作用在海洋移动式平台上的风倾载荷

本文在归纳国内外对作用在海洋移动式平台风倾载荷的研究文献的基础上，分析了目前船级社的规范中风载荷计算方法中的几个问题。本文介绍了作者编制的风倾力臂横截曲线计算程序，并给出了计算实例     

海洋中测温传感器的误差及其补偿方法

现代海洋仪器正向连续自动记录和自动化方面发展着。目前，电测式的海洋温度测量仪器，大都是由测温传感器、探测电缆和自动记录的二次仪表组成。     

HFB-1B型海洋浮标平面系统定向传感器

介绍了浮标平面系统中定向传感器的工作原理，结构及使用效果，导出了标准频率，并对传感器的精度进行了分析。     

风传感器智能化接口研究

介绍了应用于大型海洋资料浮标FZF3—1系统上的智能风速、风向采集系统，论述了该系统的软、硬件的设计原理和性能以及在无人值守、自动采集浮标上的应用情况。     

FZF2—3型海洋资料浮标传感器系统

本文介绍了ＦＺＦ２－３型海洋资源浮标系统中各种传感器的技术性能指标、工作原理、构造特性及在海洋浮标系统中进行海洋监测工作中的应用情况。     

龙口海洋站风况特征分析

根据龙口海洋站观测得到的2007年逐时10分钟平均风速、风向资料,对平均风速风向、大风风速风向、大风日数等方面进行了分析,得出结论:龙口海洋站的风具有典型的季风性气候特征,冬夏季主风向有180°的变化,平均风速的月际变化出现两峰两谷的趋势;常风向为S向和NE向,强风向为偏北向;偏东风的平均风速和出现频率最小;大风风力以6级为主,大风的年平均风速为13.3 m/s,出现大风的月最高概率为63.3%;大风年主导风向为NW-NE以及S,风速以偏北大风较大,偏东风最小;秋冬季节以偏北大风为主,春季偏南大风与偏北大风交替出现,夏季是大风最少的季节。     

海洋对洋面风应力的动力响应

利用海洋混合层的线性正压模式得出洋面附近风强迫下的洋流和洋面扰动高度的解析表达式。并用1980～1988年九年年平均一月风场和1983年一月月平均风场计算了在这些风应力作用下的定常和非定常情况下的风生洋流和洋面的扰动高度场。1983年一月洋流对实际风场响应的时间尺度主要是10天到50天的慢时间尺度,洋流流函数随时间变化迅速,最迟到第五天已经达到定常状态。洋面扰动高度场表明:太平洋西部和南美西海岸以西洋面有拾升现象。相对多年平均,1983年智利、秘鲁以西的南太平洋有大片海面扰动高度的正距平区,最大值可达40cm,呈东南-西北走向伸到赤道太平洋中部。     

海洋环境污染贻贝生理监测传感器

在海洋环境监测和质量评价中,生物学指标是一个十分重要的方面。美国“1976～1978年贻贝监测规划”使用的指示生物就是贻贝和牡蛎。我国的海洋环境污染生物监测也选择了贻贝做为指示生物。过去,用贻贝监测海洋环境污染情况,除了人工现场观察外,就是采用海洋生物采样,实验室消化处理后进行化学分析。这样既繁琐,又没有实时性。荷兰环境科学家开发了一种新     

物理海洋传感器现状及未来发展趋势

文中对目前我国物理海洋要素观测传感器技术发展现状进行了分析。在国家科技计划支持下,我国的物理海洋观测传感器技术取得了快速发展,但与国际上先进的传感器技术水平相比,国内具有自主知识产权的传感器仍有较大差距。随着未来海洋观测需求的不断发展,小型、轻重量、低功耗、高精度、高灵敏、智能化新型传感器必将是今后5~10年研究与开发的重点。     

海洋化学系科研情况简介

在六十年代初，我系就制成中国标准海水，通过鉴定并建厂投产，满足了海洋调查及科研部门的急需。随着教学和科研工作的进展，专业的研究方向逐渐明确，大体可划分为三方面，即海洋物理化学、海洋资源化学和海洋环境化学。     

一种白浪覆盖率与风要素关系模式

采用Ｇｌａｚｍ ａｎ 提出的“微尺度平均”的方法,在合理选择平均尺度的基础上计算了ＪＯＮＳＷＡＰ谱的四阶矩,并将此结果与Ｓｎｙｄｅｒ提出的白浪覆盖率模式结合,从而建立起依赖于风速和风区两者的半经验、半理论的白浪覆盖率与风要素关系模式。此模式给出的结果与Ｍｏｎａｈａｎ 等汇集的海洋白浪覆盖率测量数据总体符合良好。     

Upper Ocean Sensitivity to Wind Forcing in the South China Sea

The Naval Research Laboratory (NRL) Layered Ocean Model (NLOM) has been used to investigate the sensitivity of the upper South China Sea (SCS) circulation to various atmospheric wind forcing products. A 1/16° 6-layer, thermodynamic Pacific Ocean north of 20°S version of NLOM has been integrated using observed climatological monthly mean winds (Hellerman and Rosenstein, 1983) and climatologies based on two atmospheric prediction models: the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) and the National Centers for Environmental Prediction (NCEP). ECMWF products include the 10 meter winds (at both 1.125° and 2.5° resolution) and surface stresses (1.125°). The NCEP forcing (1.875°) is a surface stress product. Significant differences exist in the wind stress curl patterns and this is reflected in the upper ocean model response, which is compared to observational data. The model experiments suggest the generation of the West Luzon Eddy is controlled by positive wind stress curl. The degree of Kuroshio intrusion into the SCS, however, is not affected by wind stress curl but is governed by the coastline geometry of the island chain within Luzon Strait. The summertime offshore flow from the Vietnamese coast is present in all simulations but the dipole structure on either side of the jet is variable, even among experiments with similar wind stress curl patterns. The ECMWF surface stresses exhibit spurious coastal wind stress curl patterns, especially in locations with significant orographic features. This manifests itself in unrealistic small scale coastal gyres in NLOM. High resolution basin-scale and coastal models might be adversely affected by these stresses. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

海岛局部风场特性的风洞试验和数值模拟研究

针对海岛局部风效应突出的问题,采用边界层风洞试验与数值模拟相结合的方法,对3种坡度的理想化海岛地形的风剖面进行了数值拟合,定义了差异系数来描述风剖面变化,利用数值模拟研究了差异系数和最大加速比在迎风侧的分布,重点探讨了海岛坡度和高度对最大加速比和差异系数的影响;基于风洞数据,对迎风侧和背风侧顺风向、横风向和竖向湍流强度和阵风因子分布进行了研究。结果表明：数值模拟与风洞试验结果较接近,风剖面指数在迎风侧较小;靠近坡顶的加速效应尤为明显,其最大加速比为0.4～1.0;坡腰处的差异系数较小,随着岛脊线角度的增加,差异系数为0的位置有向坡脚靠近的趋势;坡度增大到25°、0°岛脊线上最大加速比和差异系数均较大;迎风侧的三向湍流强度分布较规律,而背风侧的三向湍流强度分布较杂乱,尤其是在距海岛表面100 m高度范围内;阵风因子和湍流强度的变化趋势具有较高的一致性。     

人工鱼礁礁体模型阻力系数的实验研究

针对不同中心开口方式(圆孔、三角孔、方孔)的正方体人工鱼礁模型,通过风洞实验,定量探讨礁体的通透开口比、投影开口比与阻力系数之间的关系,测量模型礁体在不同角度迎流时的阻力系数。实验结果表明礁体阻力系数Cd随投影开口比γty的增加而呈下降趋势。当投影开口比γty相同且大于0.1时,阻力系数Cd随通透开口比γtt的增加而呈下降趋势。对于中心开孔方式人工鱼礁,阻力系数Cd计算公式为:Cd=-0.861γtt+0.145γty+1.268(R2=0.729,P<0.01)。回字型和正方体型人工鱼礁模型的实测值与理论公式计算值误差在8%以内,说明理论公式计算值是可靠的。在进行新礁体设计时,可以通过调整礁体开口尺寸,使礁体在满足集鱼、改善流场功效的同时,具有良好的水动力特性。     

风应力测量技术研究

本文介绍了推动海水运动的基本原动力－风应力的传统测量方法,指出其误差较大的缺点,提出一种新的测量风应力的方法,并在实验中加以比较验证,证明了此种方法的可行性,其精度更高,且具有操作方便,容易观测的特点,是实验室研究风应力的好方法。     

波浪物理模型试验中风速比尺确定方法初探

在波浪模型试验中研究风对构筑物的作用时,会涉及到风速比尺的确定问题。风对构筑物的作用力包括惯性力和粘滞力,这2种力的大小与建筑物的形态有关,对有的构筑物的作用力以惯性力为主,有的则以粘滞力为主。所以,在波浪物理模型试验中不能简单地采用重力相似准则也不能采用粘滞力相似准则来确定风速比尺。根据大量的试验研究结果,提出了采用不同模型比尺的船舶模型试验来确定风速比尺的方法,为波浪模型试验中风场模拟和数据处理提供了依据。     

北太平洋风应力与流场联合EOF的主模态分析

采用了SODA资料,将海面风应力场与大洋各层流场看作一个整体做了赤道外北太平洋风应力和流场异常的联合EOF分析,此时风应力场与各层流场有相同的时间系数,这样就可揭示海气耦合的结构和演变,这是该方法的特点和优点。得到的主要结论有:诊断得到的主模态的风应力异常体现了北太平洋大气活动中心的异常,两者关系密切;在冬、春、秋三季均表征为阿留申低压的异常,在夏季则表征为副热带高压的异常。该主模态的风应力和流场异常均是PDO模态在其上的体现,且前者处海气相互作用中矛盾的主要方面,后者处次要方面,前者起着主动作用,后者则处被动状态。主模态在四季均有明显的年际变化和年代际变化;对北太平洋风场和上层流场而言,年际变化反映了ENSO的影响,而约20a的年代际变化则反映了太平洋年代际振荡(PDO)的影响。主模态中北太平洋海盆尺度的风应力异常、大洋环流异常和上层海温的动力异常这三者具有紧密的联系,这三者的连锁作用则造成了北太平洋SSTA的PDO模态;而在此大洋环流异常则起着关键中介作用。主模态的风应力异常与黑潮系统流场的异常有紧密联系;对于明显的正(负)异常,冬、夏两季135°E以东的黑潮都偏强(弱),黑潮续流则偏弱(强);对于黑潮以南的回流涡旋,冬季则偏强(弱),夏季则偏弱(强);而ENSO和PDO对黑潮流场系统的异常均有明显影响。     

A Spectral Approach for Determining Altimeter Wind Speed Model Functions

We propose a new analytical algorithm for the estimation of wind speeds from altimeter data using the mean square slope of the ocean surface, which is obtained by integration of a widely accepted wind-wave spectrum including the gravity-capillary wave range. It indicates that the normalized radar cross section depends not only on the wind speed but also on the wave age. The wave state effect on the altimeter radar return becomes remarkable with increasing wind speed and cannot be neglected at high wind speeds. A relationship between wave age and nondimensional wave height based on buoy observational data is applied to compute the wave age using the significant wave height of ocean waves, which could be simultaneously obtained from altimeter data. Comparison with actual data shows that this new algorithm produces more reliable wind speeds than do empirical algorithms. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

一种港口塔吊水平风荷载预报模型的设计和实现

利用2012-06—2013-05渤海湾北岸曹妃甸港100m风能塔风观测资料,研究了空气动力学粗糙度z0的月变化特征及其和地面10m风速之间的关系,并针对港口安全运营调度精细化气象服务保障需求,设计了一种港口塔吊定点、定量水平风荷载的预报模型。结果表明:受海陆风和周围环境的季节性变化影响,渤海湾北岸z0具有明显的月变化特征;通过拟合确立了z0和地面10m处10min平均风速在海-陆风和陆-海风两个方位上的粗糙度方程,梯度风速计算试验显示方程稳定可用;基于以上结论建立了定点、定量风荷载预报模型,预报试验和程序开发结果表明,基于上述结论所建立的港口塔吊水平风荷载计算模型正确可行,更适用于风险预报业务。     

SARAL/AltiKa Wind and Wave Products: Monitoring,Validation and Assimilation

SARAL/AltiKa surface wind speed (WS) and significant wave height (SWH) measurements are monitored and validated against operational European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) atmospheric and wave model results in addition to available in-situ observations to access their suitability for various applications, especially SWH data assimilation. The quality of SWH is very high while that of WS is very good except for an underestimation of high wind speeds. The impact of assimilating SWH in the ECMWF Integrated Forecast System was assessed using several numerical experiments. The results show positive impact. Operational assimilation of SWH at ECMWF model is part of the forthcoming model change.