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拉张速率和岩石圈流变结构对大陆岩石圈破裂影响的数值模拟研究

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大地构造与成矿学 2022年第2期46卷 191-201页

作者：信延芳闫义 Marta Pérez-Gussinyé 罗阳中国科学院广州地球化学研究所边缘海与大洋地质重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 不莱梅大学海洋环境研究中心德国不莱梅南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广东广州510301 中石化胜利油田发展规划部山东东营257001

拉张速率和岩石圈流变结构是影响大陆岩石圈破裂的重要因素,共同控制大陆裂谷的演化过程,最终形成不同结构的被动大陆边缘。本文通过热‒动力学数值模拟,分析了拉张速率和岩石圈流变结构对初始裂谷形态及最终大陆边缘结构的影响。模拟结... 详细信息

拉张速率和岩石圈流变结构是影响大陆岩石圈破裂的重要因素,共同控制大陆裂谷的演化过程,最终形成不同结构的被动大陆边缘。本文通过热‒动力学数值模拟,分析了拉张速率和岩石圈流变结构对初始裂谷形态及最终大陆边缘结构的影响。模拟结果显示,在不同下地壳厚度(15 km或20 km)和拉张速率(半拉张速率为2~50 mm/a)条件下,大陆岩石圈的破裂时间、破裂过程及大陆边缘结构均会发生明显改变。两种不同初始流变结构模型的初始裂谷均为窄裂谷。当下地壳的厚度为15 km时,较慢的拉张速率下(2~5 mm/a)最终产生了对称型大陆边缘,较快的拉张速率下(10~25 mm/a)形成了非对称型大陆边缘。而当下地壳的厚度为20 km时,不同的拉张速率下均形成非对称型大陆边缘。同时,对于不同的岩石圈流变结构,拉张速率越快,岩石圈破裂发生时间越早。在超慢速数值模拟实验中,由于岩石圈破裂时间长,岩石圈热冷却程度较高,上地壳主要发育脆性断裂,壳幔耦合程度较高,进而形成过度伸展的地壳。在超慢拉张速率(2~5 mm/a)和超快拉张速率(50 mm/a)下,大陆边缘对称性较高。对于不同流变结构的岩石圈,在超快拉张速率下会发育类似宽度的共轭大陆边缘。

关键词：被动大陆边缘拉张速率岩石圈流变结构数值模拟

海草床退化与修复对其沉积物有机碳储存的影响过程

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科学通报 2023年第22期68卷 2961-2972页

作者：任玉正刘松林罗红雪江志坚吴云超黄小平中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广州510301 三亚海洋生态环境工程研究院三亚572100 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广州510301 广东省应用海洋生物学重点实验室广州510301 中国科学院大学北京100049

海草床是近岸高生产力的生态系统之一,具有巨大的碳储潜力,是“蓝碳”的重要组成.海草床生态系统中的有机碳大部分存储于沉积物,其沉积物有机碳(sediment organic carbon,SOC)存储是“蓝碳”功能的重要体现.受多重压力的影响,全球海草... 详细信息

海草床是近岸高生产力的生态系统之一,具有巨大的碳储潜力,是“蓝碳”的重要组成.海草床生态系统中的有机碳大部分存储于沉积物,其沉积物有机碳(sediment organic carbon,SOC)存储是“蓝碳”功能的重要体现.受多重压力的影响,全球海草床急剧衰退,导致其SOC储存潜力下降.近年来,通过海草床修复来恢复其碳存储或扩增其碳汇能力逐渐受到重视,对于延缓气候变化具有重要意义.本文综述了海草床退化与修复对其SOC的影响过程.研究表明,海草床退化会导致海草源碳的贡献减少,捕获颗粒有机物和阻止颗粒物再悬浮的能力下降,进而直接降低海草床SOC储量;此外,海草床退化通过改变沉积物中的微环境,加快SOC的转化,间接减少已存储SOC的量.海草床修复是提升碳储存潜力的有效手段,可以增加海草植株碳对SOC的贡献,其海草群落形成的复杂冠层结构可以减缓水流速度,从而捕获更多细粒径的悬浮颗粒物.同时,海草床修复还可改变微生物群落,从而抑制SOC的再矿化,最终恢复甚至提高海草床的储碳功能.在此基础之上,本文提出未来的研究重点:(1)研究人类活动和气候变化多因子联合作用对海草床SOC储存的影响过程;(2)阐释海草床退化对SOC稳定性的影响机制;(3)探索海草床SOC的组分和转化过程对修复的响应;(4)构建基于SOC储量提升的海草床修复技术体系.

关键词：海草床退化海草床修复蓝碳沉积物有机碳碳汇

硅胶干燥剂涂层等温除湿传质特性的数值模拟研究

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制冷学报 2023年第2期44卷 120-126页

作者：刘林李军邓立生何兆红白羽黄宏宇小林敬幸南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广州510301 日本名古屋大学名古屋4648603

吸附除湿循环存在复杂的热质耦合传递现象,其中吸附阶段干燥剂释放的吸附热会导致除湿性能下降,而理想等温除湿可有效消除吸附热影响。为研究硅胶干燥剂涂层等温除湿传质特性,本文将热质传递解耦,依托实验验证的二维共轭传热传质数值模... 详细信息

吸附除湿循环存在复杂的热质耦合传递现象,其中吸附阶段干燥剂释放的吸附热会导致除湿性能下降,而理想等温除湿可有效消除吸附热影响。为研究硅胶干燥剂涂层等温除湿传质特性,本文将热质传递解耦,依托实验验证的二维共轭传热传质数值模型,模拟研究决定气固侧传质阻力的两个关键因素——空气流速和干燥剂层厚度对传质特性的影响规律。结果表明:空气流速的增加能够强化气侧传质,因而固侧传质阻力对总传质制约作用增强,吸/脱附过程Sh和Bi_(m)均增大,而干燥剂层厚度增加时,固侧传质阻力增大,吸/脱附过程Sh减小、Bi_(m)增加。特别指出,干燥剂涂层除湿过程数值建模通常需要同时考虑气固侧传质阻力影响。

关键词：除湿吸附式热泵传热传质数值模拟

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营养盐对泰来草光合无机碳利用方式的影响

科学通报 2023年第6期68卷 684-694页

作者：林基桢江志坚李玲兰方扬吴云超刘松林黄小平中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室广州510301 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广州510301 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 中国科学院大学北京100049 三亚海洋生态环境工程研究院海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚572100 广东省应用海洋生物学重点实验室广州510301

海草光合无机碳利用策略的研究有助于揭示其生态适应机理.然而,目前有关营养盐对海草光合无机碳利用策略的影响方式尚不清楚,亟待开展研究.本研究选取两个受不同程度人类活动影响且环境营养盐差异较大的热带典型海草床(海南岛潭门和西... 详细信息

海草光合无机碳利用策略的研究有助于揭示其生态适应机理.然而,目前有关营养盐对海草光合无机碳利用策略的影响方式尚不清楚,亟待开展研究.本研究选取两个受不同程度人类活动影响且环境营养盐差异较大的热带典型海草床(海南岛潭门和西沙永兴岛海域),结合氧电极技术、叶绿素荧光技术和非损伤微测技术,对比探讨海草优势种泰来草(Thalassia hemprichii)光合无机碳利用方式的异同.研究发现,在添加碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺(acetazolamide,AZ)和乙氧苯噻唑胺(6-ethoxyzolamide,EZ)后,潭门海域泰来草光合放氧速率显著降低,但AZ和EZ的抑制差异不大,表明其主要通过胞外碳酸酐酶的作用吸收HCO_(3)^(-);同时添加碱性缓冲液三氨基甲烷盐酸盐(hydroxymethyl,Tris),对潭门泰来草光合放氧的抑制率高达100%,且最大相对电子传递速率和H^(+)内流速率降低,表明其存在H^(+)/HCO_(3)^(-)协同转运方式.然而,在添加AZ和EZ后,西沙永兴岛泰来草光合放氧速率和最大电子传递速率没有显著变化,且Tris缓冲液对其光合放氧的抑制超过100%,并显著降低最大电子传递速率,这表明西沙永兴岛泰来草主要以H^(+)/HCO_(3)^(-)协同转运为主.因此,处于受人类活动影响较大、营养负荷较高且可利用光较弱的海南岛海域泰来草,既可通过胞外碳酸酐酶催化HCO_(3)^(-)转化为CO_(2)后进入细胞,也可通过H^(+)/HCO_(3)^(-)协同转运进入细胞;而处于受人类活动影响较少、营养负荷较低且可利用光较强的西沙海域泰来草,则主要依靠H^(+)/HCO_(3)^(-)协同转运进入细胞.当泰来草面临比较不利的高营养盐与弱光生长环境,需要增加光合无机碳利用策略(如胞外碳酸酐酶的作用),以提高对无机碳的利用能力来满足抗逆和生长的需求,这表明泰来草具有根据地域环境选择性表达无机碳利用方式的能力.

关键词：海草营养盐无机碳利用叶绿素荧光技术氧电极技术非损伤微测技术

环礁潟湖沉积物重建南沙群岛近680年热带气旋活动

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热带海洋学报 2022年

作者：杨红强谭飞徐辉龙张喜洋施祺陶士臣中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院南海生态环境工程创新研究院南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 中国科学院南沙海洋生态环境实验站中国科学院大学

热带气旋活动以及由此产生的风暴潮和强降雨对南海及周边沿海地区社会经济构成巨大威胁。对器测记录之前全新世热带气旋的研究有助于准确预测全球变暖背景下热带气旋活动的变化趋势。本文利用南沙群岛安乐礁潟湖沉积物重建了小冰期以来...

热带气旋活动以及由此产生的风暴潮和强降雨对南海及周边沿海地区社会经济构成巨大威胁。对器测记录之前全新世热带气旋的研究有助于准确预测全球变暖背景下热带气旋活动的变化趋势。本文利用南沙群岛安乐礁潟湖沉积物重建了小冰期以来680年准年分辨率的热带气旋活动,共识别28个风暴事件层。研究表明小冰期以来,南沙群岛安乐礁热带气旋活动在年代际到百年尺度上频繁变化,发育两个主要的风暴活跃期。在小冰期早期(1471—1620AD)经历了最为强烈的风暴活跃期,另一个风暴活跃期位于现代暖期的1930—1960 AD,风暴活动虽有所加强,但明显低于小冰期早期。与同期永暑礁重建结果的对比表明热带气旋活动存在明显的时空差异性,更多来自相近区域的高分辨率风暴记录可有效降低古风暴活动重建的不确定性,增加重建记录的准确度。

关键词：

印度洋赤道潜流年际变化特征及其与印度洋偶极子的联系

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海洋与湖沼 2022年第1期53卷 19-32页

作者：李俊灵徐康王卫强谢强中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广东广州510301 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 中国科学院大学北京100049 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广东广州510301 中国科学院深海科学与工程研究所海南三亚572000 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

印度洋赤道潜流(equatorial undercurrent,EUC)是赤道流系的重要组成部分,对印度洋物质输运和能量交换有着重要意义。基于SODA3.4.2海洋再分析数据,对印度洋EUC的三维空间结构和年际变化特征进行分析,并揭示其年际变率与印度洋偶极子(In... 详细信息

印度洋赤道潜流(equatorial undercurrent,EUC)是赤道流系的重要组成部分,对印度洋物质输运和能量交换有着重要意义。基于SODA3.4.2海洋再分析数据,对印度洋EUC的三维空间结构和年际变化特征进行分析,并揭示其年际变率与印度洋偶极子(Indian Ocean dipole, IOD)的联系。结果显示,气候态上,印度洋EUC出现在冬末春初(2~4月)和夏末秋初(8~10月)季节,且空间结构关于赤道呈南北对称分布,其半年周期变化是由赤道纬向东风所引起的向东的次表层压强梯度力(pressure gradient force, PGF)所驱动。年际尺度上,印度洋EUC的结构和强度显著受到IOD的调控,即EUC在正IOD期间几乎能够维持一整年,其强度春季增强、夏季减弱,再随着正IOD的成熟而达到最强,同时其流核中心往赤道东南稍稍偏移。动力诊断结果表明,赤道印度洋次表层向东的PGF是表征印度洋EUC年际变化的重要指标,主导了EUC的年际变化。因此,在IOD期间,风-温跃层-海表温度之间的正反馈机制通过影响印度洋次表层PGF进而调制了EUC的年际变化,同时加强(减弱)的EUC也将通过补偿赤道东印度洋的上升流进而维持正(负) IOD的发展。

关键词：印度洋赤道潜流印度洋偶极子年际变化赤道纬向风异常纬向压强梯度力

羟基硅油改性环氧树脂富镁底漆的制备与性能研究

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涂料工业 2022年第3期52卷 24-30页

作者：戈成岳罗祥平王静王宁段继周侯保荣中国科学院海洋研究所中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋腐蚀与防护开放工作室山东青岛266237 北京市燃气集团有限责任公司北京100035

研究了一种羟基硅油改性环氧树脂的方法,通过红外光谱、GPC测试、DSC测试以及稳定性分析详细考察了反应物配比对改性树脂性能的影响。研究表明:羟基硅油和环氧树脂质量比为5∶1的体系获得的改性产物稳定性好,且具有高的柔韧性和强度;进... 详细信息

研究了一种羟基硅油改性环氧树脂的方法,通过红外光谱、GPC测试、DSC测试以及稳定性分析详细考察了反应物配比对改性树脂性能的影响。研究表明:羟基硅油和环氧树脂质量比为5∶1的体系获得的改性产物稳定性好,且具有高的柔韧性和强度;进一步,利用改性树脂配制羟基硅油改性环氧-富镁底漆,通过涂层基本性能测试,盐雾试验和老化试验研究了涂层对铝合金的保护性能。研究表明:涂层附着力得到改善,柔韧性和耐冲击性提高,耐盐雾性优异,耐老化性一般,需与面漆配套使用。

关键词：富镁底漆羟基硅油改性环氧树脂铝合金

珠海近岸海域叶绿素a时空分布特征及其环境调控因素浅析

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环境科学学报 2022年第1期42卷 240-247页

作者：党二莎张立郭康丽郑淑敏龙超广州南科海洋工程中心广州510220 中科院南海海洋研究所广州510220 南方海洋科学与工程广东省实验室广州511458 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广州510301

基于2017年11月(秋季)和2018年3月(春季)两个航次在珠海近岸海域开展的水环境调查,分析了水质理化参数、叶绿素a的浓度以及叶绿素a的空间分布及其环境调控因素.结果显示:①春季海水中叶绿素a含量高于秋季,其中秋季表层海水中叶绿素a的... 详细信息

基于2017年11月(秋季)和2018年3月(春季)两个航次在珠海近岸海域开展的水环境调查,分析了水质理化参数、叶绿素a的浓度以及叶绿素a的空间分布及其环境调控因素.结果显示:①春季海水中叶绿素a含量高于秋季,其中秋季表层海水中叶绿素a的浓度为0.47~20.64μg∙L^(-1),平均值为3.23μg∙L^(-1);底层浓度为0.74~13.27μg∙L^(-1);平均值为2.18μg∙L^(-1).春季表层海水中叶绿素a的浓度为1.32~63.90μg∙L^(-1),平均值为9.35μg∙L^(-1);底层浓度为2.21~7.46μg∙L^(-1);平均值为4.36μg∙L^(-1).春秋两季叶绿素a浓度变化规律存在相似性,呈现东北部高、西南部低的趋势.②不同水质参数对海水叶绿素a浓度的影响具有季节性差异,秋季对叶绿素a含量影响较大的参数有温度、盐度、溶解氧、活性磷酸盐;春季影响较大的参数则是盐度和化学需氧量.

关键词：近岸海域叶绿素a浓度环境参数

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东印度沿岸流的季节变化及其热盐输运

热带海洋学报 2022年第2期41卷 38-51页

作者：辛红雨谢强王卫强中国科学院深海科学与工程研究所海南三亚572000 中国科学院大学北京100049 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广东广州511458 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266061 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

基于卫星高度计数据、模式数据和同化资料揭示了东印度沿岸流(East India Coastal Current, EICC)年周期上的时空分布特征,并探讨了其可能的影响机制及热盐输运。在年周期上EICC呈现3种分布状态,受季风影响,在东北季风前期(10—12月)和... 详细信息

基于卫星高度计数据、模式数据和同化资料揭示了东印度沿岸流(East India Coastal Current, EICC)年周期上的时空分布特征,并探讨了其可能的影响机制及热盐输运。在年周期上EICC呈现3种分布状态,受季风影响,在东北季风前期(10—12月)和后期(2—5月)为一致的南向(北向)流动;而6—8月EICC呈3段式分布,与另外两个时间段明显不同,表现为9°N以南、16°N以北区域的南向流动和9°—16°N区域的北向流动。前人研究认为印度东海岸的局地风应力是EICC的主要机制,本研究发现除局地风应力外,来自孟加拉湾中部的艾克曼抽吸(EkmanPumping)在全年也发挥着重要作用,并在2—5月(10—12月)驱动EICC的北向(南向)流动,而局地风应力则在10—12月有利于EICC的南向流动。EICC是孟加拉湾低盐水向赤道东印度洋和阿拉伯海输运的一个因素,在海盆间的热盐交换上发挥着重要作用。EICC的热输运在6—12月(2—5月)有利于(不利于)湾内温度的升高;盐输运则在全年都有利于孟加拉湾内盐度的增加。此外,EICC的一致南向(北向)流动以及3段式结构促进了湾内热盐的再分配,对于维持北印度洋的热量和盐度收支平衡具有重要作用。

关键词：东印度沿岸流热盐输运局地风应力埃克曼抽吸开尔文波

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