检索结果-内蒙古大学图书馆

中国海洋大学学报（自然科学版） 2023年第8期53卷 8-15页

作者：曹赛超高志一赵栋梁中国海洋大学海洋与大气学院物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 自然资源部国家海洋环境预报中心北京100081

利用东海的浮标观测数据,比较了WAVEWATCHⅢ第三代海浪数值模式的ST2、ST4和ST6三种源函数方案在东海的适用性。结果表明,三种源函数方案在波高小于3 m中低风速情形下,模拟波高与观测波高符合的很好,而在波高大于3 m的高风速情形下,模... 详细信息

利用东海的浮标观测数据,比较了WAVEWATCHⅢ第三代海浪数值模式的ST2、ST4和ST6三种源函数方案在东海的适用性。结果表明,三种源函数方案在波高小于3 m中低风速情形下,模拟波高与观测波高符合的很好,而在波高大于3 m的高风速情形下,模拟波高偏大。在此基础上,提出了以波龄和波陡为参数的海面粗糙度参数化公式,以此来计算拖曳系数。该方案可以自动满足拖曳系数在临界风速达到饱和的观测事实,将上述拖曳系数计算方案应用于最新的ST6源函数方案,在保持中低风速时的模拟精度的同时,可有效地改善高风速时模拟波高偏大问题,而且可使模拟周期与浮标观测结果更为一致。

关键词：海浪数值模式源函数方案拖曳系数波龄波陡

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深水网箱养殖的海浪灾害风险预警研究——以浙江省南麂岛地区为例

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海洋开发与管理 2022年第12期39卷 24-28页

作者：郭敬朱业李婷王勤车助镁浙江省海洋监测预报中心杭州310007

文章通过分析养殖网箱的受灾机理,根据浮架变形断裂、锚绳断缆脱锚和网箱容积损失过大3种损坏形式,开展深水网箱损坏等级和风险预警等级划分;针对南麂岛6家网箱养殖企业,计算不同情景下的网箱损坏等级,建立定量化数据库,简化风险预警系... 详细信息

文章通过分析养殖网箱的受灾机理,根据浮架变形断裂、锚绳断缆脱锚和网箱容积损失过大3种损坏形式,开展深水网箱损坏等级和风险预警等级划分;针对南麂岛6家网箱养殖企业,计算不同情景下的网箱损坏等级,建立定量化数据库,简化风险预警系统输入项,确定风险预警等级对应的浪高阈值,利用精细化风暴潮-近岸浪耦合数值预报模型,制作网箱受灾风险预警产品;经过1808号“玛莉亚”台风和1909号“利奇马”台风的验证,预测结果与实际受损情况一致,可为今后当地网箱养殖企业应对海浪灾害提供技术支撑和服务。

关键词：网箱养殖海浪数值模式风险预警台风

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基于SVM的海浪要素预测试验研究

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海洋科学进展 2019年第2期37卷 199-209页

作者：金权华锋杨永增自然资源部第一海洋研究所

采用支持向量机对海浪要素中的有效波高进行预测,采用风场和波浪场作为学习要素,对比不同特征向量对有效波高预测结果的准确度。取台湾岛东部海区作为实验区域,使用NCEP再分析的数值模式数据作为学习样本。选用支持向量分类机,建立了4... 详细信息

采用支持向量机对海浪要素中的有效波高进行预测,采用风场和波浪场作为学习要素,对比不同特征向量对有效波高预测结果的准确度。取台湾岛东部海区作为实验区域,使用NCEP再分析的数值模式数据作为学习样本。选用支持向量分类机,建立了4组不同特征向量的模型进行海浪有效波高的预测,并对4种模型的结果进行比较和分析。实验表明,当输入的特征向量过多或过少时,会对模型的预测结果和计算效率产生不同的影响。当使用风场和波浪场共同作为特征向量进行学习时,在该区域预测结果与模式预报结果相比更接近,相关系数将近99%,均方根误差约0.2 m。

关键词：支持向量机海浪要素预测海浪数值模式

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基于机器学习算法对海浪波高的预测及优化研究

基于机器学习算法对海浪波高的预测及优化研究

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作者：金权自然资源部第一海洋研究所

学位级别：硕士

海浪是海洋表面重要的运动过程,机器学习是目前国内外热门研究领域,本文将海洋科学与机器学习相结合,探索了机器学习在海洋科学领域应用的可行性,为今后的研究奠定基础。本文采用了机器学习中的两种不同算法对海浪有效波高进行预测和修... 详细信息

海浪是海洋表面重要的运动过程,机器学习是目前国内外热门研究领域,本文将海洋科学与机器学习相结合,探索了机器学习在海洋科学领域应用的可行性,为今后的研究奠定基础。本文采用了机器学习中的两种不同算法对海浪有效波高进行预测和修正。(1)建立使用支持向量机(SVM)的预测模型,选取风场和波浪场作为学习要素,对比不同特征向量对有效波高预测结果的影响。取台湾岛东部海区作为实验区域,使用NCEP再分析的数值模式数据作为学习样本。选用支持向量分类机,建立了四组不同特征向量的模型对海浪有效波高进行预测,并对四种模型的结果进行比较和分析。实验表明,当输入的特征向量过多或过少时,会对模型的预测结果和计算效率产生不同的影响。当使用风场和波浪场共同作为特征向量进行学习时,在该区域预测结果更接近模式预报结果,相关系数将近99%,均方根误差约为0.2m。(2)使用神经网络模型建立模式结果的优化模型,对MASNUM海浪模式的有效波高进行优化。选用风场,波浪场作为学习要素,选取南海海域作为实验区域,按季节划分了夏季、秋季、冬季3个模型进行训练。与卫星观测的数据相比,修正后结果的均方根误差与绝均差减少了约30%。

关键词：机器学习支持向量机海浪要素预测海浪数值模式神经网络海浪有效波高优化

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MASNUM海浪数值模式业务化预报与检验

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海洋科学进展 2009年第3期27卷 281-294页

作者：孙玉娟乔方利王关锁尹训强杨永增国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061

介绍了MASNUM(Key Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling)海浪数值预报系统,并利用全球和西北太平洋的Jason-1卫星数据和NDBC浮标数据中的海浪波高观测,对该预报系统进行了自2007年8月1日-2007年12月31日5个月的24,48和72 h预报结果的比较检验。模式校验结果表明,有效波高预报与观测的绝均差在0.5 m左右,从夏季到冬季,预报精度不断提高,与风场冬季预报精度较高吻合。

关键词：海浪数值模式预报系统业务化检验

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南海区域海浪数值预报产品与近海浮标资料对比分析

南海区域海浪数值预报产品与近海浮标资料对比分析

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第29届中国气象学会年会

作者：刘春霞江丽芳廖菲赵中阔中国气象局广州热带海洋气象研究所广州510080

本文针对中国气象局广州热带海洋气象研究所区域天气预报模式和南海区域海浪数值预报模式系统，利用近海汕头、汕尾和茂名浮标资料，统计检验了模式输出的有效波高、平均周期和风速12-72 小时的预报性能.并针对2011 年热带气旋个例，对... 详细信息

本文针对中国气象局广州热带海洋气象研究所区域天气预报模式和南海区域海浪数值预报模式系统，利用近海汕头、汕尾和茂名浮标资料，统计检验了模式输出的有效波高、平均周期和风速12-72 小时的预报性能.并针对2011 年热带气旋个例，对比分析了数值预报和浮标观测的风速、有效波高和平均周期.研究结果表明：1)模式预报的有效波高、平均周期和风速小于观测值，风速和有效波高数值预报具有比较好的参考价值.2)比较不同海域浮标观测值与模式预报值，发现不同的海域风速、有效波高预报性能不同，汕头浮标由于处于台湾海峡，风速预报和海浪有效波高预报均方根误差大于其它海域.从三个浮标中分月统计检验来看，风速和有效波高冬半年离散指数小于夏半年，这可能与夏半年台风大风预报误差大有关.3)由台风个例检验显示有效波高的预报不仅依赖于台风风速大小的预报，同时依赖于台风预报的路径、结构和尺度的大小，改进台风海浪的预报，首先需要改进台风路径和风场结构的预报.

关键词：海浪数值模式浮标检验

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南海区域海浪数值预报产品与近海浮标资料对比分析

南海区域海浪数值预报产品与近海浮标资料对比分析

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强化科技基础推进气象现代化——第29届中国气象学会年会

作者：刘春霞江丽芳廖菲赵中阔中国气象局广州热带海洋气象研究所

本文针对中国气象局广州热带海洋气象研究所区域天气预报模式和南海区域海浪数值预报模式系统,利用近海汕头、汕尾和茂名浮标资料,统计检验了模式输出的有效波高、平均周期和风速12-72小时的预报性能。并针对2011年热带气旋个例,对比分... 详细信息

本文针对中国气象局广州热带海洋气象研究所区域天气预报模式和南海区域海浪数值预报模式系统,利用近海汕头、汕尾和茂名浮标资料,统计检验了模式输出的有效波高、平均周期和风速12-72小时的预报性能。并针对2011年热带气旋个例,对比分析了数值预报和浮标观测的风速、有效波高和平均周期。研究结果表明:1)模式预报的有效波高、平均周期和风速小于观测值,风速和有效波高数值预报具有比较好的参考价值。2)比较不同海域浮标观测值与模式预报值,发现不同的海域风速、有效波高预报性能不同,汕头浮标由于处于台湾海峡,风速预报和海浪有效波高预报均方根误差大于其它海域。从三个浮标中分月统计检验来看,风速和有效波高冬半年离散指数小于夏半年,这可能与夏半年台风大风预报误差大有关。3)由台风个例检验显示有效波高的预报不仅依赖于台风风速大小的预报,同时依赖于台风预报的路径、结构和尺度的大小,改进台风海浪的预报,首先需要改进台风路径和风场结构的预报。

关键词：海浪数值模式浮标检验

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畸形波的海浪数值模拟研究

畸形波的海浪数值模拟研究

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作者：刘首华中国海洋大学

学位级别：博士

畸形波是近十几年海浪研究领域兴起的热点问题,对其研究和探索尚处于起始阶段,有许多问题亟待解决。本文首先对畸形波的线性生成机制和非线性生成机制的各种理论方法进行总结。针对畸形波的线性生成机制,本文结合WAVEWATCHⅢ(WW3)海浪... 详细信息

畸形波是近十几年海浪研究领域兴起的热点问题,对其研究和探索尚处于起始阶段,有许多问题亟待解决。本文首先对畸形波的线性生成机制和非线性生成机制的各种理论方法进行总结。针对畸形波的线性生成机制,本文结合WAVEWATCHⅢ(WW3)海浪模式进行了理想数值试验,发现不均匀流对海浪的调制作用会形成大的波浪。当波浪传播方向和流向相反时,波浪辐聚,当波浪传播方向和流向相同时,波浪辐散。在非线性相互作用机制中,波浪的不稳定性不仅来源于外界风场强迫,也来自于波浪自身的波一波相互作用。关于波浪自身不稳定性的经典理论为Benjamin和Feir(1967)提出的B-F不稳定性,目前畸形波的生成机制探讨主要围绕B-F不稳定性展开。本文用多重尺度法给出描述B-F不稳定性的最基础理论模型—三阶非线性薛定谔方程的详细推导过程,给出了B-F不稳定性容易发生的条件。有关畸形波的观测资料很少,而且都是单点的时间序列,不能反映整个水域的波浪演化特征。近年来,人们开始用第三代海浪模式探讨海洋中畸形波的生成与海浪参数的联系。本文对WW3海浪模式的模拟精度进行了定量化的检验,用QSCAT/NCEP融合风场作为驱动风场,对模拟的有效波高与浮标及高度计的测量数据进行了对比。结果表明：模拟的有效波高与实测有效波高的相对误差可达到15%左右高精度,绝对误差平均值为0.49m,相关系数为0.89。WW3海浪模式可以高精度地模拟涌浪过程和一维单峰、双峰海浪谱。本文又利用预报风场模拟了西北太平洋的一个一般海浪过程和莫拉克台风浪过程。和实测数据相比,WW3模拟的复杂地形区域的有效波高和台风浪有效波高相对误差分别约为20%、18%。本文从历史文献资料中选取了三个有观测记录的畸形波事件和三个从沉船事故分析中得出的畸形波事件。用WAVEWATCHⅢ多重网格技术对事件发生点的海浪场进行了数值模拟。发现在畸形波发生时,发生点海况比较差,波陡比较大,方向展角比较小,谱型尖窄,谱尖度较大,四波非线性相互作用源函数项在低频段占据主导作用。本文分析了畸形波发生时刻各个海浪参数的时间演化特征,发现畸形波的发生和单个的海浪参数因子演化特征没有明显的联系。通过计算Janssen(2003)提出的表征畸形波发生难易程度的BFI因子,发现事故发生点的BFI值均在0.4以下,远小于Janssen(2003)根据实验室中一维波浪模拟结果提出的BFI为1是畸形波发生临界值的判据,说明该判据在大洋中并不适用。考察畸形波发生过程中的波陡和方向展角的联合分布发现,畸形波发生点所处位置在联合分布点的拐点或者靠近拐点处,而且数据点的分布非常密集。发生点波陡比较大,波陡在0.08以上,方向展角介于20度到27度之间。大的波陡和小的方向展角均为畸形波易发生的必要条件。本文结合2007年途径我国沿海的“罗莎”台风,根据Jelesnianski1965理想台风模型给出理想台风场,用WW3(3.14)海浪模式模拟台风浪。通过18个点输出的BFI数值统计显示,在整个台风浪过程中绝大部分BFI值都小于0.5,在0.9-1区间的数据点占样本总量的万分之四左右,且BFI大于0.8的值主要出现在波高发展的初始阶段。该计算结果与Bertotti和Cavaleri(2008)计算voyager storm得到的BFI都小于0.5的结果类似。从18个输出点的BFI、波陡、谱尖度、方向角差(平均波向和峰值波向夹角)、波高和方向展角随时间变化图来看,海浪的这些参数值存在着两个急速变化时间段。一个是在波高初步成长的阶段,另外一个是波高急速变大的阶段。从波高的特征上来看,浮标数据显示的畸形波出现频率比较高的两个时间段和模拟的海浪参数急速变化时间段有很好的对应。另外模拟结果显示BFI值大小和波陡有着明显的正相关性,与方向展角联系不大。BFI值的快速变化与方向角差(平均波向和峰值波向夹角)有极大相关性。由于畸形波的发生与方向展角有密切联系,因而用单个BFI因子来衡量大洋中畸形波的发生是片面的。

关键词：畸形波 Benjamin-Feir不稳定性统计特征生成机制海浪数值模式

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海浪预报知识讲座第十四讲海浪预报技术及预报方法(7)——海浪数值预报(Ⅲ)

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海洋预报 2010年第5期27卷 90-100页

作者：许富祥

1 业务化海浪预报模式简介本讲重点介绍业务化运行的海浪数值模式。业务化运行最重要的是在指定的海区每天一次（00 UTC）或两次（00、12UTC）一年365天连续不问断的业务化运行，模式的输出，包括各种图表以及经编码处理的格点数据，以... 详细信息

1 业务化海浪预报模式简介本讲重点介绍业务化运行的海浪数值模式。业务化运行最重要的是在指定的海区每天一次（00 UTC）或两次（00、12UTC）一年365天连续不问断的业务化运行，模式的输出，包括各种图表以及经编码处理的格点数据，以及模式输出结果的验证”。本讲还列出了世界气象组织介绍的一些业务化运行的海浪数值模式。

关键词：海浪预报知识讲座数值预报预报方法预报技术业务化运行海浪数值模式世界气象组织

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球坐标系下MASNUM海浪数值模式的建立及其应用

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海洋学报 2005年第2期27卷 1-7页

作者：杨永增乔方利赵伟滕涌袁业立国家海洋局第一海洋研究所

为开展海浪对海洋上混合层的搅拌混合作用及其对海气界面通量的影响等研究,在LAGFD WAM区域海浪数值模式基础上建立了球坐标系下的全球海浪数值模式.重点导出了球坐标系下的海浪能量谱平衡方程及其复杂特征线方程,该组方程包含了背景流... 详细信息

为开展海浪对海洋上混合层的搅拌混合作用及其对海气界面通量的影响等研究,在LAGFD WAM区域海浪数值模式基础上建立了球坐标系下的全球海浪数值模式.重点导出了球坐标系下的海浪能量谱平衡方程及其复杂特征线方程,该组方程包含了背景流场对波动传播的调整、波动沿大圆传播的折射等.数值积分则采用复杂特征线嵌入计算格式.初步数值模拟结果表明,该海浪全球数值模式能够较为精确地刻画海浪的动力过程.

关键词：海浪数值模式球坐标特征线计算格式

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