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青岛近海不同天气下生物气溶胶中细菌浓度及存活率分布特征

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环境科学 2023年第1期44卷 127-137页

作者：魏文淑祁建华常成中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237

细菌是大气生物气溶胶中最丰富、分布最广的微生物.利用FA-1撞击式生物采样器连续采集了2020年9月至2021年8月青岛近海大气生物气溶胶分级样品,并利用BacLightTM试剂染色-荧光显微镜计数方法测定了死/活细菌浓度,分析其浓度与粒径的季... 详细信息

细菌是大气生物气溶胶中最丰富、分布最广的微生物.利用FA-1撞击式生物采样器连续采集了2020年9月至2021年8月青岛近海大气生物气溶胶分级样品,并利用BacLightTM试剂染色-荧光显微镜计数方法测定了死/活细菌浓度,分析其浓度与粒径的季节分布特征,并研究了雾、霾和沙尘等特殊天气对细菌浓度及粒径分布的影响.结果表明,采样期间青岛近海生物气溶胶中细菌浓度为(1.06±0.68)×10^(5)cells·m^(-3),其中活细菌和死细菌浓度分别为(8.20±4.88)×10^(3)cells·m^(-3)和(9.74±6.72)×10^(4)cells·m^(-3).细菌浓度分布具有季节差异,死细菌浓度春季、冬季最高,夏季最低;活细菌浓度则变现为春季最高,夏季和秋季较低,冬季最低.生物气溶胶中细菌浓度随月份存在变化,死细菌月均浓度最高值和最低值分别出现在2021年春季3月和夏季6月,而活细菌月均浓度最高值则出现在2021年春季5月,最低值在2020年冬季12月.研究发现活细菌浓度与温度呈显著正相关,与NO_(2)、SO_(2)和CO呈显著负相关;而死细菌与PM显著正相关.大气中细菌的粒径分布随季节和月份的变化,呈现双峰分布、单峰分布以及近似偏态分布.沙尘天死活细菌浓度显著高于晴天、雾天和霾天,但由于长距离传输,细菌存活率很低,仅为6.85%.霾天由于人为污染严重,细菌存活率最低,为4.10%.高湿度雾天细菌存活率最高为16.26%.不同污染天下细菌粒径分布均呈双峰分布,但峰值随天气类型而有所差异.

关键词：生物气溶胶细菌季节分布雾天霾天沙尘天

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具有全向控制的水下碟形滑翔机自抗扰控制

兵工学报 2022年第3期43卷 626-636页

作者：张文清邹佳运张小川韩梅邹司宸海军潜艇学院山东青岛266199 青岛海洋科学与技术国家试点实验室山东青岛266237

针对水下碟形滑翔机特殊的外形结构及运动特点,重点研究欠驱动多约束条件下水下碟形滑翔机的自主控制问题。建立水下碟形滑翔机动力学模型,分析水下碟形滑翔机的欠驱动控制特点和平面双轴对称的结构特点;设计具有4个喷水推进器的全向驱... 详细信息

针对水下碟形滑翔机特殊的外形结构及运动特点,重点研究欠驱动多约束条件下水下碟形滑翔机的自主控制问题。建立水下碟形滑翔机动力学模型,分析水下碟形滑翔机的欠驱动控制特点和平面双轴对称的结构特点;设计具有4个喷水推进器的全向驱动机制,给出全向控制动力输出方程;设计自抗扰控制器,并建立基于MATLAB+MFC软件的水下无人航行器可视化仿真平台。大量数值实验结果表明,所提设计控制器具有可靠性和有效性,可实现水下碟形滑翔机在三维空间动态过程的平稳运行。

关键词：水下碟形滑翔机自抗扰控制稳定分析水下无人航行器

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时空域同步挤压小波变换联合面波压制方法

地球物理学报 2022年第9期65卷 3569-3583页

作者：林浩然邢磊刘怀山李倩倩张洪茂中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071

面波是影响地震资料品质的主要因素之一,压制面波干扰是地震资料处理的重要步骤之一.传统的面波压制方法在时频分辨率以及处理结果的信噪比方面存在固有缺陷,不利于面波能量的压制.本文将同步挤压小波变换推广至一维空间域,并提出了一... 详细信息

面波是影响地震资料品质的主要因素之一,压制面波干扰是地震资料处理的重要步骤之一.传统的面波压制方法在时频分辨率以及处理结果的信噪比方面存在固有缺陷,不利于面波能量的压制.本文将同步挤压小波变换推广至一维空间域,并提出了一种使用时域和空域同步挤压小波变换联合压制面波干扰的新方法.该方法首先利用时域同步挤压小波变换分离原始地震记录中的面波,为减少分离过程可能对低频有效信号造成的损伤,将初次分离出的低频数据体进行空域同步挤压小波变换,得到空间波数谱,确定面波区域并对该区域同步挤压小波系数充零,压制面波干扰,提取有效信号,将提取出的有效信号重构结果叠加到已分离面波的地震记录中,实现对面波干扰的联合压制.理论和实际资料处理表明,时域同步挤压小波变换和空域同步挤压小波变换联合方法能在有效压制面波干扰的同时,极大程度减少了对有效信号的损害,提高了地震资料的信噪比.

关键词：时空域同步挤压小波变换面波压制

黄河三角洲浅层地下水盐分来源及咸化过程研究

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地学前缘 2022年第3期29卷 145-154页

作者：侯国华高茂生叶思源赵广明青岛海洋地质研究所山东青岛266237 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266061

黄河三角洲地下水咸化已成为区域最突出的生态环境问题之一。识别地下水补给及盐分来源是有效控制和改善地下水咸化问题的关键。本研究采集了研究区浅层地下水、地表水和海水等不同类型水样,利用离子比、Piper三线图、吉布斯图等方法对... 详细信息

黄河三角洲地下水咸化已成为区域最突出的生态环境问题之一。识别地下水补给及盐分来源是有效控制和改善地下水咸化问题的关键。本研究采集了研究区浅层地下水、地表水和海水等不同类型水样,利用离子比、Piper三线图、吉布斯图等方法对八大离子浓度、δD和δ^(18)O组成、Br和Sr浓度等进行地下水补给研究与盐分来源辨析。结果表明:(1)黄河三角洲浅层地下水以总溶解性固体(TDS)为3~38 g/L的咸水为主,地下水水化学类型较为单一,主要为Cl-Na型。(2)三角洲区域地下水以大气降水补给为主,并且在补给过程中经历了不同程度的蒸发作用的影响,黄河现行流路区域地下水主要来源于河水侧渗补给,但浅层地下水含水层水平渗透性较差限制了黄河侧渗补给范围。(3)海洋是黄河三角洲浅层地下水盐分的主要来源,黄河现行流路区域及近岸地下水盐分来源于海水混合,三角洲北部刁口河等古河道区域地下水盐分主要来源于海相蒸发盐淋滤溶解。

关键词：黄河三角洲地下水水化学氢氧稳定同位素盐分来源

黏弹性VTI介质微地震数据目标导向裂缝染色逆时偏移

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地球物理学报 2023年第7期66卷 3060-3075页

作者：刘英昌唐杰高翔孙成禹中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071

水力压裂技术能够改善储层中裂缝的连通性,实现致密储层油气增产,利用压裂过程中产生的微地震事件进行裂缝偏移成像有助于评价水力压裂效果.水力压裂通常在具有黏弹性和各向异性的页岩油气储层中进行,地震波传播过程中会发生具有方向性... 详细信息

水力压裂技术能够改善储层中裂缝的连通性,实现致密储层油气增产,利用压裂过程中产生的微地震事件进行裂缝偏移成像有助于评价水力压裂效果.水力压裂通常在具有黏弹性和各向异性的页岩油气储层中进行,地震波传播过程中会发生具有方向性的衰减,此外微地震震源及检波器通常分布在有限区域内,导致偏移剖面上存在远场照明较差和成像干扰的问题,难以有效进行裂缝描述.本文提出了一种黏弹性VTI介质目标导向逆时偏移裂缝成像方法,首先推导了黏弹性VTI介质染色波动方程并提出了多组偏移剖面互相关染色成像条件,然后通过裂缝逆时偏移成像测试分析了微地震数据信噪比、介质参数和事件定位精度对偏移结果的影响,最后结合地震干涉法减轻了定位误差造成的干扰.数值模拟实验表明,目标导向的染色逆时偏移成像算法能够有效压制成像剖面中的伪影干扰,改善目标区域照明,提高裂缝成像的空间分辨率.

关键词：染色算法各向异性衰减补偿多组偏移互相关裂缝成像地震干涉

大西洋中脊26°S玄武岩岩石成因及构造意义:来自Hf同位素的约束

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岩石学报 2023年第8期39卷 2365-2378页

作者：孟凡雪赵梦云孟元库山东科技大学地球科学与工程学院青岛266590 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266061

大西洋中脊是慢速扩张洋脊的典型代表。本文以大西洋中脊26°S地区脊轴及海山玄武岩代表性样品为研究对象,开展系统的Sr-Nd-Pb-Hf同位素研究,并结合已发表的数据,探讨研究区玄武岩成因及地幔源区性质和演化,旨在为认识地幔不均一性和地... 详细信息

大西洋中脊是慢速扩张洋脊的典型代表。本文以大西洋中脊26°S地区脊轴及海山玄武岩代表性样品为研究对象,开展系统的Sr-Nd-Pb-Hf同位素研究,并结合已发表的数据,探讨研究区玄武岩成因及地幔源区性质和演化,旨在为认识地幔不均一性和地幔柱-洋脊相互作用方式提供关键证据。样品主-微量元素与Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析结果表明,所有样品均显示同位素富集的N-MORB特征。此外,大西洋26°S玄武岩主微量元素和同位素具有较大的变化范围,且同位素之间呈现出良好的相关关系,表明其是亏损软流圈地幔熔融的结果,但有富集组分参与。结合元素和同位素特征以及Sr-Nd-Hf同位素定量模拟结果,富集组分可能为Tristan da Cunha地幔柱残余组分,显示EMⅠ型富集地幔特征。同位素定量模拟结果表明:海山玄武岩地幔源区组成为约90%~95%的亏损组分和10%~5%的富集组分;而脊轴玄武岩地幔源区富集组分较少(1000km,地幔柱在运移至大西洋中脊的过程中,岩石圈厚度明显变薄,为减压熔融的发生提供了良好条件,使残余地幔柱物质不相容元素亏损,但同位素组成保留源区富集的特征。地幔柱残余物质到达大西洋中脊下方后,参与洋脊地区减压熔融,最终形成研究区不相容元素亏损且同位素富集的N-MORB。因此,本文研究的同位素富集的N-MORB可能记录了远端柱-脊相互作用和洋脊之下富集地幔柱物质再熔融的过程,为认识地幔不均一性提供了新的岩石学和地球化学证据。因此,地幔柱-洋脊相互作用不仅是E-MORB的可能成因,对理解N-MORB形成也有十分重要的意义。

关键词：地幔不均一性大洋玄武岩地幔端元 Sr-Nd-Pb-Hf同位素柱-脊相互作用

青岛大气降水中金属浓度、溶解度及其来源解析

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环境科学 2022年第12期43卷 5387-5398页

作者：孔令冬祁建华张旭中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237

利用2020年6月至2021年6月期间在青岛地区采集到的42场降水共计54个样品,分析了雨水中Al、Fe、Zn、Cu、Pb、Ni、Cd和V等8种金属元素的浓度、溶解度、来源和影响因素.除Al、Fe和V主要来自自然源外,其余金属元素受自然源和人为源的综合影... 详细信息

利用2020年6月至2021年6月期间在青岛地区采集到的42场降水共计54个样品,分析了雨水中Al、Fe、Zn、Cu、Pb、Ni、Cd和V等8种金属元素的浓度、溶解度、来源和影响因素.除Al、Fe和V主要来自自然源外,其余金属元素受自然源和人为源的综合影响,浓度变化较大.其中,常量元素浓度ρ(Al)和ρ(Fe)的平均值为(710.9±969.4)μg·L^(-1)和(409.1±503)μg·L^(-1);微量元素浓度ρ(Zn)、ρ(Ni)、ρ(Cu)、ρ(Pb)、ρ(V)和ρ(Cd)的平均值分别为(71.7±37.9)、(8.9±14.4)、(7.5±8.5)、(1.8±2.3)、(1.6±1.6)和(0.1±0.1)μg·L^(-1).金属元素的溶解度特征与浓度不同,微量元素的溶解度普遍高于常量元素,Ni、Cu、Zn和Pb的溶解度较高,分别为(44.8±28.2)%、(36.2±28.3)%、(34±28.6)%和(14.1±11.8)%;Al和Fe的溶解度较低,分别为(6.5±11.8)%和(6.1±15.8)%.在连续降水过程中,金属元素的浓度和溶解度变化较复杂.由于Al和Fe在大气气溶胶中本底值较高,从降水初期到降水中期,Al和Fe的浓度平均值没有明显变化,在这8种元素浓度总和中占比增加1%~3%,而微量元素浓度明显下降,Cu和Cd浓度下降约80%.当降雨量>20 mm时,Al和Fe的浓度迅速降低,相较于初期下降约1/3,而此时Zn、Cu和Pb等元素的去除率基本饱和,金属元素总去除率为20%~60%.除Al外,其余元素的溶解度均随降雨量增大而呈现先升后降的趋势,与降水频次、降雨量和金属来源等因素有关.青岛地区降水中的金属元素的来源从高到低依次为二次气溶胶和生物质燃烧(37.28%)、海盐气溶胶(29.21%)、扬尘(17.91%)、船舶及石油工业(8.36%)和汽车尾气排放及其它活动(7.24%).

关键词：降水金属元素溶解度降雨量来源

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星载成像高度计双侧独立交叉定标方法

遥感学报 2023年第4期27卷 919-931页

作者：白卓张颢馨马纯永赵朝方陈戈中国海洋大学信息科学与工程学院青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室青岛266237

为通过数据处理提高SWOT的观测精度,本文采用双侧刈幅独立交叉定标对相位误差和倾角误差复合输入的情况进行误差估计。本文选取横跨经度100°和纬度60°的南太平洋东部地区,以HYCOM数据作为海洋真值,根据AVISO官网提供的SWOT和Jason-2 (... 详细信息

为通过数据处理提高SWOT的观测精度,本文采用双侧刈幅独立交叉定标对相位误差和倾角误差复合输入的情况进行误差估计。本文选取横跨经度100°和纬度60°的南太平洋东部地区,以HYCOM数据作为海洋真值,根据AVISO官网提供的SWOT和Jason-2 (2016年10月前)轨道参数利用SWOT simulator进行仿真采样,进行刈幅自交叉和星下点刈幅交叉实验。实验将90%的误差校正到4 cm内,近75%的交叉点残差的标准差降到2 cm内,较解算前提升一倍,表明在仪器精度较低时,双侧刈幅独立交叉定标的方法能够科学有效估计两种误差的复合输入值,显著降低了误差水平。

关键词：交叉定标误差反演相位误差基线倾角误差干涉成像高度计

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单矢量水听器稀疏近似最小方差方位估计算法

声学学报 2021年第6期46卷 1050-1058页

作者：王超笪良龙韩梅孙芹东王文龙海军潜艇学院青岛266199 青岛海洋科学与技术试点国家实验室青岛266237

针对单矢量水听器海上目标探测问题,利用稀疏近似最小方差(Sparse Asymptotic Minimum Variance,SAMV)算法进行目标方位估计,该算法利用单矢量水听器自身具有阵列流形的特点,将整个扫描空间离散化,目标方位分布于某一离散方向位置上,利... 详细信息

针对单矢量水听器海上目标探测问题,利用稀疏近似最小方差(Sparse Asymptotic Minimum Variance,SAMV)算法进行目标方位估计,该算法利用单矢量水听器自身具有阵列流形的特点,将整个扫描空间离散化,目标方位分布于某一离散方向位置上,利用空间信号的稀疏性可提高目标方位估计性能。仿真结果表明,SAMV算法在各信噪比条件下方位估计噪声背景级明显优于常规波束形成(Conventional Beam Forming,CBF)算法和最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)算法,当信噪比大于0dB时,该算法测向结果均方根误差小于2°,且SAMV算法具有更好的空间方位分辨能力。消声水池和海上声学浮标海上试验数据处理结果表明,SAMV算法给出了噪声背景级更低的目标方位历程图,有效验证了SAMV算法对海上目标的探测性能及其有效性。

关键词：最小方差单矢量水听器空间离散化常规波束形成均方根误差方位估计稀疏性空间信号