Observations of the Fawn Trough Current over the Kerguelen Plateau from instrumented elephant seals

Due to its great meridional extent and relatively shallow depths, the Kerguelen Plateau constitutes a major barrier to the eastward flowing Antarctic Circumpolar Current in the Indian sector of the Southern Ocean. While most of the Antarctic Circumpolar Current transport is deflected north of the Kerguelen Islands, the remainder ( 50 Sv, 1 Sv = 10⁶ m³ s^− 1) must pass south of the islands, most probably through the Fawn and Princess Elizabeth Troughs. However, the paucity of finely resolved quasi-synoptic hydrographic data in this remote and infrequently sampled area has limited the progress in our knowledge of the regional circulation. Since 2004, a new approach using elephant seals from the Kerguelen Islands as autonomous oceanographic profilers has provided new information on the hydrography over the Kerguelen Plateau, covering the entire Antarctic Zone between the Polar Front and Antarctica, with a mean along-track resolution of about 25 km. These finely resolved bio-logged data revealed details of a strong northeastward current found across the Fawn Trough (sill depth: 2600 m; 56°S, 78°E). This so-called Fawn Trough Current transports cold Antarctic waters found mostly south of the Elan Bank, between the Ice Limit (58°S) and the Antarctic Divergence (64°S) in the eastern Enderby Basin, toward the Australian–Antarctic Basin. Our analysis also demonstrates that the Deep Western Boundary Current, which carries cold Antarctic water along the eastern flank of the southern Kerguelen Plateau collides with Fawn Trough Current at the outlet of the Fawn Trough sill. In other words, the Fawn Trough constitutes a veritable bottleneck, channelling the quasi-totality of the Antarctic Circumpolar flow found south of the Polar Front. Thanks to the unprecedented fine resolution of seal-borne data, a branch of flow centered at the Winter Water isotherm of 1 °C is also revealed along the northern escarpment of the Elan Bank, and then along the southern edge of Heard Island. Further analysis of different supplementary data reveals a complex circulation pattern in the entire Enderby Basin, with several distinctive branches of flow being strongly controlled by prominent topographic features such as the Southwest Indian Ridge, Conrad Rise, Elan Bank, and Kerguelen Plateau. This newly emerged frontal structure refines considerably previous large-scale circulation schematics of the area.     

青藏高原铁路客车电气系统设计

文章从安全性和可靠性的角度出发,指出了青藏高原铁路客车电气系统需要解决的难题,介绍了电气系统及设备所采取的针对性措施以及系统控制与防护措施。     

高原低气压增氧旅客列车车厢温度场及热舒适的CFD评价

根据青藏铁路格尔木—拉萨段客车增氧低压的环境特点,对人体热舒适评价指标进行修正。基于RNGk—ε模型,采用计算流体动力学软件(CFD),建立25T型客车的简化CFD模型,利用求解该模型获取的数据对乘客热舒适性进行评价。结果表明:靠近车厢内部中央的温度低,靠近四周壁面的高;除车窗附近2个温度测点在大气压强为101.3kPa时的温度线与大气压强为70.7kPa时的有较大差异外,其余4个测点的温度线在这2个大气压强时重合或非常接近;大气压强为101.3和70.7kPa时,6个测点的温度比大气压强为55.6kPa时高0～2℃:在车厢外气温和辐射强度相同的条件下,大气压强下降至55.6kPa时才对车厢内温度产生明显的影响;当大气压强为55.6kPa时,受气流影响,坐在靠近走廊座位且面对来流方向乘客的热舒适性比在大气压强为101.3和70.7kPa时更接近中性,而坐在靠阴面侧壁座位且背对来流方向乘客的热舒适性比在大气压强为70.7kPa时更接近中性;坐在靠近阳面侧壁座位乘客的热舒适性指标为0.1～0.4,介于中性和稍热之间;而坐在其他座位乘客的热舒适性指标为-1.0～-0.6,介于中性和稍冷之间。由此可推断:大气压强和座位在车厢内的位置是影响车厢内乘客热舒适的主要因素。     

羊八井一号隧道施工通风及供氧技术

世界屋脊青藏高原第一长隧道———青藏铁路羊八井一号隧道在内燃机械作业、无轨运输条件下,通过对施工通风方案选择、风机的改造、现场通风管理、洞内补氧除尘等的实践,加快了施工进度,为类似高原隧道施工通风供氧提供了一定的借鉴。     

高原环境下船舶主机短时补氧增功效能分析

针对因高原缺氧导致滑行艇动力不足无法起滑的问题,提出一种通过额外补充氧气来短时提高柴油机功率以帮助滑行艇越过阻力峰的方案。在热力学基本公式基础上引入Assanis关于富氧燃烧的热释放关系,提出了一种富氧燃烧的线性近似解方法。再利用AVL fire进行CFD计算,模拟计算缸内燃烧情况。计算结果表明,随着进气氧气浓度的增加,柴油机放热量和缸内压力均有提高,功率也同步提高,从而验证了该方案的可行性,为其实用化进行了基础性探索。     

青藏高原东部香日德—花石峡公路工程多年冻土分布特征分析

研究目的:拟建香日德—花石峡公路位于青海省境内,全长156.61 km,起点在香日德与G109线连接,终点至花石峡与G214线国道连接。其中K 88+200~K 156+610段长68.41 km,大部分海拔4 000 m以上,最高在挝卓依垭口,海拔4 445.647 m;本段线路位于青藏高原东部,多年冻土发育的边缘地带,本文通过勘察资料分析,得出沿线多年冻土分布特征并分析其变化规律。研究结论:通过对本段线路的勘察资料分析表明:本段多年冻土和海拔高度有很好的相关性,主要分布在挝卓依垭山垭口前后海拔4 200 m以上路段,局部海拔在4 000~4 200 m湖相沉积细粒土地段存在残余多年冻土。沿线整段多年冻土处于退化状态,且北坡较南坡年平均低温低,南坡多年冻土退化严重。     

青藏铁路多年冻土区水害类型及防治措施

研究目的：针对青藏铁路多年冻土区的主要水害类型，结合青藏铁路（二期）工程设计实例和施工现场情况，提出了病害处理原则和防治措施。 研究方法：首先从理论上对冻土及多年冻土进行了阐述，然后联系青藏铁路（二期）工程，从路基工程、涵洞工程、桥梁工程3个方面出现的各种水害类型分析入手，得出结果。 研究结果：路基工程、涵洞工程、桥梁工程3个方面出现的各种水害类型各有不同，但对青藏铁路今后的运营都将产生不同程度的影响，因此必须采取相应的防治措施。 研究结论：多年冻土地区铁路工程设计施工的原则应针对多年冻土各种不同的地质特征，进行科学的分析，做出具体的处理措施，保证青藏铁路建设工程的经济合理性、安全性和可靠性。运营期对路基、涵洞、隧道和桥梁等铁路工程建筑物采取合理防护，从而确保青藏铁路建设工程的质量及正常运营，从根本上抑制变形、裂缝等水害的发生和发展。     

浅析西北高原地区电气化工程设计特点

本文归纳并介绍了西北地区高原电气化铁路设计特点,就空气间隙、设备绝缘强度按照海拔高度修正,湿陷性黄土、高原冻土接地和设备基础方案进行探讨,为高原电气化铁路设计,提供借鉴。     

昆仑山隧道渗漏水原因探讨及治理

通过现场连通试验,对青藏线昆仑山隧道渗漏水的水源、流径进行了试验研究。结果证明,造成渗漏水的主要原因是隧道结构周围存在融化圈,解冻后使衬砌外侧积聚承压水,在寒季冻结又产生巨大冻胀力,对隧道混凝土结构及防水板接缝产生破坏,形成出水通道;而且排水系统只能季节性排水。提出二号冲沟采取截、排、降,及延长冲沟地表帷幕注浆的范围,洞内水沟采暖,洞内回填注浆的治理方案。借助地质雷达等手段进行效果检测表明,治理达到了预期效果。     

高原铁路电子元器件应用标准探讨

通过调研高原环境的特点,分析了高原特殊环境对电子产品元器件的影响,提出了针对高原环境提高元器件可靠性的要求和措施。为了保证电子产品及其元器件应用的可靠性,本文还提出了电子产品应用时需要考虑的各种措施和要求。