- 张志伟;李昀英;陈广超;
基于ERA5再分析资料和卫星观测资料,本文揭示了2010年3月9—11日一次层积云发展-消亡过程中东海黑潮海洋温度锋对其的影响机制。研究发现,在层积云的发展阶段,海洋锋通过垂直混合机制影响层积云;而在维持阶段,海洋锋通过气压调整机制影响层积云;在消亡阶段,海洋锋对云的影响较弱。进一步研究表明,海洋锋能影响层积云的垂直结构,在维持阶段层积云的云底/顶高度在冷(暖)洋面下降(抬升),这对应于海洋锋强迫出的下沉(上升)气流。该结果说明东海黑潮海洋锋对大气行星边界层和层积云的垂直结构具有不可忽视的影响。
2021年09期 v.51;No.325 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2723K] [引用频次：0 ] - 曹川川;陈戈;杨杰;
基于"观澜号"科学卫星机载观测试验的应用需求,本文在南海试验区(15°N—25°N,110°E—120°E)利用Jason-3高度计观测的有效波高(SWH),对第三代海浪模式Simulating Wave Nearshore(SWAN)、WAVEWATCHⅢ(WW3)以及WAve Model(WAM)的长时效预报产品进行精度检验。通过2020年3月数据的匹配与分析,发现北海预报中心业务化运行的SWAN和WW3模式在试验区具有120 h的有效预报能力,且两者的预报效果相当。其连续5 d预报SWH的相关系数高于0.73和0.76,偏差值(Bias)低于±0.10和±0.20 m,均方根误差(RMSE)在0.50 m以内。欧洲中期天气预报中心(ECMWF)运行的WAM模式有最高的第一天预报精度,相关系数高达0.91,Bias与RMSE分别为0.00和0.29 m,但第2天(48 h)预报的精度低于SWAN与WW3,预报第3天(72 h)的结果已不具备参考价值。本研究明确了当前业务预报模式长时效预报的准确性,可为规划"观澜号"卫星南海机载试验的飞行策略提供参考,为校正海浪对干涉成像高度计动力测高的影响提供数据支撑。
2021年09期 v.51;No.325 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1834K] [引用频次：0 ] - 李金库;于朋;温海深;齐鑫;孙冬磊;王灵钰;李昀;
水通道蛋白3(AQP3)是水通道蛋白家族成员之一,在鱼类的渗透调节过程中发挥着重要作用。本研究从花鲈(Lateolabrax maculatus)中克隆出aqp3a基因,其mRNA序列长度为2 058 bp,编码302个氨基酸,含有6个α跨膜螺旋和2个水通道蛋白家族的特征性天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸(NPA)序列。多重序列比对分析表明aqp3a基因具有高度保守性。采用枝位点模型对aqp3进行选择压力分析,结果显示aqp3在进化过程中存在4个显著的正选择位点。qRT-PCR检测结果表明,花鲈aqp3a基因在其各组织中广泛表达,且在鳃中表达显著高于其它组织。此外,还检测分析了花鲈aqp3a基因在淡水和海水驯化过程中于各时间点(0 h、12 h、1 d、3 d、7 d)在鳃组织中的表达情况。结果显示:在淡水适应过程中,花鲈aqp3a基因的表达量呈先升后降趋势,1 d时表达量显著上调并达到最大值,7 d时的表达量降低至与淡水转化前无显著差异的水平。在海水适应过程中,aqp3a基因在鳃中的表达量逐渐下降然后维持稳定。将花鲈aqp3a基因的cRNA显微注射进非洲爪蟾(Xenopus laevis)的卵母细胞中进行异源表达,卵母细胞在5 min内膨胀至初始体积的1.3～1.4倍,透水系数(P_f)约为注射蒸馏水对照组的5倍,表明花鲈aqp3a基因在水的转运和细胞体积调节中发挥着重要作用。本研究为深入了解花鲈aqp3a基因的渗透调节功能提供了理论基础,同时为其它鱼类渗透调节相关功能基因的研究提供参考。
2021年09期 v.51;No.325 15-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 3862K] [引用频次：3 ] - 高凯梦;孙世春;
本研究通过形态和DNA分类相结合的方法确认了三井卷曲纽虫(Emplectonema mitsuii)在中国沿海的分布,共在浙江泗礁山、嵊山岛、枸杞岛、东极岛、大陈岛、南麂岛、柴屿和海南文昌8地发现本种。中国标本的形态与三井卷曲纽虫的原始描述基本一致,但体型、吻针及针座明显较小。COI序列分析显示,中国沿海21个样品间COI序列平均遗传距离为0.000 4 (未校正p-距离),包含3个单倍型,其中90%的个体共享主单倍型1,平均单倍型多样性Hd为0.186±0.110,平均核苷酸多样性π为0.000 4±0.000 2,说明其遗传分化很低,可能经历过瓶颈效应或种群是由少数个体通过奠基者效应形成。中国样品与韩国济州岛样品、日本忍路样品间的遗传差异较高(平均p-距离为0.017 7)。
2021年09期 v.51;No.325 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K] [引用频次：0 ] - 张德梅;李佳;华尔;
于2010年7、10月和2011年1、4月,在青岛第二海水浴场和仰口海水浴场采集小型底栖动物样品,使用500、250、125、63、31μm等五个孔径的套筛对小型底栖动物样品进行分选,探讨不同大小的小型底栖动物丰度、群落结构特征和季节动态,以及影响其特征和动态的主要环境因素。两处砂质潮间带共鉴定11个小型底栖动物类群,优势类群为海洋线虫和底栖桡足类,分别占总丰度的86.34%和11.58%。第二海水浴场小型底栖动物的年平均丰度为(2 069.2±429.4)个/10 cm~2,仰口海水浴场为(1 324.8±179.1)个/10 cm~2,年平均丰度及类群组成在两处沙滩间存在显著差异。沉积物中值粒径及有机质含量、脱镁叶绿酸质量比是引起研究沙滩小型底栖动物丰度和类群组成差异的重要因素。按大小,研究沙滩小型底栖动物以63和125μm级为主,占总丰度的70.1%,其中63μm级小型底栖动物丰度最高(42.0%)。同时,两处沙滩不同大小的海洋线虫丰度存在显著的差异,第二海水浴场63μm级海洋线虫丰度最高,仰口海水浴场125μm级线虫丰度最高。线虫丰度的分级特征可以反映沉积物颗粒构成。根据小型底栖动物类群组成,可划分3组:500μm组、125和250μm组、63和31μm组,组间存在显著差异。其中,仰口海水浴场类群组成的组间差异较第二海水浴场更为明显。不同大小的小型底栖动物丰度也存在显著的季节差异。1、4和7月63μm级小型底栖动物总丰度最高。但是,10月,第二海水浴场125μm级桡足类丰度和仰口浴场125μm级线虫丰度增加,导致125μm级小型底栖动物总丰度最高。大个体线虫丰度的增加可能是对脱镁叶绿酸质量比代表的食物资源增加的反馈。不同大小的海洋线虫丰度能否有效指示栖息地的沉积环境特征仍需要大量的研究予以证实。
2021年09期 v.51;No.325 33-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K] [引用频次：1 ] - 陈晨;杨湘君;崔雯瑶;张蒙生;于子山;
根据2018年胶州湾20个站位4个季节的大型底栖动物调查资料,利用Brey(2001)模型对大型底栖动物群落的次级生产力进行了估算,并对影响群落次级生产力的因子进行了研究。结果表明:胶州湾大型底栖动物年平均丰度为1 904.80 ind.·m~(-2),年平均生物量为87.018 8 g·m~(-2),群落年次级生产力为45.284 3 g·m~(-2)·a~(-1)。大型底栖动物群落次级生产力呈现出由胶州湾中部向南北两侧增大的趋势。养殖种菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)和长牡蛎(Crassostrea gigas)的次级生产力占胶州湾大型底栖动物次级生产力的89.12%。沉积物中叶绿素a含量和底盐是影响群落次级生产力的重要环境因子。
2021年09期 v.51;No.325 45-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 970K] [引用频次：10 ] - 孙波;李春虎;袁国峰;王亮;李子真;李栋;郑锐;侯立威;
针对舰船烟气脱硫脱硝需求,提出采用光催化/真空紫外(Vacuum Ultraviolet, VUV)辐射协同海水吸收脱硫脱硝一体化技术,强化SO_2和NO在海水中的传质吸收过程。基于舰船烟气脱硫脱硝的过程分析机理,设计小试装置模拟舰船的烟气脱硫脱硝系统,开展实验探究液气比、温度、空速、SO_2和NO初始浓度等关键参数下的系统脱硫脱硝率,揭示参数间的相互作用规律。实验结果表明,该系统最佳液气比≤6.5 L·m~(-3),空速≤680 h~(-1),系统脱硫率随温度升高而降低,而脱硝能力在温度高于60℃时有所增强,较纯海水吸收SO_2脱除率为100%时液气比可减少1.5 L·m~(-3),大大减少了反应器负荷,可适用于舰船烟气脱硫脱硝。NO脱除率随SO_2初始浓度从1 600 mg·m~(-3)增至3 800 mg·m~(-3)时而减小,而SO_2初始浓度超过3 800 mg·m~(-3)后对NO脱除率几乎无影响;SO_2的脱除效率不随NO初始浓度的变化而变化。且模拟舰船处于淡水区时,脱硫脱硝效果分别达到90%和80%以上,仍满足模拟舰船在淡水区脱硫脱硝的目的。综合分析,兼具运行成本低、设备尺寸小及脱硫脱硝效果好等优点的光催化/VUV协同海水吸收脱硫脱硝一体化技术在舰船烟气净化领域具有重要的应用价值。
2021年09期 v.51;No.325 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K] [引用频次：3 ] - 何万利;杨华臣;张建中;
传统的走时层析方法依赖于初始速度模型,需要射线追踪计算,速度建模效率低。常规的回折波走时反演方法速度建模效率较高,但通过对走时曲线拟合获取射线参数,受地形起伏和走时误差的影响很大,速度建模精度较低。为兼顾近地表速度建模的效率与精度,本文改进了回折波走时方程,提出一种基于回折波走时方程的起伏地表速度建模方法。该方法将每一个共中心点道集按偏移距大小进行选排并分段,在每一个偏移距段内,先利用回折波走时方程逐道计算相应的回折点位置和速度,再对各个炮检对的计算结果进行最小二乘拟合及反距离加权,获得统计平均回折点位置和速度值。对每个共中心点道集均做上述处理,从而建立近地表速度模型。理论模型测试和实测资料应用验证了本文方法的正确性和实用性。
2021年09期 v.51;No.325 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K] [引用频次：0 ] - 于鹏;刘灿;刘红军;于雅琼;
土-结构界面的剪切性能决定着构筑物承载能力,影响构筑物安全,在土与结构相互作用研究中至关重要。使用大型界面剪切仪,对黄河三角洲粉土-钢结构界面进行了剪切试验,研究了不同法向应力、含水率和钢板粗糙度对界面剪切特性的影响。结果表明:最大剪应力随着法向应力的增大、粗糙度的增加、含水率的减小而增大;粗糙度对黏聚力影响显著,粗糙度越大,黏聚力和内摩擦角越大;而含水率主要影响内摩擦角,含水率越高,内摩擦角越小,其黏聚力随含水率的升高呈先升高后下降的趋势;法向应力越低,含水率越低,界面剪胀性越明显;随着法向应力和粗糙度的增加,界面剪缩趋势增加,体变量也随之增大。研究成果可为黄河三角洲地区工程设计及数值模拟提供参考。
2021年09期 v.51;No.325 71-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K] [引用频次：9 ] - 张波;马曼曼;孙宇航;冯文荣;米铁柱;甄毓;
为分析大气细菌群落结构区域差异性,本研究采集了2014—2015年黄海、青岛和兰州大气生物气溶胶样品,对其进行了16S rRNA基因高通量测序分析,探讨环境因子(温度、风速和相对湿度)对大气细菌群落结构可能的影响。结果表明,3月黄海、青岛和兰州以及青岛不同采样时间的生物气溶胶中细菌群落结构在区域(p<0.01)和时间(p<0.05)分布上具有差异性,即黄海气溶胶中细菌群落多样性均高于陆地(p<0.01),3月青岛细菌群落的多样性高于兰州(p<0.01),且青岛春季大气生物气溶胶中细菌群落的丰富度和多样性高于冬季和夏季(p<0.05)。物种注释结果表明,变形菌(Proteobacteria)、厚壁菌(Firmicutes)、放线菌(Actinobacteria)和拟杆菌(Bacteroidetes)为这3个区域大气中的优势菌门。由于粗、细颗粒耐受环境变化的能力不同,不同区域粗粒径和细粒径样品的细菌群落的组成发生变化。例如,Bacteroides在黄海粗粒径样品中的相对丰度高于细粒径;Psychrobacter和Paenibacillus分别是3月青岛粗粒径和细粒径样品中的优势菌;沙尘发生时,兰州细粒径样品中的优势菌由Bifidobacterium转为Acinetobacter,粗粒径样品中的优势菌仍是Bifidobacterium但相对丰度值增大。典范对应分析表明,风速对细菌群落结构具有显著影响(p<0.01)。
2021年09期 v.51;No.325 80-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2503K] [引用频次：1 ] - 陈莉;蔡文倩;韩雪萌;雷坤;
基于镉对6种渤海本地种的急性致死效应实验和收集的毒性数据,参考美国双值基准法制定框架,采用物种敏感度排序法推导镉的海水水质基准最大浓度值和基准连续浓度值。实验结果表明,镉对6种渤海本地种的LC_(50)/EC_(50)值为4.46～50.0 mg/L,各物种对镉的敏感性排序为青岛大扁藻>褐牙鲆>许氏平鲉>日本虎斑猛水蚤>褶皱臂尾轮虫>天津厚蟹。根据数据筛选原则,筛出6门21科23属共24种生物,用于推导镉的海水水质基准。根据物种敏感度排序法计算结果,平均急性毒性值最小的4个属依次为对虾属、新糠虾属、舌鳎属和巨砺属;基于log-triangular分布的敏感度模型推导出镉的海水水质基准最大浓度值为23.4μg/L。本研究中急慢性比值取值为8.36,利用该值进一步推导了镉的基准连续浓度值为5.60μg/L。以上研究结果可为中国海水水质标准的修订提供参考,为渤海生态保护提供依据。
2021年09期 v.51;No.325 93-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 804K] [引用频次：7 ] - 郑中强;姚志鹏;常宗瑜;
海洋平台受到波浪等海洋环境的影响会产生明显而持续的振动,这些振动会造成平台结构疲劳损伤,影响平台上工作人员的舒适性与安全性。研究了随机波浪载荷作用下非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink, NES)对固定式导管架海洋平台振动控制问题,并与调谐质量阻尼器(TMD)进行对比分析。通过建立NES—海洋平台系统动力学模型,从降低平台位移响应均方差的角度对NES的参数进行了优化设计,确定了随机波浪载荷作用下NES和TMD的最优参数。考虑结构刚度变化的问题,对NES和TMD的减振性能、系统瞬时能量传递和平台响应小波变化时频谱进行了对比分析。结果表明,NES可有效降低平台的在随机波浪载荷作用下的位移响应,NES中的瞬态共振俘获现象可使平台与NES之间产生靶能量传递(Targeted energy transfer, TET),与TMD相比较NES对刚度变化的鲁棒性更强。
2021年09期 v.51;No.325 103-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 2169K] [引用频次：11 ] - 贾越钧;郭海燕;崔鹏;白永庆;
非粘结柔性立管结构形式复杂,层与层之间涉及摩擦、接触等非线性特性,使其数值模拟方面很难同时保证效率与精度。针对柔性立管特殊的结构形式,本文建立不同角度螺旋键的非粘结柔性立管高效分析简化模型,通过Ansys workbench软件分析非粘结柔性立管在内压和拉伸、扭转、弯曲的组合荷载工况下螺旋键缠绕角度对其刚度的影响。结果表明:本文所建立的立管简化分析模型与立管原型的力学性能吻合较好,并且可以提高计算效率;螺旋键缠绕角度越大,立管的扭转刚度越大,拉伸刚度与弯曲刚度越小;内压的施加对拉伸刚度、扭转刚度和弯曲刚度是有利的,内压对于弯曲刚度有较明显的增加,对拉伸刚度和扭转刚度有较小程度的增加。
2021年09期 v.51;No.325 111-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2077K] [引用频次：2 ] - 张若军;张垒;
本文研究了一类S分布时滞静态神经网络模型作为驱动-响应系统的全局渐近同步性。在激活函数满足全局Lipschitz连续的条件下,设计了相应的响应系统的控制器,应用Lyapunov泛函方法及一些不等式技巧,得到了易于应用驱动—响应系统全局渐近同步性的的充分性判别准则。最后,通过实例验证了所得结论的有效性。
2021年09期 v.51;No.325 119-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K] [引用频次：1 ]