70年：发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的"普遍风浪谱"和"涌浪谱",发展了第三代海浪数值模式;提出了"准调和分析方法"和"潮汐潮流永久预报"等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了"棉兰老潜流",揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了"南海内波潜标观测网",实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流"边缘不稳定"的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军

基于XGBoost的空间高温材料实验炉控制系统建模

为确保高温材料科学实验柜科学实验系统能够成功地进行空间材料科学实验，在空间进行高温材料科学实验的时候要求其温度稳定在±0.25℃范围内。面对如此之高的温度稳定度要求，提出一个新的解决方案：在实验输入和输出数据的基础上，确定一个与高温炉控制系统内部等价的模型，为获得满足实验要求的控制参数提供依据。本文将高温炉控制系统内部看作黑箱模型，基于XGBoost方法分别对四类样品实验的高温炉内部温区2和温区3进行建模，模型精确度全部可达到99.98%以上。与传统建模方式传递函数相对比，在传统方法表现最好的情况下，模型精度仍提高了3.8%，为获得控制参数以确保空间实验温度实现高稳定度提供了重要支持

三峡大坝建成后库区和长江干流浮游植物的动态演替

大型水利工程对河流生态系统所引发的水环境问题以及对全球生态系统中生命元素的地化循环所可能产生的深远影响,已经成为近年来世界所关注的焦点。三峡工程(Tgp)是世界瞩目的最为宏伟的水利工程,它的建成将对整个长江、长江口及沿海水域的环境产生巨大的影响。然而,作为世界上筑坝最多的国家,我国在河流浮游植物生态学方面的研究还

XML-based Document Model for Networked Manufacturing System

针对网络化制造系统中分布式异构环境下产品协同设计制造数据结构化和非结构化的特点,提出了网络化制造中产品设计制造信息资源的XML统一描述,以及XML文档树结构的定义与模型,并将该模型应用于Web结构的产品异地协同设计制造系统,给出了XML样式化接口和映射接口的实现机制。以机加件类零件为例,给出产品文档树型结构模型的模板与映射接口的实例化,不仅实现了Web环境下的产品异地协同设计中信息资源的浏览与交互处理,而且通过数据映射接口,为远程机加件的在线加工后处理提供了有效的数据

一个10位、50MS/s CMOS折叠流水结构A/D转换器

在0.6μm DPDM标准数字CMOS工艺条件下,实现10位折叠流水结构A/D转换器,使用动态匹配技术,消除折叠预放电路的失调效应;提出基于单向隔离模拟开关的分步预处理,有效压缩了电路规模,降低了系统功耗.在5V电源电压下,仿真结果为:当采样频率为50MSPS时,功耗为120mW,输入模拟信号和二进制输出码之间延迟为2.5个时钟周期,芯片面积1.44mm2

三峡水库“水华”成因初探

2004年3月、5月、7月、8月、10月和2005年5月对长江干流29个站点进行了5次调查。2004年3月(旱季)在三峡库区坝前(秭归)发现藻类“水华”,藻类密度达2.73×106cells/L,优势种类为拟多甲藻。2004年8月(雨季)和2005年4月(旱季)沿香溪河下游及河口区以及香溪河口到三峡大坝干流江段进行了2次6个断面分层调查,两次调查中在香溪河下游以及香溪河口区发现了严重的藻类“水华”,藻类密度高达1.87×107cells/L和1.67×107cells/L,优势种分别为蓝隐藻(1.84×

三峡水库“水华”成因初探

2004年3月、5月、7月、8月、10月和2005年5月对长江干流29个站点进行了5次调查。2004年3月（旱季）在三峡库区坝前（秭归）发现藻类“水华”，藻类密度达2．73×10^6 cells／L，优势种类为拟多甲藻。2004年8月（雨季）和2005年4月（旱季）沿香溪河下游及河口区以及香溪河口到三峡大坝干流江段进行了2次6个断面分层调查，两次调查中在香溪河下游以及香溪河口区发现了严重的藻类“水华”，藻类密度高达1．87×10^7cells／L和1．67×10^7 cells／L，优势种分别为蓝隐藻（1．84×10^7cells／L）和美丽星杆藻（1．34×10^7cells／L）。相关分析结果表明：三峡库区干流藻类数量和生物量与水库的出水流量有着显著的负相关（Spearman，r=-1．000，r=-0．900，p〈0．05），而与可溶性营养盐（NO3-N，PO4-P，SiO3-Si）的浓度无显著的相关性；在2004年7～8月（雨季）香溪河下游及河口区浮游植物生物量与主要营养盐（NO3-N，PO4-P，SiO3-Si）的浓度呈显著负相关（Spearman，P〈0．01，P〈0．05，P〈0．01，n=21）；在2005年4月（旱季）该河段藻类密度与主要营养盐（NO3-N—N，SiO3-Si）呈显著负相关（Spearman，P〈0．05，P〈0．01，n=28），但与PO4-P无显著的相关性。香溪河口到秭归的坝前库区河段藻类数量与主要营养盐（NO3-N，PO4-P，SiO3-Si）没有显著相关性（Spearman，｜r｜〈0．2，n=20）。然而香溪河下游及河口区主要营养盐（NO3-N，PO4-P，SiO3-Si）浓度却低于长江干流。可以推断三峡库区蓄水后干流和支流发生“水华”的最主要原因是筑坝后库区内水动力条件的改变而非营养盐浓度较高。随着三峡工程的全面完工，库区内水体滞留时间的进一步延长，三峡库区水体富营养化趋势将会进一步加剧