- 于华明;张鲲鹏;李松霖;褚芹芹;
裂流发生迅速,发生位置隐秘,发生范围相对较小,发生时海浪大、流速快,这些特点给裂流观测带来困难。本文以威海国际海水浴场为研究对象,通过水深地形测量、海浪海流观测及高空摄影等多种观测方式相结合,尝试采用可行且易于实现的方法对裂流易发区域进行定位,在此基础上对该海域裂流类型和产生原因进行分析,并进一步进行威海国际海水浴场裂流区划。研究表明:威海国际海水浴场水下地形较为复杂,离岸200 m范围内存在5个沙丘-沟槽结构,沟槽和东侧栈桥前沿是裂流危险区,分属海滩型裂流和边界型裂流,裂流流速在0.5～1 m/s之间,观测期间裂流平均风险等级为中等。本研究可为裂流观测和海水浴场管理提供一定的参考。
2021年03期 v.51;No.319 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2215K] [引用频次：2 ] - 倪晶;傅刚;
本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)的ERA5客观再分析资料、气象卫星合作研究所(Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies, CIMSS)提供的红外卫星云图资料,对2006年6月14～20日发生在北大西洋上的一个爆发性气旋进行分析。该气旋由热带风暴阿尔贝托(Tropical Storm Alberto)变性后发展而来,是2000—2016年的17个夏季(6、7和8月)发生在北大西洋上的中心气压加深率最大的爆发性气旋个例。该气旋的演变过程可划分为初始、发展、成熟和衰亡四个阶段。本文旨在分析气旋演变过程中的云系特点、气旋爆发前后的高低空环流形势和高低空相互作用。分析显示,低层强烈的温度平流导致的大气斜压性是利于气旋发展的重要环境条件;500 hPa槽前的正涡度平流可为气旋发展提供动力强迫;高层异常PV的下传对气旋发展有促进作用;潜热释放(Q_2/C_P)主要位于对流层的中低层,这有利于气旋发展。利用Zwack-Okossi方程进行诊断分析发现,在该气旋发展过程中绝对涡度平流项和非绝热项的贡献为正,且非绝热加热对气旋快速发展的贡献最大,而温度平流项和绝热项对气旋发展起阻碍作用。
2021年03期 v.51;No.319 8-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 11161K] [引用频次：1 ] - 朱慧;李嘉文;绳秀珍;唐小千;邢婧;战文斌;
副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是海水养殖动物弧菌病的主要病原菌之一。为实现对该菌的现场快速检测,本文以制备的兔抗副溶血弧菌多克隆抗体作为金标抗体,提取副溶血弧菌的外膜蛋白、鞭毛蛋白、胞外产物和全菌蛋白,以不同浓度的4种抗原蛋白作为4条检测线(T1～T4),特别在T4线设置全菌蛋白,基于竞争免疫层析原理研制出副溶血弧菌胶体金快速检测试纸。使用该试纸检测了副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)、鳗弧菌(V.anguillarum)、溶藻弧菌(V.alginolyticus)、哈维氏弧菌(V.harveyi)和鱼肠道弧菌(V.ichthyoenteri),检测结果表明其能够准确鉴别副溶血弧菌感染,排除其他菌的交叉反应干扰。副溶血弧菌快速检测试纸的最低检测限为5×10~(5 )cfu·mL~(-1),感染副溶血弧菌的牙鲆组织的检测结果与ELISA结果一致。本文研制的试纸具有较高的特异性与准确性且操作简单,为现场快速检测副溶血弧菌提供了有力工具。
2021年03期 v.51;No.319 24-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K] [引用频次：13 ] - 魏发奕;韩萃;李丽;董双林;高勤峰;
为获知不同时期封闭式海水循环水养殖系统中水质因子、浮游植物和细菌群落结构对大西洋鲑(Salmo salar)体内土腥味物质含量变化的影响,于2018—2019年4次采集封闭式海水循环水养殖系统的水样和大西洋鲑。测定水体的氨氮、亚硝氮、硝氮、活性磷酸盐等指标,分析水体浮游植物群落结构并通过16S高通量测序测定水体中细菌群落结构,通过微波蒸馏-固相微萃取-气相色谱-质谱联用(MD-SPME-GC-MS)方法,分析大西洋鲑背肌中土臭素(Geosmin,GSM)和二甲基异冰片(2-methylisoborneol,MIB)的含量。研究发现:测定水质指标中温度、溶解氧、盐度、pH、氨氮、亚硝氮、硝氮、活性磷酸盐、总氮、总磷、总悬浮物和溶解性总有机碳在不同时期差异显著。共鉴定出浮游植物7门、13目、26属,蓝藻门(Cyanophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)和绿藻门(Chlorophyta)为优势门;不同时期细菌群落中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),但细菌群落结构存在差异,这主要是由水质差异引起的。在不同时期,鱼体MIB含量均高于GSM含量,MIB为鱼体中主要的土腥味物质,在7和10月MIB含量较高。鱼体土腥味物质含量受浮游植物和细菌群落影响,而水质因子可能通过影响浮游植物和细菌群落的结构,来影响养殖鱼体内土腥味物质的含量。
2021年03期 v.51;No.319 34-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1258K] [引用频次：4 ] - 孟玮;高攀;翟旭亮;胡建勇;杨天燕;李晓东;时春明;
本文采集了位于新疆水生野生动物救护中心和乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地的鱼菜共生池塘水样及水培空心菜根系,基于Illumina HiSeq 2500高通量测序平台对上述样本的宏基因组ITS基因序列进行了测定和分析。在6份样品(4份水体样品、2份根系样品)中,共检测到78 348条平均长度为256 bp的有效序列,这些真菌包括了6个门、25个纲和72个目。不同地点、不同样品类型间的真菌微生物群落存在明显差异,隶属于子囊菌门(Ascomycota)锤舌菌纲(Leotiomycetes)白粉菌目(Erysiphales)白粉菌科(Erysiphaceae)的菌群为根系样品所特有。乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地鱼菜共生池塘的空心菜根系真菌的Alpha多样性指数均最高,相应的对照池塘真菌多样性组成则最低。Beta多样性指数表明,乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地水样和新疆水生野生动物救护中心空心菜根系真菌组成差异最大。从蔬菜长势情况来看,乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地鱼菜共生池塘明显好于新疆水生野生动物救护中心,推测其原因为:前者水体中真菌种类和数量较多,特有菌类(如石黄衣、酵母菌)能够改善水质、提供动植物生长繁殖的养分。
2021年03期 v.51;No.319 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2041K] [引用频次：6 ] - 潘好远;戴晓婷;胡乃娜;曾启繁;
Smad基因介导的细胞信号在调节动物发育和细胞干性方面起着至关重要的作用。由于其功能的多样性和重要性,Smad基因家族一直受到广泛的研究。然而,双壳贝类Smad基因家族缺乏系统的鉴定和分析。为了理解双壳贝类Smad基因家族的进化和生物学功能,本文在虾夷扇贝基因组鉴定出4个Smad基因,并对其遗传和表达特征进行了分析。时空表达谱显示,Smad3基因在虾夷扇贝受精卵和2～8细胞时期有较高的表达量,而在胚胎及幼虫阶段该基因表达量迅速降低,推测其在胚胎早期细胞分裂和分化过程中发挥重要作用。Smad6在胚胎发育早期表达量较低,在囊胚期及原肠胚时期表达量显著升高,可能与母源调控向合子型调控过渡的"中期囊胚转换"有关。Smads基因在各组织中也呈现了独特的表达模式,其中Smad3、Smad5和Smad6分别在肌肉、血细胞和鳃中表达量最高。而Smad4在各个组织内均有表达且表达量相似。实验结果暗示了Smad基因在虾夷扇贝中不仅参与协调了早期胚胎的发育,也与组织器官的形成和稳态有关。本研究有助于理解贝类Smad基因的进化及功能,为深入研究该基因家族在贝类中的生物学功能和调控机制奠定基础。
2021年03期 v.51;No.319 54-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2580K] [引用频次：2 ] - 杨金鑫;张赢月;杨泽;闫昊;徐涤;张学成;
龙须菜是中国重要的人工栽培海藻,主要用途是琼胶生产原料和鲍鱼饵料。目前龙须菜大规模栽培采用的是人工夹苗的方式,而其孢子采苗的生产方式也得到越来越多的关注。本文将人工培育的由四分孢子萌发长成的一对龙须菜雌、雄配子体进行受精,测试了雌雄配子体藻枝部位、温度、硝酸盐浓度等因素对果孢子体形成过程的影响,结果表明:龙须菜雌配子体藻枝的不同等级分枝表现出不同的生殖力,一级分枝最尖端新生细胞的成熟速度快于其它等级;温度对果孢子体形成有极显著影响(P<0.01),20℃为最适温度;硝酸盐浓度没有显著影响。
2021年03期 v.51;No.319 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 759K] [引用频次：3 ] - 李换新;何会军;张劲;
通过2017年5月闽浙沿岸附近海域航次的温度、盐度和溶解态稀土元素(Rare Earth Elements, REEs)的实测数据,对该海域溶解态REEs的分布、配分模式以及主要影响原因进行了分析。结果表明:研究区域,盐度随着采样站位离岸距离的增加而增大。溶解态REEs则呈现近岸高而远岸低的分布特点。造成这种分布状况的原因:一是近岸陆源河流的输入导致近岸盐度低,REEs浓度高;二是受到高温高盐水(台湾暖流水和黑潮次表层水)的入侵,造成远岸盐度高而溶解态REEs元素浓度低。不同站位的溶解态REEs的配分模式有明显区别。近岸低盐站位由北向南,重稀土元素富集程度逐渐增大,反映了陆源不同河流的输入。通过溶解态REEs的配分模式发现,远岸高盐站位会受到台湾暖流和黑潮次表层水的共同影响。
2021年03期 v.51;No.319 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2353K] [引用频次：1 ] - 霍慕杰;别海燕;林子昕;安维中;郝宗睿;
为探究旋转式压力交换器运行过程中流体能量损失规律,以外驱式旋转压力交换器为研究对象,采用数值模拟方法对模型的湍流耗散率进行模拟研究。研究结果表明,转子在低压区转动时,海水侧流体能量损失先降低后升高,浓盐水侧逐渐降低;转入低压密封区,流体能量损失集中在海水侧,范围逐渐向浓盐水侧扩散;进入高压区后,海水侧流体能量损失逐渐下降,浓盐水侧逐渐升高;转子在高压密封区运行时,流体能量损失集中于浓盐水侧,能量损失范围向海水侧扩散。研究结果对旋转式压力交换器结构优化具有一定指导意义。
2021年03期 v.51;No.319 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K] [引用频次：1 ] - 李昭颖;王厚杰;
羽状流的近场扩散角作为河口动力学的关键参数,对河流入海物质的输运扩散过程有重要影响,而在真实环境中由于受到复杂因素的影响,羽状流扩散角存在着显著的变化。数据挖掘技术尽管在地学数据的应用上尚处于探索阶段,但研究这一问题提供了一种有效途径。本文基于马格达莱纳河羽状流近场扩散角及周边环境数据,利用多重数据挖掘算法开展数据分析和评估,最终建立了羽状流扩散模型,对其影响因素和时间序列开展研究。结果表明,数据挖掘算法能够有效指示环境因素的贡献值而不受量纲、极值的影响,从而为进一步探究河口羽状流控制因素提供参考。受数据量和数据精度的影响,随机森林算法得到的变量分析结果与实际情况更为相似,数据集特征与数据量之间的博弈是造成模型结果差异的主要原因。根据数据挖掘算法结果,可以在马格达莱纳河河口建立羽状流扩散角模型,并分析其随环境参数和时间变化的趋势。模型结果显示,对马格达莱纳河而言,环境因素与羽状流扩散角均存在负相关关系,河流的指向方向为最主要影响因素,其次为风速,因此在开展进一步分析时可以针对环境因素添加不同权重以期获得更真实的结果。随时间增长,羽状流扩散角将进一步收紧,可能会引起河口的通道化。
2021年03期 v.51;No.319 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1502K] [引用频次：1 ] - 魏笑;金春姬;许振钰;古柏铭;季军远;郭亮;
采用掺硼金刚石膜电极(Boron-doped diamond,BDD)为阳极的电化学氧化法降解全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA);对比不同电解质体系中PFOA的脱氟效果,考察初始pH、流速、电流密度、初始浓度和电解质浓度对PFOA脱氟率的影响,估算体系能耗;以甲醇(MeOH)和叔丁醇(TBA)为淬灭剂进行自由基淬灭实验,分析PFOA的降解机理。结果表明:Na_2SO_4电解质体系中,PFOA具有良好的降解效果;酸性条件下(pH为3～4.2)PFOA脱氟效果较佳,中性条件下较差,脱氟效果随初始浓度的增加而降低,随电流密度的增大先提升后趋于稳定。初始pH为3、电流密度30 mA·cm~(-2)、流速32.5 mL·min~(-1)、初始浓度100 mg·L~(-1)、Na_2SO_4浓度0.05 mol·L~(-1)条件下,电解180 min,PFOA脱氟率达53.45%,能耗约为1.13 kWh·(g F)~(-1);硫酸盐体系产生的·OH、SO_4~-·两种自由基均能氧化降解PFOA。
2021年03期 v.51;No.319 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1214K] [引用频次：6 ] - 张天奇;高阳;
中国近年来空气污染严重,尤其是臭氧污染问题日益突出,因此,探讨全球变暖下未来气候变化和污染源等综合作用如何影响中国臭氧污染,对中国未来污染控制具有重要意义。本研究主要利用Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project(ACCMIP)中GFDL和UMCAM模式评估气候和污染源变化对中国华北地区未来臭氧的影响,其中2001—2010年代为历史时段(Hist),其臭氧模拟浓度代表基准情况下气候和污染源排放的影响,未来情景包括中等排放强度情景(RCP4.5)和高排放强度情景(RCP8.5)。相对于Hist,RCP 4.5和RCP 8.5情景,本世纪末(2100)的华北地区臭氧显著降低,其主要原因在于人为源挥发性有机物和氮氧化物的降低所致。同时,在RCP 4.5和RCP 8.5两个情景中,华北地区2100年代夏季臭氧浓度低于春季,这意味着夏季浓度降低幅度更大,这主要在于臭氧前体物的减少对于光化学活跃在夏季的影响大于其它季节。如果保持污染源不变,仅考虑气候变化的影响,本研究通过对臭氧超标天数、频率和污染事件持续时间的分析,发现气候变化可进一步加剧华北地区未来臭氧超标天数,并且这种影响具有明显的空间差异性。对于ACCMIP全球模式空间分辨率不足问题,在未来的研究中,应结合区域模式来解析气候变化对臭氧影响的空间特征方面来加强研究。
2021年03期 v.51;No.319 100-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1897K] [引用频次：16 ] - 杜小振;孔庆帅;郭悦;康辉;
为解决海洋监测微型传感器供能问题,设计新型波浪能捕获装置,在海面振荡浮筒气室产生空气气柱,驱动介电弹性体形变发电为传感器供能。建立振荡浮子式气柱数值模型,研究新型振荡水柱发电计算理论。利用水动力仿真软件AQWA求解浮子所受波浪力作用振荡幅值、辐射阻尼和附加质量。基于Simulink软件分别计算波浪作用下浮子位移和气室内水柱位移,根据两者的位移差计算气室体积变化所产生的空气压强、介电弹性体发电薄膜形变量和系统输出电能,单次循环周期最大发电量达到24.6 mJ。分析波浪周期、发电薄膜几何参数等对输出电能的影响。
2021年03期 v.51;No.319 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1991K] [引用频次：5 ] - 孙朋元;袁瀚;张继;孙坤元;庞海林;
本文提出了一种基于冷冻脱盐的海水双级冷冻预淡化系统。该系统利用蒸发结晶器对海水进行冷冻,并通过振动分离与洗涤实现冰晶与卤水的分离,以此实现海水的初步脱盐,可作为反渗透淡化的预处理系统。同时,海水冷冻淡化过程中消耗的冷量可重新回收用于空调制冷,淡化成本得以有效降低。本文建立了海水双级冷冻预淡化系统的数学模型,获得了试验系统的关键设计参数,以此搭建了试验平台并完成了试验测试,并对海水双级冷冻预淡化系统进行了经济性分析。试验结果表明:经过海水冷冻预淡化系统,预淡化海水产量可维持在21～27 L/h之间;预淡化海水盐度可从35降低到约11;预淡化过程可回收总冷量7.91 kW;反渗透淡化总成本可降低约33%。
2021年03期 v.51;No.319 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K] [引用频次：3 ] - 唐丽娜;李琳;宿浩;郭忠文;
研究移动机器人在狭窄通道环境下的定位和路径规划问题。首先,根据在书架和图书上预置的射频识别(RFID)标签,利用RFID技术提出了确定书库管理机器人位置和姿态的方法。然后,根据书库的书架间通道狭窄的特点,将书库管理机器人的行驶状态分解为匀速直线运动和原地匀速旋转运动,并给出了机器人匀速直线运动和原地匀速旋转运动的用时模型。最后,提出一种书库管理机器人从任意起始位置和姿态到达任意目标位置的最小用时路径规划算法。仿真结果表明,本文提出的路径规划算法是有效的。
2021年03期 v.51;No.319 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K] [引用频次：8 ] 下载本期数据