新能源之一——海洋潮汐能

能源问题是人类生存和发展的永恒话题．传统的能源——煤、石油、天然气是有限的，不能满足人们长期的需求．不断寻找、开发和利用新的能源是全人类共同努力的方向．

英发明海洋潮汐能发电装置

据英《独立报》报道，为开发海洋能源，英一工程师发明可从海洋潮汐能量中获取电力的装置。

英国发明海洋潮汐能发电装置

英国《独立报》网站近日报道,为开发海洋能源,英国的一位工程师发明出从海洋潮汐能量中获取电力的装置。

葛祖恬和海洋潮汐能利用

1989年11月,机电部天津电气传动设计所从事潮汐能水轮机设计研究的高级工程师葛祖恬在美国夏威夷出席了由美国夏威夷大学、美国国内工程师协会和太平洋高技术国际研究中心联合举办的海洋能利用国际学术(1989)年会,并宣读了她的学术论文《中国潮汐能的开发利用》、《江厦潮汐电站及其I、II号潮汐水轮机》。与会名国专家学者高度评价了我国在潮汐能开发利用方面所取得的巨大成就。

非潮汐海洋负荷对广东地区大地高变化的影响

利用高时空分辨率海平面变化数据,采用球谐分析方法计算广东及周边地区的非潮汐海洋负荷对大地高变化的影响。该方法充分考虑全球海洋影响,克服直接利用格林函数方法进行局部积分计算产生的不完整性。研究发现,广东地区的非潮汐海洋负荷对大地高的影响呈现明显的区域特征,沿海岸线超过10 mm;距海洋越远,影响越小。

潮汐效应对沿海多条带时序InSAR地表形变监测的影响

潮汐效应对沿海大范围、高精度的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术地表形变监测的影响不可忽略.潮汐效应中的固体潮(Solid Earth Tide,SET)位移和海洋潮汐负荷(Ocean Tide Loading,OTL)位移会在时间和空间域上对沿海大范围InSAR地表形变监测产生分米级的误差,而且不同条带中地表潮汐形变时空差异性会对多条带InSAR影像拼接产生较大误差.本文针对沿海地区多条带InSAR形变时序,重点分析了潮汐效应在不同条带InSAR地表沉降监测中的影响,并采用多种潮汐位移估计方法对多条带地表潮汐形变进行改正.结果表明,研究区域不同条带时序InSAR中地表潮汐形变具有较大的时空差异性,其造成沿海地区相邻条带时序InSAR地表沉降速率差异能达到1~2 cm·a^(-1);通过固体潮模型、海潮负荷模型或GPS参考站网海潮位移改正,能够消除不同条带中地表潮汐形变时空差异性对时序InSAR形变结果拼接产生的空间高阶非线性误差,弥补了传统拼接方法在拟合潮汐位移偏差的不足.在大气延迟误差改正的基础上,时序InSAR形变残差的标准差(Standard Deviation,STD)由潮汐改正前的2.3 cm减少至0.75 cm;本文研究揭示了沿海地表潮汐形变改正对多条带时序InSAR形变结果拼接的重要性,可大幅提高沿海地区广域时序InSAR地表形变监测的精度.

海洋潮汐演化及其对海岸洪灾的影响研究——以美国沿海为例

高潮洪水是一种发生于海岸城市的低水位洪水,不会对公共安全构成重大威胁,但会扰乱日常活动并造成轻微财产损失。当前,高潮洪水主要影响低洼和裸露的资产或基础设施,例如道路、港口、海滩、公共废水和淡水系统等。在美国、欧洲和东南亚沿海的诸多城市,高潮洪水发生的频率、深度和范围迅速增加。尽管高潮洪水的破坏性很低,但累积的影响已成为一个严重的问题,甚至不亚于一次极端天气事件带来的损失。海平面上升被认为是高潮洪水频发的主要因素,例如海平面几厘米的上升就能导致水位蔓延至沿海建筑物内。而海洋潮汐作为水位的主要组成部分,对高潮洪水的影响却鲜有报道。

基于余水位配置的海洋潮汐推算研究

基于余水位的配置模型,利用长期验潮站实测水位结合临近短期验潮站天文潮位来恢复短期站的实际水位,并对其进行误差分析,证明基于余水位配置的海洋潮汐推算的可行性与实用性。

劈裂裂缝混凝土在海洋潮汐区的氯离子传输

研究了不同尺度劈裂裂缝混凝土在海洋潮汐区环境作用下的氯离子浓度分布、氯离子传输以及钢筋锈蚀规律。试验结果表明:劈裂裂缝在制备过程中存在裂缝回复,裂缝宽度应以卸载后位移传感器获得的裂纹宽度值为准。裂缝混凝土氯离子浓度随深度增加而下降,然后在10mm深度以下形成稳定段。裂缝区域稳定段氯离子浓度随裂缝宽度增加而呈指数函数增加,裂缝周边区域稳定段氯离子浓度则随裂缝宽度增加而线性增加;但与裂缝区域氯离子增加幅度相比,其增加幅度不明显。裂缝宽度大于0.05mm,30d海洋暴露后混凝土裂缝面氯离子渗透深度近50mm,沿垂直裂缝面向内平均渗透20mm左右,钢筋表面锈蚀率快速增加。裂缝混凝土氯离子扩散系数与混凝土抗氯离子扩散能力、裂缝密度(包括裂缝的基体宽度/裂缝宽度)、裂缝对氯离子结合性能密切相关。当裂缝密度小于70时,裂缝混凝土氯离子扩散系数线性增加;距裂缝位置越近,混凝土氯离子扩散系数增加越大;裂缝越宽,其对混凝土影响范围越大。

海洋负荷潮汐对测站位移影响的理论研究

测站位移的海潮效应可以看作是一种负荷影响 ,海潮负荷对测站位移的影响在某些台站 (例如大洋中的岛屿以及沿海岸地区 )可达几厘米 ,因此在空间大地测量技术中必须加以改正。研究了海洋负荷潮汐对测站位移影响的理论和方法 ,在推导过程中回避了将点负荷密度展开为球谐函数 ,而是直接以负荷引力位为基础 ,并将海潮潮高引入表达式中 ,推导出了海潮对测站位移影响的有关公式 ,同时探讨了在毫米级精度时需要注意的一些问题 ,为空间大地测量学的理论研究提供参考和依据。

海洋潮汐及其参数选取方法对GPS基线解算精度的影响分析

在GPS精密定位中,海洋潮汐对GPS基线解算精度的影响不容忽视,尤其是在近海或海洋地区。本文分析了海洋潮汐对GPS基线解算结果的影响,并对两种海潮参数选取方法即grid和list原理进行了介绍,讨论了对结果的影响。文章分别选取了全球范围内7个区域的站点,运用GAMIT软件进行基线解算,结果分析表明:试验中的各区域,海潮对基线长的影响可达1.38mm。且距海较近的点误差较大,导致包含近海点的基线误差也偏大。而grid和list两种方法对基线解的影响差别微小,可以忽略,实际运用中建议两者结合使用。

人工模拟海洋潮汐区应变硬化水泥基复合材料抗氯盐侵蚀性能

通过人工模拟海洋潮汐区环境,研究了干湿循环时间比(3∶1、85.4∶1)和暴露时间(30、90d)对应变硬化水泥基复合材料(SHCC)抗氯盐侵蚀性能的影响.结合Fick第二定律,进一步分析了SHCC表面氯离子含量和扩散系数的时变规律.结果表明:干湿循环制度对SHCC氯离子侵蚀有显著影响,SHCC表面氯离子含量时变规律符合倒数模型;SHCC表观氯离子扩散系数明显高于其瞬时氯离子扩散系数,SHCC混凝土氯离子扩散系数的时间衰减系数大于C30普通混凝土.

非潮汐海洋运动对地球动力学扁率变化的贡献

通过考察全球海洋环流数值模型以及TOPEX Poseidon海洋测高数据 ,得到结论 :1 997 1 998年后的部分J2异常变化可能来自海洋环流变化导致的质量重新分布 ,具体地说是太平洋环流变化导致的从高纬地区向低纬地区的质量迁移 .本工作表明来自于海洋内部温盐效应的变化对J2 异常变化有重要贡献 。

中国古代的海洋潮汐学研究

海洋潮汐是近海岸发生的海面周期性升降现象。我国大陆和岛屿海岸线十分漫长,其中仅大陆海岸线就有18,000公里,中国古代沿海人民在与严重潮灾(风暴潮)进行旷日持久的艰苦斗争中,建立起闻名世界的雄伟海塘,修筑起潮闸。海潮之益不浅,无论在航海、军事、渔业,还是制盐、农业、工程等方面,中国古代对潮汐的利用是十分广泛,有较高水平的。正是在对海洋潮汐进行如此有成效的斗争和利用的漫长历史中,中国古代对海洋潮汐本身的研究也充分发展起来,并曾在世界历史上居于领先地位。

论海洋潮汐动力学成因

文章一方面由牛顿的万有引力定律解释海洋潮汐现象,另一方面由伯努利的流体力学理论解释海洋潮汐现象,本文给人们研究海洋潮汐提供一个新的探索平台,提供一些新的思维、新的观点,让人类重新认识潮汐、认识海洋.

海洋潮汐模型在浅海区域的应用(英文)

海洋潮汐和大气、海洋、海冰之间存在复杂的相互作用,它对地球气候有复杂而深远的影响。海潮对流经大陆沿岸或大陆架的洋流有很强烈的作用。潮汐流产生混合湍动;潮汐耗散和内潮波效应对海洋环流的传输和循环也有一定的影响。1995年前后,使用TOPEX／POSEIDON测高卫星资料。建立了十多个海潮模型。研究表明,1994-1996年期间发展起来的正压波海潮模型在深海的精度为2—3cm,空间分辨率为50km量级,在浅海区域的精度显著下降。近年来运用更加成熟精细的流体动力学理论模型,在数据同化技术中使用时间跨度更长的测高资料,已经建立了一些改进的海潮模型。该文使用验潮站潮汐常数、测高资料以及交叉点资料,评估了6个海潮模型在浅海区域(包括中国海海域)的表现,以应用于今后对海平面的研究。初步分析表明,浅海区域的海平面高度的误差仍然相当显著。要发展海洋潮汐模型需要进一步减小潮汐混淆效应,提高长周期潮汐的精度,尤其在浅海区域。模型的改进必将增进对潮汐现象的认识,促进学科间进行相互融合和相互渗透的研究(例如潮汐摩擦引起的月球自转的长期缓慢减速、地球内部结构的物理学研究等)。

基于Jason-1卫星测高数据提取海洋潮汐信息研究

为深入研究中国近海区域海洋潮汐活动,基于Jason-1约6年的卫星测高GDR数据,采用调和分析法提取了中国近海区域交叉点的潮汐信息,得到主要分潮的振幅分布图。将其与验潮站资料和FES2004全球海潮模型相比较,其分潮振幅差异基本在3cm以内,结果符合性较好。

基于相似性的海洋潮汐区环境混凝土抗氯盐侵蚀性能研究进展

随着我国“海洋强国”战略的实施,海洋工程结构基础设施建设规模空前,滨海环境下混凝土材料耐久性问题也逐渐引起人们的重视。氯离子侵蚀是导致海洋环境下钢筋混凝土结构耐久性能劣化的主要因素,因此,针对滨海环境下钢筋混凝土中氯离子侵蚀规律的试验研究引起了广泛关注。实海暴露试验存在受区域影响较大、推广性差、试验周期长和影响因素复杂等缺点,不能为寿命预测模型建立提供充足的数据基础,而室内模拟加速试验可有效弥补实海暴露试验的不足。以实海暴露试验为依据,通过研究二者之间的相似性,构建实际海洋工程结构的寿命预测模型,进而将室内模拟试验结果应用到现场实际情况中,可准确地实现海洋环境下基础设施建筑结构服役寿命的预测。目前,学者们已对海洋潮汐区环境混凝土抗氯盐侵蚀性能的实海暴露试验与室内模拟加速试验开展了大量的研究,并取得了丰富的成果。一方面,建立了相应的相似性模型,进而从理论方面分析实海暴露环境和人工模拟环境下混凝土中氯离子的侵蚀规律,为寿命预测模型的建立奠定理论基础;另一方面,试验设备得到不断的研发升级,为获取更加准确可靠的试验数据提供了一定技术支持。针对海洋潮汐区环境条件,对流区深度、表面氯离子浓度、扩散系数和氯离子浓度峰值等参数是建立寿命预测模型的关键要素,本文主要考虑这几方面的影响,分析总结了实海暴露环境下氯离子侵蚀规律,从实海暴露试验与室内模拟试验的角度出发,总结了海洋潮汐区环境混凝土抗氯盐侵蚀性能的研究进展,基于相似性理论分析探讨了氯盐侵蚀规律的相似性,并进行了讨论和展望。

基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法研究

本文研究并提出了一种基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法。该方法通过对数值模拟的天文潮位进行改正,结合残差改正获得特定站的潮位数据。结合实际资料,将基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法与传统的水位改正方法(时差法和最小二乘潮位拟合法)进行了比较,新方法改正的精度明显高于传统方法,显示其在地形变化较为复杂海域进行水位改正的可行性与独特优势。该方法可以在海洋测绘中减少短期验潮站的布设,用于潮位序列缺失的修补。