基于介质温度数值分布规律的冰盖厚度检测分析方法

针对水文预报领域冰层厚度检测过程中对空气与冰层、冰层与冰下水层的分界点难以判断的难题,提出了一种基于介质温度数值分布规律的冰层厚度检测分析方法.新方法在对空气与冰层、冰层与冰下水层的分界点进行分析判断时采用了聚类分析思想,通过采用改进属性归类规则的K-means算法,对采集到的空气、冰与水不同介质的温度数值分布数据进行分类,并对各自属性的温度梯度分布数据集合进行线性拟合,从各拟合曲线交点可以获得空气与冰层、冰层与冰下水层的分界点,进而计算出冰层厚度数值.采用这一方法对2014.12-2015.3内蒙包头黄河河道冰情采集数据进行分析,证明了新方法的可行性.     

松花江冰下声学试验技术研究

北极区域极具战略意义与商业价值,随着各国的广泛关注,针对北极地区开展的科考科研活动逐渐增多。其中北极海域的相关研究尤为重要,特别是北极水声学,是保障北极军事存在以及正常科考科研活动的重要支撑。课题组于2015年1月在哈尔滨松花江进行了冰下声学试验,主要内容包括冰下信道测试、冰层散射系数测量以及冰下水声通信试验,实现了冰下半波导现象的初步观测、冰层前向散射系数的测量、基于能量检测器的低信噪比扩频通信、基于时反镜判决反馈均衡技术的高速水声通信以及冰下12用户多址水声通信等内容。本文对本次冰下声学试验情况进行介绍,并给出了相应的试验结果及经验总结。     

钙钛矿Mn基氧化物的电子顺磁共振行为的实验研究

借助电子顺磁共振技术,对Mn³⁺/Mn⁴⁺=2∶1和1∶1的两个典型体系 在居里温度T_C以上温区的顺磁行为进行了实验研究.实验表明,存在一特征温度 T_min,通过该温度将T_C以上的磁行为分成两个明显可区分的温区： 在T_min以上,共振谱由一对称的单线构成,Lande 因子g值与温度无关且接近 自由电子的值(～20023),线宽随温度呈线性变化等;而在T_{min关键词： 稀土锰氧化物 电子顺磁共振 交换变窄 自旋-自旋相互作用 自旋-晶格相互作用}     

青藏高原雪冰样品中低含量水溶金属离子分析方法对比研究

从采自青藏高原阿汝和古里雅冰川的两支冰芯中选取31个样品,分别用三种仪器对比分析K^+、Na^+、Ca^2+、Mg^2+四种水溶金属离子,寻求最佳分析方案。分析结果对比发现,电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法在K+测量中存在困难,而离子色谱(IC)法和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法均能够满足要求,且分析结果具有高度的一致性,四种离子的相关系数(R2)均在0.97以上,且并未出现ICP-MS法比IC法测量值明显偏高的现象。因此,除IC法外,ICP-MS法也是检测青藏高原雪冰样品中水溶金属离子的有效手段,其测定速度更快,且可以同时进行微、痕量元素检测,适用于大批量冰芯样品的快速分析。     

冰排与斜面结构作用时的破断长度分析

研究了冰排与斜面结构的相互作用过程．文中将冰排分为在斜面附近脱离水面部分和较远处漂浮于水面部分两个区域,建立了冰排因弯曲而发生破断的数学模型,根据弯矩分布分析了冰排可能的破断位置,从而得到冰排与斜面结构相互作用时的破断长度解析表达式．结果表明,冰排破断长度既不是冰厚的固定倍数,也不与冰排特征长度直接相关．计算结果与前人实验结果吻合较好,可以为近海冰区抗冰结构的设计提供参考．     

南海IODP 349航次U1434站位海相红层成因——来自漫反射光谱与X荧光光谱的制约

提出IODP349航次首次在南海发现的大洋红层,与ODP124 航次苏禄海、苏拉威西海大洋红层以及三水盆地陆相红层相似,都具有直接覆盖于大规模岩浆岩之上的特征,对于揭示红层与岩浆热事件的关系具有重要意义。自上而下采集U1434站位灰绿色-红棕色海相沉积序列进行测试分析,并设计实验模拟沉积-成岩过程中氧逸度和地热温度对红层色素形成的控制作用,通过红色与非红色沉积、实测与实验样品的对比分析,探讨红层成因机制及其地质意义。采用漫反射光谱、荧光光谱分析以及二价铁滴定测试,量化分析了海相沉积与实验样品的颜色红度值、针铁矿、赤铁矿与不同价位铁元素的含量,得到以下新认识：U1434站位红色-非红色海相沉积均形成于较高的氧逸度条件,水体氧化还原环境的差异并不是控制红色与非红色沉积的主要因素;U1434站位大洋红层直接覆盖大洋玄武岩,起源于沉积-成岩阶段的高地温作用;陆相红层和白垩纪海相红层均分布于相应时期的构造-岩浆活动带,暗示了红层对地质热事件具有重要的指示意义。     

基于扩展多面体的离散单元法及其作用于圆桩的冰载荷计算

对于具有复杂几何形态的多面体单元,线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力,且接触变形和作用力方向也不易判断.基于闵可夫斯基和(Minkowski sum)方法的扩展多面体单元能够准确描述非规则颗粒单元的几何形态,并可精确计算单元间的接触碰撞作用.该方法具有接触判断简单、计算效率高的特点.它将基本多面体和扩展球体相叠加以形成具有光滑棱边和角点的扩展多面体单元.考虑扩展多面体单元相互作用过程中角点、棱边和平面之间的不同接触模式,发展了相应的非线性黏弹性接触模型. 该接触模型将不同接触模型下的法向刚度统一表述为单元接触中接触点处等效曲率半径的函数;黏滞力和切向弹性力接触模型则借鉴球体单元非线性接触模型的处理方法. 为检验扩展多面体的可靠性,对碎冰区冰块对圆桩结构的冰载荷进行了离散元分析. 采用沃洛诺伊(Voronoi)切割算法获得了碎冰的初始随机分布状态,并考虑了海冰在运动过程中的海水浮力和拖曳力.计算表明该扩展多面体单元可描述海冰在海流拖曳下的运动过程以及圆桩结构的动冰力特性.在此基础上进一步分析了冰速和冰块尺寸对圆桩冰力的影响,并确定了冰力在圆桩上的分布规律. 最后,讨论了目前扩展多面体单元在计算冰载荷方面的局限性和改进方法.      

热带对流活动日变化的模拟研究

利用一个云分辨与海洋的耦合模式,模拟研究了热带对流活动的日变化.通过对模拟结果的分析,揭示了热带地区不同海温日变化条件下,对流活动的云物理特征.利用热带海洋与全球大气响应观测实验（TOGA COARE）的观测资料作为模式的初始与边界场,来驱动耦合模式.对热带海表温度按照其日变化幅度的大小进行了分类,分为强、弱海表温度日变化两种类型,并在此基础上进行了合成分析.结果表明：1）在弱的海表温度日变化下,云中的云冰含量大于云水含量,说明云中以层状云为主;而在强的海温日变化下,云中的云水含量大于云冰含量,说明云中以 关键词： 热带对流日变化 地面降水率 云冰含量 云水含量     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定海水中的铅

氢化物发生-原子荧光光谱法测定海水中铅,优化了酸度、硼氢化钾和基体改进剂浓度、载气流量、灯电流以及原子化器高度等分析条件,在0—80ng/mL内呈线性关系,相关系数为0.999,测量精确度为3%,准确度为101%,回收率达到了95.0%—97.5%。此法具有操作简单、快速、基体干扰少、灵敏度高、重现性好、线性范围宽、结果可靠等优点,适用于海水中铅元素的测定。