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

Damage to mangroves from extreme cold in early 2008 in southern China

通讯作者Author for correspondence (E-mail: [email protected])2008年初,我国南方19个省经历了50年一遇的持续低温雨雪冰冻天气。极端气候对华南沿海各省的红树林区造成不同程度的危害。2008年3月,在我国南方各省红树林区的10个代表性地点,对这次寒害造成的红树植物伤害程度进行了系统的调查。结果表明:冬季低温对红树林的影响极为显著,特别是在低纬度的海南、广西和广东湛江,由于极端低温正值夜间退潮,对红树林的影响更为显著;在纬度较高的福建,本地红树种类秋茄(Kandelia obovata)、桐花树(Aegiceras corniculatum)和白骨壤(Avicennia marina)及引种的木榄(Bruguiera gymnorrhiza)等,由于长期适应于冬季较低的气温或在种植前经过抗寒锻炼,具有较强的抗寒能力。各地主要红树植物中,广布种秋茄、桐花树和白骨壤最为耐寒,其耐寒性均大于红树科的木榄、海莲(Bruguiera sexangula)和红海榄(Rhizophora stylosa)。海桑(Sonneratia caseolaris)对温度的敏感性最强,抗寒能力最低,因此,即使在其原产地海南也受到较为严重的寒害,在纬度更高的引种地出现大面积受害甚至全部死亡,而从孟加拉国引种的无瓣海桑(Sonneratia apetala)却显示出一定的抗寒能力。同一地点的红树植物幼苗的抗寒能力低于大树。此次寒害也造成了苗圃场的种苗大量死亡,成熟的植株提前落花落果,这势必会影响后继一两年内红树林的自然更新和人工造林。因此,在未来红树林造林或人工引种中,一定要考虑到红树植物的抗寒能力。国家自然科学基金(30671646和30700092);厦门大学“闽江学者”启动基

东北典型黑土区讷谟尔河流域土地利用变化对沟蚀影响研究

论文以东北典型黑土区中的黑龙江省讷谟尔河流域作为研究区,以1965年的Corona和2005年的SPOT5影像做为数据源,获取研究区1965和2005年的侵蚀沟分布数据;以地形图、 Landsat/MSS影像和TM影像作为数据源,获取1954、1975、1995和2005年的土地利用数据,据此就研究区沟蚀动态和土地利用变化对沟蚀发展的影响进行分析。结果表明:40 a间侵蚀沟密度>250 m/km~2的区域由1965年的0 km~2增加到4077.17 km~2,占总侵蚀区面积的37.57%;侵蚀沟密度以北东—南西向为轴线从剧烈增加区逐渐过渡到微度增加区;耕地上沟蚀状况最严重,草地和沼泽地次之,林地侵蚀沟密度较小;耕地和草地之间的互相转换,侵蚀沟密度增加最大,分别为600.60和456.08 m/km~2;其次是林地转变为耕地,侵蚀沟密度增加346.91 m/km~2;各沟蚀变化区耕地的增加比例在29.21%~46.54%之间,草地减少的比例在27.10%~41.50%之间,沼泽地减少的比例在5.86%~12.50%之间

农林废弃物超低酸水解装置及试验研究

自行设计了木质纤维素类生物质超低酸水解装置,该装置可以间歇进料方式实现生物质的超低酸水解.在该装置上分别以木聚糖和定量滤纸为模化物得到了半纤维素和纤维素水解的最佳工况,进而对白松、速生杨和玉米秸秆这三种在我国分布较为广泛的原料进行了超低酸两步水解研究,分别得到了51.24%、78.27%和84.10%的可水解原料转化率和48.19%、57.96%和37.48%总还原糖得率,并以GC-MS定性还原糖外的其他产物,最后对水解残渣做了分析研究

木质纤维素类生物质超低酸水解试验及产物分析研究

在自行设计的木质纤维素类生物质超低酸水解装置上，结合以木聚糖和定量滤纸为模化物得到的半纤维素和纤维素水解的最佳工况，对白松、速生杨和玉米秸杆这三种在我国分布较为广泛的木质纤维素类生物质原料进行了高压液态水和超低酸水解相结合的两步水解研究，分别得到41.78％、57.84％和53.44％的原料转化率和39.28％、42.83%和23.82％的总还原糖转化率，并以HPLC定性了糖类产物，对产物中的低聚糖和单糖含量做了对比，最后对速生杨水解残渣做了分析

纳米铜粉在润滑油中的分散稳定性

采用正交实验设计法及单因素实验法探讨了以纳米铜粉在润滑油中的分散稳定性为工艺最优目标，利用高剪 切混合乳化机分散润滑油中纳米铜粉的最佳工艺条件。利用吸光光度法及透射电镜检测纳米铜粉在润滑油中的分 散稳定性。结果表明，将纳米铜粉均匀稳定地分散在润滑油中的最优工艺条件为：剪切速率6000 r／rain，剪切时间 3 h，分散剂含量6 (占机械油的质量分数)，表面活性剂的HLB值范围在7．O～8．5。由最优工艺分散的润滑油中 的纳米铜粉粒径均匀，基本无团聚现象。 By using orthogonal design and single factor experiments， the optimal process was explored，which made nano—Cu powder have a better dispersion and stability in lubricating oil． Absorptiometry and transmission electron microscopy were used to detect the dispersion and stability of nano—Cu powder in lubricating oil．Experiments showed that under the optimal process conditions：shear rate of 6000 r／min，shear time of 3 h，the dispersant amount of 6 (account for the mass percentage of lubricating oil)，HLB of surfactant mixed system range of 7．0 to 8．5，the nano—Cu powder have a better dispersion and stability in lubricating oil．The TEM diameter of nano— Cu powder in lubricating oil was uniform and there was no remarkable agglomeration