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。     

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．     

从自旋冰到自旋液态的渡越——结构与磁性质的演化

使用固相反应法得到了Ho_2-xTb_xTi₂O₇（x=0,05,1,15,2）系列多晶样品.X射线衍射（XRD）实验与2K到300K温度区间的直流磁化率测量结果显示,随着Tb即是x的增加,体系由自旋冰Ho₂Ti₂O₇向自旋液Tb₂Ti₂O_{7关键词： 自旋冰 自旋液体 自旋阻挫 晶格结构}     

东海区海岸带景观格局变化对生态系统服务价值的影响

对大尺度、长时序的海岸带景观格局和生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)的研究,有利于更好地促进区域生态系统保护工作的开展。以1990,1995,2000,2005,2010,2015年6期遥感影像解译结果为基础,对东海区海岸带景观格局变化特征和ESV时空演变进行了分析,并探讨了ESV与景观格局变化二者间的关系。结果表明,1990—2015年的25 a间,受人类活动的影响,东海区海岸带农田和海域面积大量减少,建设用地面积大幅增加;在所研究的5类地貌类型中,除中起伏山地外,其余地貌类型景观面积转移都较为剧烈。25 a间东海区海岸带斑块数量、斑块密度、边界密度、shannon多样性指数等不断增加,景观破碎化、复杂化、多样化增强。农田景观的最大斑块指数、形态指数、边界密度等变化均较大。东海区海岸带ESV呈先增加后减小的趋势,其中森林景观对ESV总量贡献最大;水文调节、生物多样性维持、气候调节、土壤保持、废物处理和气体调节是东海区海岸带主要的生态系统服务功能;在空间上表现出以单位面积中、低ESV为主导的空间分布,高、极高和极低ESV分布较少。研究区ESV总量与农田和海域以及水域和建设用地面积显著相关;与斑块密度、边界密度和形态指数呈显著负相关。同时,食物生产、气体调节、气候调节、土壤保持和生物多样性维持的服务价值与景观指数间均显著相关。     

Anthropogenic and solar forcing in δ13C time pattern of coralline sponges

We present the results of a re-analysis of a previously published carbon isotope data-set related to coralline sponges in the Caribbean Sea. The original interpretation led to the discrimination between a pre-industrial period, with a signal controlled by solar-induced climatic variations, followed by the industrial era, characterized by a progressive δ¹³C negative shift due to the massive anthropogenic carbon emissions. Our re-analysis allowed to extract from the raw isotopic data evidence of a solar forcing still visible during the industrial era, with a particular reference to the 88-year Gleissberg periods. These signals are related to slope changes in both the δ¹³C versus time and the δ¹³C versus carbon emission curves.     

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.      

巯基棉分离富集-FAAS法测定海水中的痕量镉

借助巯基棉分离富集技术 ,以火焰原子吸收光谱法测定海水中的痕量镉。该方法的回收率为94 .0 %— 97.0 % ,相对标准偏差为 4 .9%。结果表明 ,该方法简单易行 ,具有较好的准确度和精密度     

Persistent organic pollutants (POPs) at Ross Sea (Antarctica)

The most significant findings on the presence of persistent organic pollutants (POPs) in the marine ecosystem at Ross Sea are presented. Seawater samples were collected in many sampling sites located in a large area of the Ross Sea during various Italian expeditions in Antarctica. Two classes of POPs were considered, namely polychlorobiphenyls (PCBs) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The results highlighted the presence of these compounds in seawater samples at a total concentration level of about 50 pg/l for PCBs, and 220 pg/l for PAHs. Moreover, seawater samples showed low to high molecular weight PAHs (LMW/HMW) and phenanthrene to anthracene (PHE/ANT) ratios higher than 1 and 5, respectively, which may suggest the predominance of a petrogenic source (i.e. petroleum product contamination). Results were also obtained on the POP depth profile in the water column at Cape Adere, where two water masses converge and mix, i.e. the Modified Circumpolar Deep Water (MCDW) and the High Salinity Shelf Water (HSSW). According to both the PAH and temperature profiles a two-fold higher PAH and PCB concentration was observed for MCDW samples with respect to HSSW. This result represents the first experimental evidence of the external input of pollutants in this area of the Ross Sea coming from the outer oceanic circulation.     

卷云相函数的计算与分析

使用Mie散射理论和FDTD(finite difference time domain)算法,计算了冰晶粒子及其组成的卷云在2.14μm和3.72μm的相函数,讨论了冰晶组分、分布规律、波长及平均有效尺度对其影响.计算结果表明,入射光波长和有效尺度对卷云相函数起主要影响作用,而卷云的冰晶组分和分布规律对其影响不显著.