波浪作用下近岸区污染物输移扩散的数学模型及其实验验证

在近岸缓坡浅水海岸,波浪破碎产生沿岸流是近岸海域流场的重要组成部分,它对污染物输移扩散规律的影响重大,在高阶近似抛物化缓坡方程求解大面积波浪场基础上,建立了波浪作用下污染物输移扩散数学模型.计算结果与不同坡度均匀斜坡地形上具有不同波高、周期的规则波及不规则波浪作用下污染物输移扩散实验结果进行了比较,分析了各种因素对波浪作用下沿岸流分布规律影响,所得结论认为地形坡度及入射波高对污染物输移扩散的影响较大,波浪作用将使缓坡海滩上污染物的输移扩散平行岸线方向.     

波浪作用下渤海湾近岸海域污染物的输移扩散规律

用物理模型实验和数学模型计算相结合的方法，研究了均匀缓坡岸滩上，规则波及不规则波浪作用下形成的沿岸流及其对岸边排放污染物输移扩散的影响。针对渤海湾的地形和主要波浪方向，研究了渤海湾主要排污口附近单纯波浪以及波浪、潮流共同作用下近岸海域内流动速度分布与相应污染物输移扩散规律。结果表明，在渤海湾近岸海域(一定范围内)，污染物输移扩散受到波浪作用的影响，表现为平行岸线方向。波浪作用使得远离污染物排放口的滩涂受污染的影响增大。     

平直斜坡上破波带内质量输移流对污染物输移影响的数值研究

破波带内外都有质量输移流存在，其对破波带内污染物输移有怎样的影响，需要进一步深入研究。本文基于实验以及考虑质量输移流的对流扩散数学模型研究了平直斜坡上破波带内质量输移流对污染物输移影响。数学模型包括波浪模型、近岸流模型以及对流扩散模型。首先建立了破波带内污染物输移数学模型，其中波浪场基于波能守恒方程来计算，波导流场基于Longuet-Higgins提出的辐射应力模拟，污染物对流扩散方程中考虑了质量输移流的影响，并利用算例验证该数学模型。其次简要介绍了平直斜坡上破波带内污染物输移实验，并分析了污染物输移特性。连续投放污染物会形成污染带，本文分析了两种波况下不同时刻污染带与岸线夹角的变化，以及污染物在垂直岸线和沿岸线方向的输移速度，结果表明对两种波况来说在初始10-40s污染团向岸线方向输移速度分别约为0.05m/s、0.017m/s，之后速度分别减小为0.001m/s、0.011m/s。数值模拟结果与实验结果比较表明：考虑质量输移流的模拟结果与实验更为吻合。因而，通过实验以及数模研究表明破波带内质量输移流对破波带内污染物在垂直岸线方向的输移有重要影响，而对沿岸方向的输移则影响较小。     

波生流对海岸污染物输移的影响

通过物理模型实验对海岸波浪作用下污染物运动特性进行了分析,重点分析了质量输移流、沿岸流、沿岸流不稳定运动及破波带内旋涡运动等海岸水动力因素的影响.实验中坡度分别取为1:100和1:40,实验中采用CCD摄像机记录墨水的运动轨迹,同步测量流体质点速度以及波面升高.实验表明,在破碎带外污染物主要受波浪非线性引起的质量输移流的影响;在破碎带内主要受沿岸流的影响,同时还受沿岸流不稳定运动及大尺度旋涡运动的影响.     

海浪对海洋上层的动量与混合作用分析

分析了波浪影响海洋环流的3种机制，给出了波浪对海流的雷诺应力表示、搅拌混合系数表示以及对温盐扩散的搅拌混合系数表示；计算了东中国海区域的波浪动量作用、搅拌混合系数空间分布和时间演化，进而定量分析了波浪对表层海流的动量输送及对海洋上混合层与跃层形成的作用。     

深水波浪破碎特征量与风速和摩擦风速的关系

破碎是常见的海浪现象之一,研究海浪破碎现象在许多方面有重要意义.首先,海浪破碎是海-气相互作用包括动量、热量及质量交换的主要动力因素,而且波浪破碎还涉及到其它海-气边界过程,如海面白浪(whitecaps)、海洋表面气泡、大气贴水层水雾及海洋上层混合等[1,2];其次,由于破波施加于海洋结构物上的作用力(冲击力)远大于没有破碎时的波浪力,因此,在计算海上建筑物所受外力中,必须考虑破波的出现率及破波强度的影响;另外,波浪破碎会对波高产生影响,因此,在对波高作统计预报时也应考虑波浪破碎的影响[3];还有的学者认为,很多污染物在海洋中的扩散速度与波浪破碎率有密切关系[4].     

随机波浪下斯托克司漂移速度是否引起水面漂移物离散的研究

漂浮于自由水面的污染物的的迁移、扩散会受到天然随机海浪的影响。之前的研究（以Herterich和Hasselmann（1982）为代表）普遍认为，随机波浪作用下的斯托克司漂移速度会引起水面污染物的离散，这个离散甚至有可能跟风和海流引起的离散同一量级。本研究就随机波浪作用下的斯托克司漂移速度是否会引起水面漂移物的离散进行理论和试验探讨。从理论推导可知，随机波浪下的质量输移速度是个定常分量，因此它不会随时间变化而引起水面漂移物的离散。随后我们在实验室水槽中进行了漂移物在随机波浪（P-M谱）作用下的漂移过程的测量。试验结果也印证了随机波浪作用下的斯托克司漂移速度不会引起水面漂移物离散的结论。     

波浪场中浓度输移扩散Stokes漂移效应的欧拉描述

为了说明波浪场中浓度输移扩散Stokes漂移效应的欧拉描述方法,采用欧拉方法推导了波浪场中波浪周期平均的浓度输移扩散方程,其对流项是由波浪速度的波动和物质浓度的波动相互作用而产生,所含的对流速度恰是Stokes漂移速度。由此说明,波浪场中浓度扩散问题的Stokes漂移效应可以自动的由欧拉法来考虑,所得到的Stokes漂移效应与拉格朗日描述的结果是等价的。为了进一步说明这一问题,将粒子追踪法的拉格朗日描述的Stokes漂移速度与欧拉法的结果进行了对比,二者是一致的。研究中也数值求解了线性波浪场中σ坐标下浓度扩散方程,将浓度的Stokes漂移、浓度分布和粒子追踪法的结果进行了对比,以证明欧拉描述和拉格朗日描述两种方法的等价性。研究中也根据实验结果对实际波浪场中Stokes漂移效应所引起的浓度漂移进行了讨论,解释了物理模型实验中的观察到的波浪场中浓度漂移现象。     

海岸波浪多次破碎波能耗散模型

在坡度很缓(接近或小于1∶100)的海岸，波浪在向海岸传播的过程中，可能经历多次破碎，而在两次波浪破碎之间将伴随着波浪恢复(波浪恢复到不破碎状态)。在现有海岸波高计算模型中，波浪破碎是通过波能耗散来模拟的，但所采用的波能耗散模型都不能自动考虑波浪出现多次破碎的过程，特别精确模拟这一过程中出现的波浪恢复。本文提出了解决这一问题的新的波能耗散模型，模型的建立是通过在Dally模型中重新建立稳定波能、饱和波高水深比和波能耗散系数，并引入了波浪恢复的判断条件实现的。该模型的波能耗散在波浪恢复区的值很小故能描述波浪恢复区的波浪运动。与实验结果的对比表明，新模型可以适合缓坡情况波浪多次破碎的波高模拟，而且对不同坡度的平坡和沙坝海岸(1∶100～1∶10)的破碎波模拟都可以给出与实验结果符合的结果，并且可以自动识别多次波浪破碎的存在和波浪恢复的发生。     

沿岸流中混合系数的实验研究

进行了在规则波作用下破波带内水平混合系数测量的物理模型实验。通过在沿岸流流场中投放墨水点源和采用CCD摄像机摄像,测量了点源扩散过程。利用水深平均二维扩散方程近似解析解得到了由实验结果计算混合系数的方法。实验结果表明:扩散系数仅依赖于当地水深,与波浪参数(周期和波高)无关。沿岸流沿水深变化产生的离散作用导致顺流方向(纵向)混合系数远大于横流方向(横向)混合系数。横流方向混合系数中由波浪产生的扩散系数占总扩散系数约40%,其余为波浪破碎引起的湍流产生的扩散系数。     

About the correlation between the distribution of the azooxantellate scleractinian corals and the abundance of the zooplankton in the surface waters

The correlation between the azooxantellate scleractinian coral distribution and the abundance of the zooplankton in the Atlantic Ocean is discussed. The analysis is based on a dataset of 943 specimens (82 species) sampled at 87 stations that were performed during the scientific cruises of Russian research vessels in the Atlantic. The hypothesis concerning if the coral biodiversity and population density correlate with the zooplankton abundance was tested. The relationships between these parameters are contradictory. High coral biodiversity and population density were registered for the areas of low and average zooplankton abundance in the surface waters.     

Relationship between the path of the Kuroshio in the south of Japan and the path of the Kuroshio Extension in the east

A relationship between paths of the Kuroshio and Kuroshio Extension (KE) is investigated, using the satellite-derived altimetry dataset of 1993–2008. When the Kuroshio takes the nearshore nonlarge meander path or typical large meander path and resultantly goes through the deeper channel (about 2500 m) of the Izu-Ogasawara Ridge, the KE path adopts a relatively stable state with the two quasi-stationary meanders. On the other hand, when the Kuroshio takes the offshore nonlarge meander path and then passes over the shallower part of the Ridge (about 1000 m), the KE path tends to be convoluted, i.e., an unstable state.     

黄河入海径流对河口海域盐度影响研究

为研究黄河入海径流变化条件下河口附近海域盐度扩散特征,以更好地保护河口海域生物资源多样性,本文以黄河下游利津水文站的长序列实测径流数据资料为基础,利用近海水动力模型FVCOM,分析径流变化对黄河口海域盐度的影响规律。结果表明：黄河口与莱州湾之间存在顺时针的环流系统,在余流作用以及涨落潮方向的影响下,黄河冲淡水长期向莱州湾扩散;丰水期黄河冲淡水几乎影响了整个莱州湾,27盐度锋可以到达莱州湾中部,27等盐线的表层包络面积为2 665.61 km²,占莱州湾的1/4左右,枯水期低盐度水只有向南扩散的趋势,27以下的低盐度水集中分布在黄河口门附近,27等盐线的表层包络面积只有199.65 km²;5月份,随着入海径流量增加,27等盐线扩散的范围、距离、方向都会发生明显变化。在对近海生物资源有迫切保护需求的情景下,适当减少其他用水户供水量以增加入海生态径流量,可以有效改善黄河口海域附近的盐度情况,为生物资源的生长繁殖创造良好条件。     

美国加入《联合国海洋法公约》问题

1982年第三次联合国海洋法会议产生了《联合国海洋法公约》,美国积极参与并主导了该《公约》的整个谈判过程,对《公约》大部分条款持支持态度,但最终却没有签署《公约》,其原因主要在于它反对《公约》第十一部分关于深海采矿的规定。1994年《执行(公约)第十一部分的协定》对《公约》中与深海采矿有关的部分进行了实质性修改,满足了美国的利益和要求,但美国国内对《公约》还存在其他一些反对意见。目前美国国内各界支持加入《公约》的呼声日益高涨,美国正在积极考虑加入《公约》。     

A study on the polyculture of the algae, the shrimp and the crab

A study was made on the polyculture of the red algae Gracilaria tenuistipitata Chang et Xia f. Liui Zhang et Xia, f. nov. , the shrimp Penaeus penicillatus Alcock and the mud crab Scylla serrata (Forskal) . The photosynthesis of the algae produces the oxygen on which the shrimp and the crab breathe. The algae are the reproductive place of the organism for the food of the shrimp and the carb, also is the shelter of the shrimp and the crab. The shrimp and the crab regard the algae as the vegetable     

加快渔业结构调整 促进海洋经济发展

射阳县位于江苏沿海中部，东临黄海，拥有海岸线长１０９ｋｍ，滩涂面积７万ｈａ，是江苏省渔业生产重点县之一。“九五”期间，射阳县把发展海洋渔业作为全县经济新的增长点来抓，不断加大开发力度，稳定提高捕捞业，全力突破养殖业，积极发展水产品加工业，取得显著成效，已成为海洋经济发展的先导产业和支柱产业，全县现有各类捕捞船只２０５８艘，总功率为７万多千瓦，海水养殖面积１万多公顷，育苗水体６５万ｍ３，水产品加工库容４０００余吨，年产各类海产品达５５万多吨。然而，在当前近海主要经济鱼类资源急剧衰退，伏季休渔期…     

On the peculiarity of the sound channel on the shelf of the North-European basin

Analysis of the sections traversing the polar hydrological front on the shelf of the North-European basin has enabled us to reveal the areas limited by closed isotaches of the sound velocity existing in the interfrontal zone at depths of 50–150 m. These areas represent the closed waveguide which has the property of an underwater sound channel.Translated by Mikhail M. Trufanov.     

长江、黄河入海沉积物中元素组成的对比

使用X射线荧光分析仪对取自长江大通站(包括部分南京段)和黄河利津站入海沉积物进行了分析,研究了25种元素的含量特征及它们在长江和黄河里的差异,并与前人研究成果作了比较.研究表明,长江、黄河中的沉积物存在较明显差异,黄河沉积物中明显富集Ca,Sr,Si等元素;长江沉积物中明显富集Al,Fe,Ti,Mn,Cu,Zn,Pb,Rb,P,V等元素.这与2条河流流域的地质背景、气候带特征、风化程度以及人为活动影响关系密切.与前人研究结果相比,2类沉积物中重金属元素的含量有明显增加的趋势,但是用Al标准化之后发现只有部分重金属元素含量有所增加.重金属的变化可能与近年来中国工业快速发展及两河流域污染物质的排放增加有关.     

On the Relationship between the Characteristics of the Annual Variations of the Virtual Height of the Ionospheric Sporadic E Layer with the Seasonal Rearrangements of the Stratomesospheric Circulation

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - Analysis of the temporal variations of the virtual heights of the sporadic E layer (h?ES) determined from ionograms with increased accuracy (1...     

Investigation of the mechanism of the long-term evolution of the carbon cycle in the ecosystem of the Sevastopol bay

We analyze the components of the carbon system of the Sevastopol bay waters and the balance of main sediment-forming substances using the data of field investigations in 1998–2008. The interannual variations of total inorganic carbon and the equilibrium partial pressure of carbon dioxide in the bay water are noted. An increase in the flux of carbon dioxide into the bay and in the content of organic carbon in bottom sediments is revealed, and an explanation of this phenomenon is given. The priority accumulation of organic carbon in the sediments of the bay is established. We assess the interannual variation in the relative abundances of organic and inorganic carbon as an index of the carbon cycle stability.