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

求解运动方程的一种不等时间步长的显式数值积分方法

在波动有限元模拟中, 若采用传统的显式数值积分方法求解运动方程, 计算时间步长需采用计算区内满足稳定条件要求的最小时间步长. 然而, 对于大部分计算区域, 这一时间步长过小, 是不必要的. 本文提出了一种不等时间步长的显式数值积分方法, 其基本思想是不同的计算区域采用满足各自稳定条件的计算时间步长. 最后, 本文通过数值试验检验了这一方法的可行性及其对数值计算精度的影响

A varying time-step explicit numerical integration algorithm for solving motion equation

If a traditional explicit numerical integration algorithm is used to solve motion equation in the finite element simu- lation of wave motion, the time-step used by numerical integration is the smallest time-step restricted by the stabil- ity criterion in computational region. However, the excessivel..

Weathering Resistance Ability of Diagnostic Ratios Based on Phenanthrenes and Anthracenes for Oil Species Identification

Oil spill samples of Sinopec oil pipeline blast accident,which happened on Nov 22,2013,were collected periodically,and then analyzed by gas chromatography/mass spectrometry.The long term weathering resistance ability of diagnostic ratios based on phenanthrenes and anthracenes for crude oil/fuel oil identification were investigated under natural weathering conditions.The experimental results showed that these diagnostic ratios exhibited strong anti-weathering ability for a period of 142 days.The relative standard deviation(RSD%)of 2-MA/2-MP,2-MA/9-MP,2-MA/(3-+2-+9-+1-)MP(2-MA/∑MP)and(3-+2-)/(9-+1-)MP were less than 5.Moreover,2-MA/3-MP、2-MA/1-MP、2-MA/(9-+1-)MP、2-MA/(3-+2-)MP and Ant/(Ant+Phe)also demonstrated relative strong antiweathering ability and the RSD%lay between 5 and 10

Load/Unload Response Ratio Analysis of the Wenchuan Aftershock Sequence

该文首先将汶川余震序列分成西南、东北两段,用加卸载响应比方法分别进行分析,结果表明震后两段的响应比值都比较低,明显小于1,这可判断汶川地震属于主余震型地震;且地震序列中的强余震(M≥5.0)发生前加卸载响应比值出现明显异常,大都是加卸载响应比出现峰值,之后发生强余震。考虑到主震后余震的时空丛集现象,结合ETAS模型对原有的加卸载响应比计算式进行改造,并分析了主震之后15天的改造后响应比值,发现改造后的响应比在一定程度上消除了丛集的影响,并展示了对紧随主震发生的强余震的预测能力

基于交互作用的无铅波峰焊接正交试验分析

通过开展无铅波峰焊正交试验,以大量的试验数据为依据确定了无铅电子组装工艺参数,建立了无铅波峰焊工艺参数间的关系模型,考察了不同试验因素的组合对焊点缺陷率的影响,对工艺参数进行了优化,并得到了各因素对实验结果重要性的影响顺序及优化的参数结果

Large Scale LURR Anomaly before Wenchuan Earthquake

孕震初期加卸载响应比(LURR)通常在1左右涨落,然后逐渐上升至峰值点。但强地震并不在峰值点上发生,而要滞后一段时间(T2)。T2与震级有关,震级越大,T2越长。对于8级地震,T2的计算值为28±8个月,汶川8级地震实际的T2是23个月。对于大地震,T2很长,峰值点后LURR通常迅速下降,在大地震前夕LURR常常降得很低,而预测的地震又迟迟没有发生,这种情况下很容易误导人们怀疑,甚至放弃原来的预测,殊不知,这时大地震正在迫近。这正是汶川8级地震给予人们血的教训。大地震不仅孕育时间长,孕震区面积也很大。大地震的前兆在时空上都是大尺度。基于这种认识,根据LURR的演化,中国大陆西南地区可能正在孕育一个特大地震

抚顺煤田建筑破坏与地质灾害的关系

本文简要介绍了抚顺煤田的区域地质背景及受灾楼房调查结果,并对房屋建筑破坏特征进行了分析。同时,对大地测量结果、地质勘察及试验结果进行了讨论,结果表明:煤田开采诱发了浑河断裂抚顺段的局部活动。最后,综合分析得出断层活动引起的地基不均匀沉陷是造成该市建筑破坏的主要原因,且断层引起的地基不均匀沉陷不同于一般软基不均匀沉陷

The peak point of LURR and its significance

The Load/Unload Response Ratio (LURR) value fluctuates around one during the early stage of the seismogenic process and then rises and reaches its peak point before the occurrence of a strong earthquake; the strong earthquake however does not onset at that time, but after the peak point LURR decreases sharply at the eve of the main shock before the final event outbreak. Thus, the peak point of LURR is ahead of the occurrence of an earthquake. We denote the lead time as T(2). The discovery of peak point for LURR and the relationship between T(2) and magnitude M is of great significance as the peak point is usually easy to determine and then we can predict the occurrence time for the coming event according to Equation (3) so that we can enhance the precision of time for earthquake prediction in terms of LURR from &#39;year&#39; scale to &#39;month&#39; scale. The variation of LURR around the Wenchuan earthquake and its lesson to us are depicted in the paper.</span

2005～2014年CERN野外台站气象观测场土壤含水量数据集

土壤水分是影响陆地–大气边界层能量和物质传输的重要因子。土壤水分含量是中国生态系统研究网络(CERN)陆地生态系统水环境长期定位观测的重要指标。截至2014年,CERN全国范围内包括农田、森林、草地、荒漠与湿地等生态类型的34个陆地生态系统台站,依据陆地水环境观测规范、质量保证与质量控制规范,设立观测样地,并开展土壤含水量的长期定位观测与数据汇交及质控工作。CERN水分分中心选取了这34个台站2005～2014年气象观测场的土壤含水量长期监测数据,通过进一步统一规范数据格式,形成了全国范围内较长时间序列的公开共享数据集,为土壤含水量时空动态的遥感反演、模型估算验证提供地面实测数据支撑