船用铝合金在海洋环境中的腐蚀研究

介绍了Al-Cu,Al-Mg,Al-Si系等3种主要的船用铝合金在海洋环境中的应用和腐蚀研究现状,对三种铝合金的性质以及在船舶及船用设备领域中的具体应用进行了概述,对船用铝合金在不同海域海洋大气、表层海水、深海海洋环境下的腐蚀状况以及在模拟海水条件下的腐蚀研究进展进行了归纳。已有研究表明,海洋环境下船用铝合金的腐蚀形式主要为点蚀和应力腐蚀,其腐蚀程度和敏感性随海水深度的增加而增大,相同海洋环境下Al-Mg系铝合金具有较好的耐腐蚀性能。最后综合实际生产和应用现状,对船用铝合金的发展趋势及其在海洋环境下的腐蚀研究工作的进一步开展做了展望。     

中国港口入境船舶压舱水输入总量估算模型

外来海洋有害生物入侵性传播已成为海洋生态环境面临的四大威胁之一,船舶压舱水是造成外来海洋有害生物入侵性传播的最主要途径。本文基于国家交通运输部和国家海关总署公开发布的外贸航运及商品进出口信息,分析了全国规模以上港口外贸货物装载量与入境船舶压舱水输入量的相关性,依此建立了中国港口入境船舶压舱水输入总量估算模型。结果表明:经由全球各港口输入到我国的入境船舶压舱水年排放量已超过2.67亿t,对我国港口海域的生态环境构成了巨大的威胁。本文不仅为外来海洋生物入侵风险评估和风险区划提供了背景信息估算方法,同时也为我国外来海洋生物入侵风险管理提供了重要依据。     

基于自然和模拟热带海洋大气环境中涂层性能变化的对比研究

目的 研究涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验下性能的变化情况，通过再现涂层在自然环境下的环境效应和损伤过程，进而验证该模拟热带海洋大气环境试验方法的合理性。方法 根据涂层在舰船、舰载机等装备上热带海洋大气实际服役环境的分析，通过对热带海洋大气环境温度、湿度、盐雾、太阳辐射环境因素的组合，综合设计模拟热带海洋大气环境试验方法的试验流程，开展3种涂层在海南万宁为期1 a和实验室总周期为7循环的对比试验。结果 3种涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验后，随着试验时间的延长，其性能变化趋势相似，失光率和色差增大，附着力明显降低，交流阻抗值减小。红外光谱分析显示，老化机理均未出现明显变化，以光泽和色差为基准的平均秩相关系数为0.87，为极强相关。结论 本模拟热带海洋大气环境试验方法设计合理，具有良好的模拟性。     

船舶微生物腐蚀与防护研究进展

近年来,随着腐蚀研究的不断深入,船舶上一些异常快速的腐蚀问题引起了人们的注意,由此发现微生物腐蚀在船舶上的大量存在。与其他工业体系相比,我国船舶系统微生物腐蚀的研究起步较晚,与国外相比,在重视程度和机理研究层面存在一定差距,亟待加强机理和防护技术领域研究。针对这个问题,文中系统分析了船舶微生物腐蚀的发生位点与危害、腐蚀微生物群落结构、船舶材料的微生物腐蚀以及防护措施等四个方面的最新研究进展,并在此基础上,提出了对船舶微生物腐蚀研究工作的建议,希望能够引起学术界和工业界的重视,以期在相关领域取得突破性进展。     

基于FEKO的舰船间短波电磁耦合仿真分析

舰船之间的短波电磁干扰比单舰系统内的同类干扰复杂得多,这种复杂性与舰船数量、舰型以及队形配置密切相关。利用FEKO软件,仿真分析了多艘舰船组成横队时的短波电磁干扰特性。预测结果表明,横队短波电磁干扰沿队形主轴呈带状分布,位于横队中部的舰船易受到左右邻舰的短波电磁干扰,这种干扰随着舰间距的增大而减小。     

Atmospheric mercury over the marine boundary layer observed during the third China Arctic Research Expedition

TGM measurements on board ships have proved to provide valuable complementary information to measurements by a ground based monitoring network. During the third China Arctic Research Expedition (from July 11 to September 24, 2008), TGM concentrations over the marine boundary layer along the cruise path were in-situ measured using an automatic mercury vapor analyzer. Here we firstly reported the results in Japan Sea, North Western Pacific Ocean and Bering Sea, where there are rare reports. The value ranged between 0.30 and 6.02 ng/m³ with an average of (1.52 ± 0.68) ng/m³, being slightly lower than the background value of Northern Hemisphere (1.7 ng/m³). Notably TGM showed considerably spatial and temporal variation. Geographically, the average value of TGM in Bering Sea was higher than those observed in Japan Sea and North Western Pacific Ocean. In the north of Japan Sea TGM levels were found to be lower than 0.5 ng/m³ during forward cruise and displayed obviously diurnal cycle, indicating potential oxidation of gaseous mercury in the atmosphere. The pronounced episode was recorded as well. Enhanced levels of TGM were observed in the coastal regions of southern Japan Sea during backward cruise due primarily to air masses transported from the adjacent mainland reflecting the contribution from anthropogenic sources. When ship returned back and passed through Kamchatka Peninsula TGM increased by the potential contamination from volcano emissions.     

低温极端载荷作用下船艏结构损伤演化过程研究

目的 掌握船舶在极地低温极端环境中航行时,船舶艏部结构遭遇冰山等极端载荷作用下的主要参数对结构损伤演化过程的影响,揭示船舶艏部结构的失效机理。方法 以船舶艏部结构为研究对象,基于数值仿真方法,开展不同碰撞场景、环境温度、撞击速度、冰体塑性应变、船体材料本构模型、撞击角度等参数对结构损伤的影响研究。结果 建立了数值仿真简化模型,获得了不同参数对结构损伤的影响规律。结论 材料模型对船体结构损伤的影响较小。随着航速增加、撞击角度增大,船体损伤范围增大。随着船体材料性能增强,撞击区刚度增大,船体结构损伤范围减小。形成的损伤演化模拟方法可为极地极端环境下船舶结构损伤演化分析提供技术手段。     

Geophysiology of natural marine sulfate aerosols

The hypothesis suggesting dimethyl sulfide (DMS) from oceanic phytoplankton as the dominant natural worldwide source of cloud condensation nuclei (CCN) is being tested in several ways. Studies ranging from the perturbation of cloud albedo by ship plumes to the sulpur content of Antarctic ice cores have revealed much about the workings of the natural marine sulfur cycle and the mass flux of DMS-derived sulfur compounds. However, quantifying the relationship between DMS mass flux, or sulfate mass concentration, and CCN number remains as a major challenge.     

基于决策树支持向量机算法的船用设备故障诊断

目的 提高船用设备的智能化水平,增强船舶的安全性、可靠性,对船上设备进行状态监测,并基于监测数据对设备健康状况进行评估,对可能存在的故障工况进行识别.方法 通过采集机舱内的振动数据,对数据进行预处理、快速傅里叶变换,提取1/3倍频带特征,将倍频带谱信号作为特征向量,利用支持向量机算法进行模型训练及分类.对于船上多种工况及可能存在的多种故障类别,采用决策二叉树方法,提出一种快速、准确的状态监测及故障诊断策略.结果 在实验室工况下识别准确率接近100％.结论 该方法能够对船用设备进行状态监控、故障诊断、健康评估等提供支持,为设备检修、传感器布置等决策提供依据.     

基于AIS轨迹修复的船舶排放空间表征改进方法与应用

基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据表征船舶排放是目前船舶排放空间表征的主流方法,但AIS船舶轨迹点缺失会造成船舶排放量低估和船舶空间分布表征错误,进而影响船舶排放控制区的划分.为改进船舶排放空间表征,本研究以2013年广东省AIS船舶数据为例,采用基于时间和经纬度的三次样条方法对AIS船舶轨迹进行修复,结合动力法计算船舶排放,分析对比AIS轨迹修复前后船舶排放表征的差异,并利用空气质量模型和卫星观测评估AIS轨迹修复对船舶排放表征和广东沿海空气质量模拟的改进效果.结果表明:轨迹修复后广东省海域船舶轨迹点总数由4685773个增至5746664个,船舶NO_x排放量增加了0.6%.对于轨迹点与排放缺失集中的粤东海域,轨迹修复后船舶轨迹点数增加了88%,NO_x排放量在广东省船舶排放量的占比提升至22%,特别是在粤东重点修复海域NO_x排放量增加了2.7倍.原始轨迹在广东省海域较为稀疏,在粤东海域有明显轨迹缺失;轨迹修复后广东省海域船舶轨迹更为密集,粤东海域船舶轨迹得...     

基于AIS数据的渤海湾地区海运排放测算

将船舶活动状态分为港口邻近区域的机动操纵工况和停泊工况以及海上航路的定速巡航工况;采用基于船舶活动的方法,建立了区域性海运排放测算模型.根据中国船级社船舶数据库,确定了不同类型船舶主、副机标定功率和设计航速与船舶总吨之间的关系;通过对船舶自动识别系统(AIS)船舶流量轨迹图的统计分析,得到了2014年渤海湾地区船舶流量数据;基于所确定的模型参数,计算得到了渤海湾地区海运排放清单.结果表明,2014年渤海湾地区海运NO_x、CO、HC、CO₂、SO₂和PM排放量分别为173808、14436、6144、7208919、120748和15292t;货船、危险品船和客船对海运排放的贡献占比分别约为73%、21%和6%;海上航路定速巡航工况对海运排放的贡献占比约为90%;其中,成山头至老铁山水道和老铁山水道至渤海中部航路排放之和约占海上航路排放的50%;天津港和大连港分别约占港口邻近区域排放的30%和20%.基于AIS统计数据的自下而上方法对区域性海运排放的测算具有可操作性.     

基于GOCI影像的黄海海雾提取方法研究

海雾作为灾害性天气,是海洋环境监测的重要内容。以黄海为研究区,分析研究了海水、海雾和云在GOCI影像中光谱特征,建立了结合波段比较法和波段运算的海雾提取方法。将该方法应用于2015年5月25日发生的黄海海雾事件,利用Kappa系数评价该方法的分类精度。结果表明:该分类方法的kappa系数为86.74%;海雾提取结果与中国气象局发布的监测结果的空间分布趋势基本一致;基于GOCI影像的海雾信息提取方法为海雾监测提供了新方向,为实时监测海雾动态提供了有利条件。     

海洋生物及生态系统对海洋酸化的响应

在过去 10 a中,海洋酸化已经成为全球海洋的一个新挑战。海洋酸化不仅会影响海洋中的碳化学、营养盐、微量元素等的地球化学特性,而且能影响海洋中微生物、浮游动植物、各种大型动物乃至整个海洋生态系统;不同区域的生物体系对酸化产生不同的响应,同一生物不同生命阶段的酸化响应可能截然不同;酸化给海洋带来的影响是及其复杂多变的,而且这些影响之间还存在复杂的相互作用;生态系统对海洋酸化的自然响应是很多生物和非生物因素独立和共同作用的结果;对很多单一物种或单一因素酸化响应的简单概括或总结,远不能描述海洋酸化对整个生态系统的影响规律。本文综述了海洋中微生物、浮游动植物、各种大型动物等海洋生物对酸化响应的研究进展,指出了目前海洋酸化研究中存在的一些不足,并提出了一些新的思路和方法。     

海面散射对舰船编队电磁干扰影响的数学模型

从舰船编队的抗干扰需求出发,从海面散射对耦合途径的影响、海面散射路径和雷达波在海面上的反射特性3个方面建立起较为全面而系统的数学模型。首先结合镜像理论获取了海面散射的菲涅尔区,然后结合传统的＂四路径＂模型分析出舰船编队间电磁干扰的主要路径,最后结合海面的分形几何特性和海水的介电特性,推导出典型海况下海面的散射系数表达式。建立的数学模型不仅可以为舰船编队间电磁干扰的计算提供有力工具,还可以对遥感、海洋探测等多项技术予以理论支撑。     

秦皇岛海域船舶防污预控体系的建立及实施

河北海事局辖区内有举世闻名的北戴河海滨 ,做好船舶防污染工作具有非常重要的意义。多年来 ,该局探索建立起一个覆盖法规建设、通航环境治理、船舶检查、船员管理、危险货物码头监管及溢油应急防污预控体系 ,取得了良好的成效。     

IMO与船底防污

介绍船底污垢的由来及其影响，防污的沿革，船底防污漆中三丁基锡对海洋环境的危害以及ＩＭＯ采取的措施。     

舰船结冰预报方法研究

目的：为在可能导致舰船结冰的海区航行的舰船提供结冰预报模型,保证船舶的航行安全。方法基于结冰表面热平衡理论,给出舰船结冰预报模型和预报工具。结果给出中等舰船结冰危险等级,结冰强度小于1.5 t/h为弱结冰风险等级,1.5～4.0 t/h时为中等结冰风险等级,大于4.0 t/h为强结冰风险等级。结论提出的结冰预报方法和工具简便易行,对于保障舰船在高纬海区的安全航行具有重大意义。     

Olfaction in a viscous environment: the “color” of sexual smells in <Emphasis Type="Italic">Temora longicornis</Emphasis>

We investigate chemical aspects of mating in the marine copepod Temora longicornis (Copepoda, Calanoidea). Our emphasis is the female pheromone signaling in form of well-defined trails for males to follow, observed in Doall et al. (Phil Trans R Soc Lond B 353:681–689, 1998). The viscous environment and the properties of the odorants play important roles as the spread of the pheromone trail limits the time during which it is useful for tracing. A key observation from our earlier work is the ability of a searching male to detect the direction of the female and to correct its swimming direction if necessary. We propose a simple mathematical model for the spread of a pheromone from a moving source and carry out numerical simulations of two possible detection mechanisms. We find that a searching agent that is capable to detect a ratio outperforms a searcher that depends on the gradient of a single compound. This suggests that copepod sex pheromones consist of blends of chemical compounds, and that a ratio detection mechanism similar to that in airborne insects is at work.     

基于非现场监管的海洋倾废监督管理系统

随着我国海洋经济的快速发展,非法向海洋倾倒废弃物的行为日益频繁且愈发严重。海洋倾废活动监管作为“十四五”时期的海洋重点专项项目之一,亟需推进“互联网+”非现场监管的新模式。为了做好海洋倾废非现场监管工作,全国海洋倾废监督管理系统（以下简称系统）的设计与实现便极具必要性。系统采用多层架构体系,具有较强的延展性。功能模块包括许可证审批、监督管理、需求侧管理、船舶作业信息管理、统计分析、基础信息等。系统主要从海洋倾废主体和海洋倾倒区域两方面着手,一方面以信息化手段对疏浚物、渔业加工废料等废弃物的倾倒许可证进行审批把控;另一方面基于船舶轨迹对海洋倾废船舶进行自动判别,有效掌握海洋倾废情况,及时追踪违规作业行为,实现非现场监管的目标。     

海洋生物对微塑料迁移转化的调控作用

近年来,海洋微塑料污染已成为全球关注的重要环境问题。海洋中广泛存在的微塑料可被藻类吸附、微生物定植,亦可被海洋动物摄食并蓄积。生物与微塑料之间的相互作用必然会改变微塑料的物理、化学性质,及其在海洋中的迁移转化。因此,本文系统地阐述了海洋生物对微塑料的吸附、摄入、蓄积与排泄等关键过程;重点总结了微塑料在海洋生物过程(如排泄、与海洋雪团聚、形成生物膜以及生物扰动)影响下的沉降-埋藏等迁移过程;深入讨论了海洋动物对微塑料的摄食、消化过程以及微生物的分解作用导致的微塑料破碎、降解以及塑料添加剂和吸附污染物的释放过程及其机理。本文阐明了海洋生物对微塑料迁移转化的调控作用,为理解海洋微塑料的环境归趋提供理论依据。