- 刘力;陈学恩;
基于全球海洋模式OGCTM(Ocean General Circulation and Tide Model),利用19年(1992—2011年)的卫星高度计资料调和分析得到全球分潮调和常数回报逐时正压潮水位;采用Nudging(牛顿松弛逼近)方法进行潮汐同化,针对Nudging松弛项的差分方案以及松弛系数进行了数值试验研究。一系列试验结果表明,不论采用显式还是隐式Nudging松弛方案,模式结果的偏差会随着松弛系数的增加先减小后增大,松弛系数最优值为1×10~(-5);当松弛系数太大时,会造成模式的溢出。Nudging松弛项采用隐式差分方案可以显著提高松弛系数的阈值;松弛系数在适当的取值范围内时,加入Nudging松弛项的数值试验描述的潮汐特征要明显优于未加Nudging松弛项的数值试验描述的潮汐特征;在最优Nudging松弛方案下,Nudging松弛方法对全日分潮的振幅模拟准确度可提高50%,对半日分潮的振幅模拟准确度可提高56%。试验结果也表明了Nudging方法作为一种简单的同化方法的可行性和有效性。
2021年07期 v.51;No.323 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K] [引用频次：1 ] - 孙柏堂;李鹏远;时晓曚;
利用FNL(Final Analysis)再分析资料对西北太平洋上三个爆发性气旋,即2007年11月18—21日的OJ(Okhotsk-Japan Sea Type)型,2012年1月10—13日的PO-O(Pacific Ocean-ocean Type)型,以及2014年3月28—31日的PO-L(Pacific Ocean-land Type)型,进行了分析,结果表明:不同类型气旋由于其发生、发展位置不同使得气旋的水平结构和垂直结构存在差异。利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式的非绝热加热试验表明,潜热释放和表面热通量对不同类型爆发性气旋个例的贡献不同,对PO-O型和PO-L型气旋个例潜热释放的贡献更大,而对OJ型气旋个例表面热通量的贡献更大。海温敏感性试验表明,海温升高或降低对气旋移动路径影响较小,海温升高使气旋进一步加深,而海温降低使气旋相对减弱。
2021年07期 v.51;No.323 18-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 5909K] [引用频次：1 ] - 卢一凡;王娇;于铖浩;马艳;高会旺;
本研究基于青岛市2005—2019年的气象与空气污染数据,主要分析了青岛市雾、霾天区域分布及其年际、季节和日变化特征与影响因素。结果显示,青岛市自2005—2019年近14年来雾天天数缓慢减少(p<0.1),雾天天数变化和相对湿度变化具有良好的正相关关系(p<0.05)。青岛市各季节霾天天数呈波动变化,在2010—2013年间霾天天数每年均超过100 d, 2008年霾天天数最少,为75 d。雾事件持续时间多为1～2 d,占比为77.5%,而持续时间为1 d的霾事件占60%,持续时间超过3 d的占6.3%。在沿海型站点(市南、大桥三),春夏季雾天天数明显高于秋冬季,过渡型站点(胶南、胶州)和内陆型站点(莱西、平度)则没有该显著差异,暗示了海洋对沿海城市雾天的影响程度。从日变化来看,各站点雾时数的高值主要出现于午夜至早8时,霾时数呈现双峰分布,峰值出现于8:00—12:00和18:00—24:00。相关分析表明,每月雾时数与PM_(2.5)、SO_2浓度、相对湿度呈显著正相关,与O_3浓度呈显著负相关,而霾时数与PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2和CO浓度呈显著正相关,与O_3浓度、气温、相对湿度和气压呈显著负相关。
2021年07期 v.51;No.323 34-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2954K] [引用频次：7 ] - 张欣泉;杨福霞;张龙军;
基于2016年5月至2017年2月山东省乳山湾和丁字湾临近海域浮游植物和水质参数的采样数据,开展了浮游植物季节变化及其与环境因子关系的研究。研究表明:4个季节共鉴定出浮游植物6门119种,其中,硅藻83种,占总种数的69.7%,为该海域浮游植物主要类群;甲藻32种,占26.9%;金藻、蓝藻、裸藻和隐藻各1种,各约占0.8%。水采和网采浮游植物的细胞丰度存在季节差异,夏季和冬季明显高于秋季和春季,季节变化呈典型的双峰模式。春、秋季浮游植物丰度受营养盐浓度和结构控制,其高值区与营养盐浓度的低值区分布基本一致;秋季多样性指数和均匀度指数均较高,而优势度均最低,表明该海域在秋季具有更高的生态系统稳定性和可调节性。本研究对浮游植物季节性差异进行了比较并对其与环境因子关系进行了分析,为探究乳山湾及其邻近海域的浮游植物的分布特征及演变趋势提供了依据。
2021年07期 v.51;No.323 46-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2176K] [引用频次：5 ] - 卫雪红;臧晓南;石佳伟;丛晓梅;昝佳伟;
亚硫酸还原酶是硫代谢的关键酶。本文首次从雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)中克隆了亚硫酸还原酶基因(sir),发现该sir的DNA序列由3 885个核苷酸组成,包括9个内含子,cDNA序列全长为2 079 bp,编码692个氨基酸,属于NiR/SiR铁氧还蛋白超家族。系统发育分析表明,雨生红球藻中的sir基因与其他淡水绿藻的亲缘关系最近。在0～50 mmol/L Na_2SO_3浓度范围内,sir基因转录水平与Na_2SO_3浓度呈正相关,说明雨生红球藻中sir基因与亚硫酸盐代谢直接相关。对不同硫浓度条件下sir的转录水平分析表明,雨生红球藻sir的转录水平会随培养时间呈周期性变化,0.5 g/L MgSO_4·7H_2O组sir基因的转录水平在前4天明显上调,显著高于其他各组。培养基中不同硫浓度对雨生红球藻生长的影响表明,0.5 g/L MgSO_4·7H_2O组表现出明显的生长优势,在第10天表现出最高的细胞密度。因此,0.5 g/L MgSO_4·7H_2O更适宜作为雨生红球藻培养中的硫酸盐添加量。
2021年07期 v.51;No.323 57-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 3856K] [引用频次：0 ] - 戴铃灵;赵婉婷;吴月娇;孙颖;朱丽岩;
针对四溴双酚A(TBBPA)作为常用溴代阻燃剂是持久性有机污染物(POPs)的一种,其在塑料制品、纺织品和各类树脂等一些高分子聚合物中广泛应用的同时,在水体与水生生物中含量不断升高,本文于2018年春季和2019年秋季在渤、黄海采集样本,测定水体中和浮游动物体内TBBPA的含量,研究TBBPA在渤、黄海海域的分布特征和在浮游动物体内的生物富集情况,并结合环境因子进行相关性分析。结果表明,春秋季水体样本中TBBPA的浓度范围分别为0.042 85～1.096和0.129 4～1.490μg/L,浮游动物中TBBPA的浓度范围为0.475 5～13.03和1.145～25.91μg/g,生物富集因子(BAF)范围为2.268×10~3～69.37×10~3和1.566×10~3～60.66×10~3,浮游动物对TBBPA有生物富集能力。各环境因子中仅水温与秋季水体TBBPA含量呈显著正相关(P<0.05)。
2021年07期 v.51;No.323 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1089K] [引用频次：2 ] - 陈斌;吕向立;王中瑗;钟煜宏;吴梅桂;胡希声;肖瑜璋;
基于2019年珠江口海域表层沉积物Hg、As、Cu、Pb、Cd、Zn、Cr的分析结果对沉积物重金属污染现状及潜在生态风险进行评价,结合总有机碳TOC、粒度等探讨海域重金属的污染特征及来源,并评估各项重金属元素在底栖生物体内的富集程度。结果表明,所有站点表层沉积物中Hg和Cr含量均符合一类海洋沉积物质量标准,As、Cd、Pb、Cu和Zn满足二类以上标准。Hg和Cd为主要生态风险贡献因子,均有部分站点属较高和中等潜在生态风险范畴,综合潜在生态风险指数(RI)均值属中等潜在生态风险范畴,近岸海域尤其北部、西部RI值较高。7项重金属含量两两间呈极显著正相关,显示重金属污染具有相近来源,且重金属含量均与TOC含量呈极显著正相关,而与粒度无明显相关性。7项重金属元素在甲壳类和鱼类体内均没有富集,Cd在双壳类体内出现较强富集。
2021年07期 v.51;No.323 73-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1741K] [引用频次：14 ] - 潘云浩;孙艳霞;宋陈光;鲁帅领;吴淑妍;武原原;高孟春;
本文考察了Cu~(2+)冲击负荷对序批式反应器(SBR)脱氮性能、脱氮速率、微生物酶活性和微生物群落的影响,并评价了SBR的抗Cu~(2+)冲击负荷能力。结果表明,在100 mg/L Cu~(2+)冲击24 h后,COD的去除率由92.59%下降到47.01%,NH~+_4-N的去除率由99.64%下降到45.76%。冲击停止后,SBR脱氮性能经过61天得到恢复。比耗氧速率、脱氮速率以及相关酶活性在Cu~(2+)冲击60天后恢复正常水平。Cu~(2+)冲击促进了活性氧的产生、乳酸脱氢酶的分泌,说明瞬时冲击引起了细胞氧化应激并使细胞膜受损。过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性在瞬时Cu~(2+)冲击下明显增加,以抑制活性氧的产生。微生物群落的丰富度和多样性在Cu~(2+)负荷冲击下变化显著。SBR具有一定的抗瞬时Cu~(2+)冲击负荷的能力,Cu~(2+)冲击负荷消失后能够逐渐恢复其脱氮性能。
2021年07期 v.51;No.323 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K] [引用频次：6 ] - 周炜;袁晓伟;魏志强;翟翌立;王超;杜丙瑜;朱文印;王金龙;
拜占庭容错(BFT)在提供分布式系统的可靠性方面将变得越来越重要,其中实用性拜占庭容错(PBFT)是目前用的最佳算法之一,但是面对具有众多节点的分布式系统,PBFT并不令人满意。由于PBFT共识失败率接近1/3,共识失败率较高会造成主节点切换频繁,拖慢共识效率,概率分组算法降低了共识失败率,从而提高了共识效率。为了防止拜占庭节点串通攻击分组,基于可验证随机函数VRF抽签方式让拜占庭节点无法预判分组,进一步提高共识安全性。混合共识机制组内采用拜占庭容错chain-raft加快共识效率,组间采用PBFT保证对现有PBFT共识的兼容性。本文提出的共识机制在16个节点分为四组的情况下消息复杂度比PBFT降低了92%,吞吐量是PBFT的3.6倍。
2021年07期 v.51;No.323 92-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1085K] [引用频次：17 ] - 谭俊哲;谢锋;司先才;袁鹏;杨洪艳;崔宝玉;
中国潮流能储备量巨大但大部分地区流速较低,针对这一问题设计一款安装方便、自动对向的小型悬浮轮辋式潮流能水轮机。运用数值模拟方法,对不同前缘形状、尾部张角和长度比例的导流罩水动力学性能进行研究,分析悬浮轮辋式水轮机的诱导因子,得到1.5 m/s流速下的导流罩诱导因子达-0.890 2,且a_i+a_d<0。通过比较,斜面前缘、45°尾部张角以及长度比例为7∶13廓形的导流罩具有良好的水动力学性能,可以增加潮流能水轮机的获能效率,为后续悬浮轮辋式水轮机的导流罩廓形设计和制造提供了依据。
2021年07期 v.51;No.323 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1657K] [引用频次：3 ] - 王栽毅;杨照;
数据传输与通信算法是当前船联网研究中的重要方向,为解决船联网中数据传输时延长、无线传输功率低的问题,本文提出了一种改进的船联网智能数据传输和通信算法。首先,利用分簇算法对所有船舶实施分簇,选取每簇最优的簇头;然后,建立基于位置和速度信息的船舶通信组网方式,应用粒子群(PSO)算法实现对最优路径的选择,实现海洋观测数据的快速回传;最后,通过实验仿真验证了本文所提方法的有效性。
2021年07期 v.51;No.323 108-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1874K] [引用频次：6 ] - 张凯临;李玉超;
传统船用稳定平台的PID控制器在闭环调节过程中存在固有的时滞,这会导致稳定平台的稳定精度无法进一步提高,针对此问题提出采用ARMA模型对船的姿态进行预测,经过处理后得到下一时刻稳定平台将要产生的误差,并将此误差作为输入施加到PID控制器中,以实现事先调节,最终达到提高稳定平台的稳定精度的目的。在ARMA模型中,采用最小二乘法对模型的参数进行实时估计,并提出使用预测值的均方误差最小的原则确定模型阶数和单次预测所使用样本数。试验结果表明,ARMA模型的预测结果具有较高的准确度,相对于传统PID控制器而言改进后的PID控制器一定程度上提高了船用稳定平台的稳定精度。
2021年07期 v.51;No.323 115-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 948K] [引用频次：2 ]