检索结果-内蒙古大学图书馆

前沿科学 2007年第3期 81-86页

作者：乔方利国家海洋局第一海洋研究所青岛266061 海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室

从系统科学的观点出发,把海洋运动按照时空尺度分解成小尺度(以海浪为代表)子系统、中尺度(以内波为代表)子系统、大尺度(以大洋波动和环流为代表)子系统,并把海洋和大气之间通过近海面海洋大气层进行相互作用的部分称为近海面海洋大气... 详细信息

从系统科学的观点出发,把海洋运动按照时空尺度分解成小尺度(以海浪为代表)子系统、中尺度(以内波为代表)子系统、大尺度(以大洋波动和环流为代表)子系统,并把海洋和大气之间通过近海面海洋大气层进行相互作用的部分称为近海面海洋大气边界层子系统。考虑各子系统之间的相互作用,提出了从海洋动力系统观点出发发展海洋数值模式体系的科学思路。通过考虑海浪对环流的垂向混合作用,将海浪的运动混合作用解析表达为可以通过海浪数值模式直接计算的海浪谱形式,建立了海浪-环流耦合理论。这一理论不仅将普林斯顿环流模式全球上100米的模拟海温与Levitus资料之间的平均相关系数从0.58提高到了0.76,而且加深了我们对中国近海海洋环流系统的理解,同时对气候模式热带偏差这一共性问题有显著改善。该理论对海洋环境预报和全球气候变化预测具有重要意义。

关键词：海洋动力系统耦合理论海洋数值模式

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福岛以东放射性核素进入中国海关键途径的三维数值模拟研究

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原子能科学技术 2024年第10期58卷 2008-2021页

作者：李宇轩赵昌杨德周许灵静中国科学院海洋研究所山东青岛266071 自然资源部第一海洋研究所海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向... 详细信息

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向东移动,但仍有部分放射性核素由于西南向回流、涡旋活动及模态水潜沉过程,向西南方向抵达中国海外缘。在中国近海与外海的物质交换通道中,放射性核素主要通过中国台湾以东最早进入中国东海,后经过吕宋海峡入侵南海,进而通过陆架环流输送到黄海与渤海中。研究结果系统地给出了放射性核素由北太平洋进入中国海的三维途径及动力机制,并表明高浓度的放射性核素在5 a时间内并未影响中国海域。

关键词：放射性核素海洋数值模式动力机制大洋-近海物质交换时间估计

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MASNUM海浪模式的代码现代化优化

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海洋科学进展 2017年第4期35卷 473-482页

作者：杨晓丹宋振亚周姗刘海行尹训强中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266010 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 英特尔亚太研发有限公司上海200241

海洋数值模式当前已经成为海洋研究和预测的核心工具,其高分辨率。多物理过程的发展趋势对数值模式计算速度也提出了越来越高的要求。为了使得海洋数值模式更好的适应计算机基础架构,充分发挥现代化计算机体系的计算特点,提高计算效率,... 详细信息

海洋数值模式当前已经成为海洋研究和预测的核心工具,其高分辨率。多物理过程的发展趋势对数值模式计算速度也提出了越来越高的要求。为了使得海洋数值模式更好的适应计算机基础架构,充分发挥现代化计算机体系的计算特点,提高计算效率,本文提出了一种简单易行且有效的代码现代化优化方案,并以MASNUM海浪模式为例进行了测试。首先利用诊断工具Intel Vtune Amplifier XE和Intel Trace Analyzer Collector,对模式的性能和负载均衡性进行了分析;之后,针对热点函数,在单节点上制定了4个优化步骤,包括编译器选项优化,串行和标量优化,向量化和OpenMP并行优化。结果表明,经过优化后,单节点内模式的计算速度可以提高1.95倍,多节点的模式强扩展性呈线性。这表明本文提出的代码现代化方案是一种行之有效的优化方法。

关键词： Intel分析工具代码现代化优化海洋数值模式海浪模式高性能计算

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海洋非潮汐变化对时变重力场的影响

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武汉大学学报（信息科学版） 2003年第6期28卷 663-667页

作者：朱耀仲闫昊明钟敏中国科学院测量与地球物理研究所武汉市徐东路174号430077

基于全球海洋数值模式 ,估计了海水质量非潮汐变化对低阶地球引力场季节性变化的贡献。激发模型预测的大气、地表水、海洋潮汐和非潮汐变化对引力场的组合影响被用来与卫星激光测距 (SLR)的观测值进行比较。结果表明 ,在季节性变化时间... 详细信息

基于全球海洋数值模式 ,估计了海水质量非潮汐变化对低阶地球引力场季节性变化的贡献。激发模型预测的大气、地表水、海洋潮汐和非潮汐变化对引力场的组合影响被用来与卫星激光测距 (SLR)的观测值进行比较。结果表明 ,在季节性变化时间尺度上 ,为克服海洋数值模式的体积守恒近似而采用的质量守恒改正对ΔJ2 具有较明显的影响 ,对ΔJ3 的影响可以忽略 ,SLR观测的ΔJ2 周年和半年振幅介于海洋、地表水、大气 (IB)和 (NIB)

关键词：海洋数值模式质量变化重力场卫星激光测距

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POM 模式边界条件的数值试验及其在环台湾岛海域风生流模拟中的应用

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海洋通报 2003年第1期22卷 17-23页

作者：吕新刚沙文钰济南军区空军气象中心山东济南250002 解放军理工大学气象学院江苏南京211101

通过一个数值试验，对运用 POM 模式做风生流模拟时边界条件的选取方案做了初步的讨论。试验表明，POM"外模式"采用辐射边条件、"内模式"采用辐射方案的改进形式是一种可行的方法；如果用水位作为控制条件，也可以... 详细信息

通过一个数值试验，对运用 POM 模式做风生流模拟时边界条件的选取方案做了初步的讨论。试验表明，POM"外模式"采用辐射边条件、"内模式"采用辐射方案的改进形式是一种可行的方法；如果用水位作为控制条件，也可以使用辐射边条件。文章同时给出了环台湾岛海域冬、夏风季生流的模拟结果。

关键词： POM模式边界条件数值试验风生流海洋数值模式普林斯顿海洋模式

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基于长短期记忆网络与区域海洋模式的海洋环境大数据分析研究

基于长短期记忆网络与区域海洋模式的海洋环境大数据分析研究

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作者：刘龙韬天津大学

学位级别：硕士

海洋观测受到时间和空间的影响,获取的海洋数据在空间上是稀疏的,在时间上是不连续的。海洋数值模式通过求解物理数学的方程组模拟海洋运动,被广泛应用于海洋环境模拟和数值预报中。由于海洋中的物理运动与相互作用是复杂的,海洋数值模... 详细信息

海洋观测受到时间和空间的影响,获取的海洋数据在空间上是稀疏的,在时间上是不连续的。海洋数值模式通过求解物理数学的方程组模拟海洋运动,被广泛应用于海洋环境模拟和数值预报中。由于海洋中的物理运动与相互作用是复杂的,海洋数值模式无法完全描述运动的物理现象和规律,所以海洋数值模式预测存在着一定的误差。本文使用机器学习订正海洋数值模式的误差,使用大数据技术存储和分析海洋数据,实现数据的有效利用,本文的主要工作如下:1)本文提出了一种基于长短期记忆神经网络的误差订正模型,以减少海洋数值模式预报值和实际观测值之间误差,提高海洋数值模式预报精度。分析数值模式误差产生的原因,通过历史观测数据和数值模式预测值训练模型。通过实验证明,该模型能有效订正海洋数值模式预测误差。2)本文针对海洋数据的数据量大、难以存储的问题,提出了基于HBase构建海洋环境大数据存储系统,并利用大数据技术挖掘海洋大数据中的价值信息。发挥分布式存储的读写优势,优化区域范围数据查询。提出了并行关联规则挖掘算法,以解决海洋数据关联规则实时挖掘问题。通过实验证明,本文提出的存储系统具有高吞吐量、低延迟的特点,适合于存储海洋环境大数据;提出的并行关联规则挖掘算法,能够有效地挖掘海洋环境的关联规则。

关键词：海洋数值模式长短期记忆网络海洋大数据数据存储机器学习关联规则

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基于海洋数据的声呐探测能力研究

基于海洋数据的声呐探测能力研究

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作者：肖来祥山东工商学院

学位级别：硕士

声呐作为海洋中最主要的信息获取手段,在海战场中的作用举足轻重,如何发挥声呐的最大效能是获取优势的关键,利用仿真技术研究水下声传播的水下声场仿真技术是检验和提高声呐的有效途径。但受复杂的海洋环境影响,仿真结果和实际运用存在... 详细信息

声呐作为海洋中最主要的信息获取手段,在海战场中的作用举足轻重,如何发挥声呐的最大效能是获取优势的关键,利用仿真技术研究水下声传播的水下声场仿真技术是检验和提高声呐的有效途径。但受复杂的海洋环境影响,仿真结果和实际运用存在一定的偏差,如何结合真实的海洋环境评估声呐的探测能力成为了难题。基于这点,本文研究了海洋环境数据的处理方法,构建了符合计算要求并且能够快速查询的海洋数据库,为声呐性能的实时评估和准确预测提供数据支持,提高声呐的探测能力;并且针对海洋环境的时空不一致性导致的声呐探测能力变化问题,将海洋环境预测、水声信道建模和声呐探测三者耦合,设计并实现了基于海洋模型预测数据的声探测能力预报软件,为声呐的使用和作战辅助决策提供基础支撑。本文的主要工作内容如下:(1)声呐综合性能的评估是多种技术的综合应用。针对声呐评估的数据来源进行研究,提出了基于ROMS(Regional Ocean Modeling System,区域海洋模式系统)模拟海洋数据的声呐探测能力预报技术方案并对ROMS模型原理进行探究,为实时预报声呐探测能力提供了一定参考。(2)海洋环境数据处理与数据库搭建研究。针对影响声探测设备探测的海洋环境数据进行分析和总结,设计了一种数据格式文件,实现对海洋数据的简化;并提出了反距离加权平均方法结合先平均后插值法实现对简化后数据的同化处理。(3)主动声呐设备探测能力研究分析。从声呐方程出发,建立了主动声呐探测的模型;并通过实验仿真得到了主动声呐的最佳工作条件和距离估计,为后续的声呐性能预测提供了理论基础。(4)声呐探测能力预报技术研究。通过将海洋数值模式、水声传播模型和声呐探测模型三者融合,实现了基于ROMS的声探测能力预报软件,对声呐的探测能力预报有重要的意义。

关键词：海洋环境数据库海洋数值模式水声传播模型声呐探测声场仿真反距离加权平均值

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近海生态环境预评估系统并行化与可视化研究

近海生态环境预评估系统并行化与可视化研究

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作者：王鑫河北工程大学

学位级别：硕士

海洋数值模式有着庞大的计算区域以及复杂的求解过程,因此具有浩大的计算规模,模式最终计算结果也包含了海量数据。采用并行计算方能有效提升计算效率并在预期时间内完成计算任务;应用并行技术的同时对并行程序的优化也是提高应用整体... 详细信息

海洋数值模式有着庞大的计算区域以及复杂的求解过程,因此具有浩大的计算规模,模式最终计算结果也包含了海量数据。采用并行计算方能有效提升计算效率并在预期时间内完成计算任务;应用并行技术的同时对并行程序的优化也是提高应用整体性能不可或缺的步骤,其中I/O优化便是一个个关键所在。在完成应用效率优化的基础上,使用数据可视化与Mashup技术将隐藏于数据中的现象或关联以及数值数据与现实地理信息之间的关系可视化,可以有效帮助分析理解数据和寻找数据中的规律。本文使用基于MPI的并行技术对我国近海生态环境预评估系统中,胶州湾示范区的物理-生态耦合模式进行并行化处理,然后对并行程序进行了进一步优化;完成应用性能提升后针对其计算结果进行了数据可视化处理并与百度地图进行了混搭,主要工作如下:对原串行模式进行并行化处理并对效能的提升进行测试与评估;主要实现了将基于MPI的并行计算技术应用到胶州湾示范区的物理-生态耦合模式中,其基本思想是通过对整个计算区域的划分,使每个子区域由不同计算节点并发完成计算,从而提高系统计算效率。虽然模式中计算模块已经进行了并行化处理,I/O模块仍采用传统的串行I/O方式,在一定程度上降低了应用性能。因此使用基于MPI-2规范提出的并行I/O算法对I/O模块进行并行化处理,并与传统几种串行I/O进行对比分析。在完成应用性能提升后,采用基于HTML5的HeatMap技术实现模式计算结果的可视化,通过Mashup技术将模式计算数据与现实地理信息进行服务组合,通过AJAX引擎实现交互式控制数据的抽取和画面的显示,使得隐藏于数据中的现象和关联以及数据与现实之间的关系变得可视化,为分析理解数据和寻找数据中的规律提供了一种强有力的手段。实验结果表明通过采用并行计算技术以及并行I/O技术对胶州湾示范区的物理-生态耦合模式进行并行化,大大提升了运行速率;采用基于Mashup的可视化技术为最终数据中有效信息的挖掘、科研人员之间的交流以及更好的将科研数据服务于决策者和普通用户提供了有力帮助。

关键词：海洋数值模式并行计算并行I/O 数据可视化 Mashup

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基于三角网格计算的海洋信息可视化平台研究

基于三角网格计算的海洋信息可视化平台研究

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作者：唐珂中国海洋大学

学位级别：硕士

20世纪后半叶,数值计算方法使各个学科获益匪浅。作为海洋科学基础的物理海洋学也不例外,在第一台电子计算机问世不久,海洋数值模拟的工作就开始了,大洋环流、潮波数值模式及环境科学逐渐形成,环境海洋学也很快应运而生。环境海洋学的... 详细信息

20世纪后半叶,数值计算方法使各个学科获益匪浅。作为海洋科学基础的物理海洋学也不例外,在第一台电子计算机问世不久,海洋数值模拟的工作就开始了,大洋环流、潮波数值模式及环境科学逐渐形成,环境海洋学也很快应运而生。环境海洋学的发展受益于物理海洋学的数值模拟和数值预报的成果,数值模型成为研究海洋学领域的重要工具。与此同时,随着计算机软硬件的发展,出现了一些科学计算可视化的先进手段。计算几何是计算机图形学的基础,也是其重要组成部分,关系着图形的表现效果。作为计算机科学的一个分支,计算几何主要研究解决几何问题的算法。在现代工程和数学领域,计算几何在图形学、机器人技术、超大规模集成电路设计和统计等诸多领域有着十分重要的应用。国内对海洋数值预报的结果都是采用表格或者二维曲线的形式发布出去的。作为预报海洋信息的展现手段,这样数值预报结果的表现形式不够直观,不利于人们对预报结果的获取。本文提出一套产生非规则网格来表现二维的海陆地形,并采用OpenGL等计算机图形学的技术实现海洋数值预报结果的可视化。在保证海洋数值模拟结果表现准确性的前提下,本研究抛弃了海洋数值模式中使用的拓扑关系不够好的规则网格,运用相关的插值技术,将海洋数值模式的计算网格换算到更加适合地形、拓扑关系好的非规则三角网格,使海洋数值模式的模拟结果能够更好的表现,得到了一套比较优秀的表现二维海陆地形和预报海洋潮汐对海域及海岸线影响的表现方法,最后给出了相关的模拟实现。通过对中国海域及大陆边界的三角剖分和数值预报模拟实验,证明了本文方法有较高的可靠性和适用性,具有一定的海洋工程应用价值,达到了我们的期望值。

关键词： Delaunay 三角剖分 POM 海洋数值模式插值可视化三角网格

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全球海洋环境数值预报关键技术系统集成研究及应用

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中国科技成果 2016年第3期17卷 18-19页

作者：王辉国家海洋环境预报中心中国气象局数值预报中心中国科学院大气物理研究所中国海洋大学国家海洋信息中心国家海洋局第一海洋研究所中国极地研究中心

针对全球海洋环境预报的国家重大战略需求，基于长期、持续的海洋数值预报技术储备，引进开发和自主创新相结合，调试和改造国际先进海洋数值模式；改进全球、大洋区域关键海洋物理过程的参数化方案；结合现有计算条件，研发高效海洋数... 详细信息

针对全球海洋环境预报的国家重大战略需求，基于长期、持续的海洋数值预报技术储备，引进开发和自主创新相结合，调试和改造国际先进海洋数值模式；改进全球、大洋区域关键海洋物理过程的参数化方案；结合现有计算条件，研发高效海洋数值计算方法；利用国际和我国自主海洋实时观测资料，建立我国首个业务化运行的全球海洋实时观测资料融合同化数据集；全面优化全球海洋数值预报初始场；在国内构建覆盖全球大洋、南北极的全球业务化海洋学预报系统，通过多种方式实时提供和发布全球海流、海浪、海温、海冰、海面风场等多要素预报产品。实现资料接收、同化、模式运行、可视化及产品分发为一体的业务化运行。

关键词：海洋环境预报数值预报技术储备统集成业务化运行应用海洋数值模式数值计算方法

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