探索大地怒吼的规律——科学大洋钻探介绍之五

如果将地震比喻为大地的颤抖,那么,火山喷发则是大地的怒吼。两者均给人类带来巨大的灾难。探索地震和火山喷发的机理并进行准确预报,已成为中外地球科学家多年来追求的一个目标。科学大洋钻探为此也作出了不懈的努力。     

奇趣珍闻

火山喷发冰块 火山喷发时一般都是喷出炽热的岩浆和火山灰,但冰岛的格里姆斯维特火山在一次爆发时喷出的却是大量的冰块。这次爆发持续了两个星期,平均每秒钟喷出冰块420立方米,喷发猛烈时多达2 000立方米。此次火山爆发共喷出了1.3立方公里的冰。火山喷发冰块,确是一大奇观。王令     

抗压潜水服

海洋是人类未来施展其聪明才智最广阔的天地之一。但是,水下却又是人体难以自由行动的空间。我们知道,海水的深度每增加10米,其压力就将增加一个大气压,潜水越深,人体所受到的海水压力也就越大。由于海水的巨大压力,人的潜水深度是有限的。从18世纪起人们就开始设想和     

海底火山喷发促进了生物演化

美国加州大学戴维斯分校的古生物学家杰拉特·弗梅伊提出了一种新的假说:当大规模的海底火山喷发发生时,生物进化的突变才得以形成。在5.5亿年前的古生代,早期生命出现时,正是海底熔岩大量溢出的时期,而2亿年前的中生代中期,生物进化的突变时期,也正是海底火山大量喷发之时。 在解释这种地质和生物事件之间的巧合时,弗梅伊认为是海底火山喷发时,通过大量增加的能量和营养物质,提高了环境中可加工物质的供应量,而这正是生物大规模进化所必须的。     

深海中垂直静态电偶极子电位及电场分析

通过建立电场在深海环境下的空气-海水两层模型,采用镜像法,得到深海模型中垂直静态电偶极子的电位和电场分布解析表达式,在此基础上,进行电位和三分量电场仿真计算,分析了两层模型下垂直静态电偶极子的电位、电场强度的分布特性,得到它们随海水深度变化的规律。     

舰船交变电偶极子模型产生的交变磁场计算

在静态磁偶极子模型发展之后,交变磁偶极子和交变电偶极子模型也得到了发展。本文以舰艇典型磁场源包括腐蚀电流、防腐电流以及电流泄漏为基础,分析交变水平和垂直电偶极子模型在三层浅海模型中交变磁场传播规律。从结果可知,对于海水深度一定,磁场随着测线深度的增加而减小;对于一定深度的场点且测点不变,海水深度越浅,海床的影响越大。当海水深度大于源与场点深度的3倍以上时,海水深度对偶极子产生的磁场基本没有影响,离源点较远时磁场分布差别不大,而且磁场幅值随着频率的增加而减小。     

汹涌巨浪将危及大西洋海岸

加州大学地球物理学家史蒂文·沃德和英国大学西蒙·戴两位科学家警告,如果横跨大西洋加那利群岛的火山爆发,巨大的海浪会猛烈冲击大西洋东海岸。名为Cumbre Vieja的火山上次喷发是在1949年。尽管最近以来,它一直没有显示出任何活动的迹象,但这种威胁总有一天会成为现实。如果一次新的喷发使穿越火山区的现有断层割裂开来,巨大的塌方就会撞入海中,那会使海浪在大西洋上奔腾,仅仅在9个小时之后,就会冲击佛罗里达州的卡纳维拉尔海角。 在他们所描述的一种最坏情况的场景中,将近70英尺高的海浪会冲击大西洋东海岸部分岸线。巨浪同样会撞击非洲和南美的东北地区。两位科学家强调,那种情况不太可能发生,更小规     

基于信息融合的高精度潜艇深度测量方法研究

潜艇深度的测量主要基于海水压力信息，通过低通滤波器去掉波浪的影响，但降低了潜艇深度的动态测量精度。本文将测得的海水压力信息与潜艇惯导系统测得的垂向加速度信息融合，通过理论推导获得潜艇深度的高精度测量方法。通过对中大型潜艇的仿真分析，以及对测量精度的分析讨论，证明本方法是可行的。     

海水密度对自容式验潮仪测深精度的影响及取值方法研究

就自容式验潮仪工作原理,阐述了海水密度对验潮仪测深精度的影响,常规方法计算海水密度的适用性分析,不同温度、盐度、深度引起的海水密度变化,提出了采用深度对比法确定海水密度。     

"幽灵之王"升腾海面

有史以来“头一遭” 一座休眠多年的海底火山,在人们事先没有掌握预兆的情况下,在一群热望它喷发的人们面前,如约喷发;此后它从深深的海底猛然窜出,耸立在渴望它出现的人们面前。 最近,经研究人们邂逅罕见自然现象概率的     

神奇的“海底”

如果我告诉你,除了人们常说的长满各种海洋植物的海底之外,还有另一片海底,这片海底看不见、摸不着,你一定不会相信。但是,这片海底不仅存在,而且还具有独特作用,它已经并且还将继续为人类的各种海洋活动作出贡献。如果有朝一日你登上潜艇,到那看不见天日的深海中遨游的话,你一定能够感觉到一片神奇的海底。所谓的另一片海底其家就是科学家和军事家们常说的“液体海底”。液体海底是由于海水中各处密度不同而形成的密度跃层。海水密度与温度、盐度、深度及地理经纬度等诸多因素有关,但一般而言,在同一海域中一定温度范围内,温度低的海水密度比温度高的海水密度大,盐度高的海水密度比盐度低的海水密度大。所以,在江河入海口处,由于江河中淡水的冲入,     

舷外海水动压力和货物压力非对称特性的讨论

舷外海水和舱内货物对舷侧和船底结构的动压力是船体承受的非常重要的疲劳载荷。在船体结构疲劳强度校核中,为合理选择校核点并准确计算疲劳损伤,必须掌握其变动范围及其分布形式。由于液体压力和货物压力的单向性质,舷外海水动压力和货物舱内压力的变动是非对称的。文中讨论了舷外海水动压力和舱内货物压力的非对称特性,在此基础上给出了舷外海水动压力范围和舱内货物压力的定义,指出了舷外海水动压力范围最大值出现的位置。     

海洋上神秘的核爆炸

静谧的海空出现奇怪的烟雾、神秘的“云彩”,是火山喷发,还是核弹爆炸,抑或是新式武器,也许是二十世纪又一桩谜案,等待智慧的人类尤其是科学家去揭晓。     

活火山胜地樱岛

海上航行若能见到火山发出的熊熊火焰或喷出的滚滚灰烟,这该是件多么令人神往和永生难忘的趣事呀,因为它远比观看海上日出罕见和珍贵得多。去年,我随船航行在日本九洲的鹿儿岛湾,第一次看到了樱岛上空由火山喷发口所喷出的三股浓浓的雾白色的岩灰烟。它们被西风一吹,渐渐汇总,似一片片白云向     

美丽的涠洲岛

涠洲岛位于北海市区以南36海里,面积26.63平方公里,是广西第一大海岛,也是我国最大的火山喷发堆积岛.美丽的涠洲岛象一块碧玉镶嵌在北部湾海面上.这里四季温暖如春,树木葱茏,环岛岸线曲折,鱼类资源丰富,不仅是风光旖旎的旅游度假胜地,也是鸟儿的天堂.     

基于简正波模态的浅海声传播的最佳深度规律研究

在给定距离情况下,声能量在深度方向上的分布并不均匀,体现在声传播损失在不同深度之间的差异可达20dB,因此研究深度方向上的声传播损失最小点即最佳深度对水声通信和探测有一定帮助。采用简正波方法对最佳深度的影响因素进行研究,得出声源频率、声源深度和海水深度对最佳深度的影响最大,并在理想液体波导中研究了海水深度和声源频率主导的简正波模态阶数对最佳深度影响,得出在给定声源深度情况下,简正波阶数是影响最佳深度的唯一因素。当海水中简正波阶数从1逐渐增大时,最佳深度也从海水层中部逐渐向海面和海底移动,当简正波个数足够多时,最佳深度稳定在声源深度和声源的对称深度。     

多用途的水下声波监听系统

冷战期间,水下监听系统(SOSUS)用于对敌方潜水艇和舰船进行探测、跟踪的军事用途达35年之久。随着冷战的结束,这种原先只用于军事目的的装置开始为民用服务。几年前,设立在华盛顿州温德比岛上的美国海军监听站就与科学领域的研究人员合作,进行跟踪鲸类、研究海底火山喷发、侦探非法的漂网捕鱼等一系列工作。     

海水分层对水平电偶极子产生电场的影响分析

根据实测海水电导率数据将海水分层,浅海环境模型可等效为空气-3层海水-海床模型。本文基于水平电偶极子电场数学模型,对水平电偶极子在海水分层情况下电场进行仿真计算,并与均匀海水模型中电场进行对比分析。从结果可知,海水分层时电场幅值大于海水均匀时电场幅值,曲线形态一致,电场x分量最大值位置未变,电场z分量最大值位置稍微外移;随着偶极子源深度越深,海水分层对电场幅值影响越大,在海水深度51.2 m,源深度40 m情况下,海水均匀和分层2种模型下电场x分量计算偏差达到13.0%。     

海洋环境对潜艇阴极保护和水下腐蚀静电场的影响

潜艇阴极保护效果和水下腐蚀静电场分布会随着海水电导率、海床电导率和海水深度等海洋环境的变化而改变。采用有限元法建立潜艇外加电流阴极保护下的水下腐蚀静电场模型,求解不同海水电导率、海床电导率和海水深度等海洋环境因素下潜艇表面电位、阳极输出电流和水下电场分布。结果表明：阳极保护电流随着海水电导率的增大而显著增大,而海床电导率和海水深度对阳极保护电流影响较小;水下电场峰值随着海水电导率、海床电导率和海水深度的增大而减小。     

舱内爆炸准静态压力形成机理的研究

舱内爆炸准静态压力载荷是反舰导弹半穿甲战斗部最重要的破坏载荷之一。基于炸药爆炸过程中的化学反应过程和状态方程开展了准静态压力的理论分析与预测,并通过模型试验验证预测公式的正确性,讨论了在有无氧气环境下的准静态压力。研究结果表明:(1)舱内爆炸与自由场爆炸有较大的不同,除了多次反射的冲击波外,还存在准静态压力;(2)基于状态方程提出的准静态压力计算方法具有一定的预测能力;(3)需要氧气支撑的后续燃烧效应对准静态压力的形成至关重要。研究结果能为舱内爆炸作用下的舱室毁伤防护机理的揭示和防护设计提供有效支撑。