检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋与湖沼 2025年第1期56卷 42-53页

作者：辛林超胡石建海洋动力环境观测与预报重点实验室山东青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院大学海洋学院山东青岛266071

印尼贯穿流连接热带太平洋和印度洋,对区域和全球气候系统至关重要,但在印尼贯穿流的长期变化研究中非常缺乏长时间序列。利用第六次国际耦合模式比较计划历史模拟数据对卷积神经网络深度学习模型进行训练和测试,基于海表面温度反演了... 详细信息

印尼贯穿流连接热带太平洋和印度洋,对区域和全球气候系统至关重要,但在印尼贯穿流的长期变化研究中非常缺乏长时间序列。利用第六次国际耦合模式比较计划历史模拟数据对卷积神经网络深度学习模型进行训练和测试,基于海表面温度反演了印尼贯穿流的体积输运。结果表明,该模型反演的印尼贯穿流可再现其总方差的80%左右。进而结合数据,首次构建了1870~2023年长达154 a的印尼贯穿流流量时间序列。通过与潜标观测数据对比发现,反演结果与国际努沙登拉层化和输运计划(the international Nusantara stratification and transport,INSTANT)、印尼贯穿流监测项目(monitoring Indonesian throughflow,MITF)观测数据的相关系数分别为0.56与0.69,验证了该时间序列的可靠性。使用梯度加权类激活映射(gradient-weighted class activation mapping,Grad-CAM)与注意力机制研究了该模型中影响印尼贯穿流反演技巧的敏感性区域。

关键词：印尼贯穿流海洋环流海表面温度深度学习卷积神经网络

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南太平洋热带-副热带区斜压不稳定的多年代际趋势及其机制分析

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海洋与湖沼 2025年第2期56卷 252-261页

作者：刘丹丹朱善良刘传玉冯岭青岛科技大学数理学院山东青岛266061 中国科学院海洋研究所海洋动力过程观测和预报重点实验室山东青岛266071 中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071

为了探究全球变暖对斜压不稳定的影响,本研究采用1°×1°的温度、盐度和流场格点数据,对1993~2022年南太平洋热带-副热带海区(south Pacific tropical-subtropical,SPTS)表层强化的Charney型斜压不稳定的长期变化趋势及其... 详细信息

为了探究全球变暖对斜压不稳定的影响,本研究采用1°×1°的温度、盐度和流场格点数据,对1993~2022年南太平洋热带-副热带海区(south Pacific tropical-subtropical,SPTS)表层强化的Charney型斜压不稳定的长期变化趋势及其机制进行了分析。发现南太平洋热带区(south Pacific tropical,SPT)斜压不稳定的增长率表现出显著的减少趋势,每10 a减少0.12%,而南太平洋副热带区(South Pacific Subtropical,SPS)斜压不稳定的增长率则表现出显著的增加趋势,每10 a增加0.10%。上述增长率的变化趋势与卫星观测的涡旋动能(eddy kinetic energy,EKE)的变化趋势一致,且SPT的斜压不稳定的变化受剪切和层结的共同调控,而SPS的斜压不稳定的变化主要受剪切的影响,说明斜压不稳定性的变化体现了温盐和流场变化的综合效应。进一步分析发现,上述增长率及EKE的变化趋势与局地有效位能(available potential energy,APE)的趋势一致,突显了斜压不稳定性在能量转移转化中的关键作用。

关键词：斜压不稳定中尺度涡旋涡动能有效位能

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全球变暖下的厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)变化及其影响

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科学通报 2025年

作者：蔡文炬耿涛贾凡吴硕王浩东崂山实验室中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心物理海洋教育部重点实验室中国科学院海洋研究所中国科学院海洋环流与波动重点实验室

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)现象发生和发展于赤道太平洋,可对全球气候产生深远影响,因此理解其对全球变暖的响应机理至关重要.本文总结回顾了2021年以来学界在该方向的最新研究进展.最新一代气候模式结果表明,随着全球变暖对海表面温度的... 详细信息

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)现象发生和发展于赤道太平洋,可对全球气候产生深远影响,因此理解其对全球变暖的响应机理至关重要.本文总结回顾了2021年以来学界在该方向的最新研究进展.最新一代气候模式结果表明,随着全球变暖对海表面温度的强迫影响逐渐超过年代际气候内部变率的作用,热带东太平洋呈现出变暖速度快于周边海区的“类厄尔尼诺”型平均态增暖现象.此外, 1960年以来观测到的ENSO变率显著增强,表现为强厄尔尼诺、强拉尼娜和多年持续型拉尼娜事件的增多,这与模式预估的ENSO变率在2100年前增强一致.预计到2030年,温室气体增暖导致的赤道东太平洋海表面温度变率的增强可以使其显著超过自然变率波动本身.与此同时,热带太平洋平均态的变化和ENSO变率的增强加剧了热带和副热带北太平洋之间的双向耦合,增强了西太平洋副热带高压及热带北大西洋海温的变率,加速了南极陆架水的变暖,并加重了变暖导致的全球经济负担.若全球变暖持续到2300年,赤道太平洋将发展成东部显著升温的永久性“类厄尔尼诺”状态,而ENSO变率将从2100年之前的增强转变为之后的快速减弱,表明ENSO对全球变暖的强非线性响应特征.

关键词：厄尔尼诺-南方涛动全球变暖强厄尔尼诺连续拉尼娜

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人工智能海洋学研究的计量分析

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海洋与湖沼 2025年第1期56卷 112-125页

作者：张灿影张斌冯志纲李晓峰中国科学院海洋研究所文献信息中心山东青岛266071 中国科学院海洋研究所海洋大数据中心山东青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 海洋动力环境观测与预报重点实验室山东青岛266071

海洋科学研究对于理解和保护我们的海洋环境、维持生物多样性、支持经济发展,并应对全球气候变化具有至关重要的作用。近年来,随着海洋监测范围的不断扩大,海洋数据的收集速度和量级呈指数级增长,这远远超出了传统科研方法的处理和分析... 详细信息

海洋科学研究对于理解和保护我们的海洋环境、维持生物多样性、支持经济发展,并应对全球气候变化具有至关重要的作用。近年来,随着海洋监测范围的不断扩大,海洋数据的收集速度和量级呈指数级增长,这远远超出了传统科研方法的处理和分析能力,给海洋动态变化的分析带来了挑战。同时,海洋数据的快速增长为人工智能(artificial intelligence,AI)提供了丰富的训练材料,为AI的应用提供了广阔的舞台,AI的引入可以有效地处理和分析这些海量数据,通过自动化的方式提高数据处理的效率和准确性,为海洋科学研究提供了全新的视角和方法。基于Web of Science数据库,采用文献计量方法与工具,分析了8 021篇(2024年4月20日为止)AI海洋学研究的整体态势,结果表明:(1) 2020年前后全球AI海洋学研究呈现出爆发式增长;(2) 2017年中国发文数量超过美国,成为AI海洋学研究领域发文最多的国家;(3)环境科学、地球科学和遥感是发表论文最多的3个学科领域;(4) AI技术在海洋生态环境监测、生物多样性评估、海洋和大气现象识别与预报等领域应用较多。尽管AI方法在海洋科学研究应用中表现良好,显示出巨大潜力,但仍存在局限性。未来建议制定统一的海洋数据标准和协议,鼓励跨学科的研究合作,以更有效地利用AI技术挖掘海洋数据的潜力,为海洋保护和管理提供更深入的洞察和解决方案。

关键词：人工智能海洋监测分类预报计量分析

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非水平海底地形下浅海全波导声场波动成分分析

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声学学报 2025年第1期50卷 32-44页

作者：祝捍皓柴志刚秦继兴王其乐王加慧刘叙浙江海洋大学海洋科学与技术学院舟山316022 自然资源部海底科学重点实验室杭州310012 浙江海洋大学船舶与海运学院舟山316022 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 东海实验室舟山316000 浙江海洋大学信息工程学院舟山316022

为分析浅海非水平海底地形下甚低频声波激发海底地震波场波动成分,阐明海底地形变化对水中声源所激发海底地震波场的影响规律,开展了理论建模与数值仿真研究。基于时域有限元法,在柱坐标系下推导并建立了一种浅海水体/海底全波导下的声... 详细信息

为分析浅海非水平海底地形下甚低频声波激发海底地震波场波动成分,阐明海底地形变化对水中声源所激发海底地震波场的影响规律,开展了理论建模与数值仿真研究。基于时域有限元法,在柱坐标系下推导并建立了一种浅海水体/海底全波导下的声场计算模型,结合仿真算例讨论了上坡海底、下坡海底、海底山三类典型非水平海底地形对海底地震波场成分的影响规律及机理。研究结果表明,利用时域有限元方法可以准确计算浅海各类非水平海底地形下的地震波场;水中声源所激发海底地震波场包含水中声波、海底界面波、海底纵波、海底横波4个波系;与理想水平海底相比,上坡海底会加速声能量的衰减,且坡度越大,声波远距离传播时向海底泄漏的越多,声能量衰减越大。而下坡海底的波场变化则相反,海底山的存在使得部分声波发生反射及透射到海底的现象,声能量衰减程度增加。

关键词：浅海波导低频时域有限元方法地震波场

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基于机器学习融合模型的中国气候季节预测

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中国科学:地球科学 2025年第5期55卷 1526-1541页

作者：钱丹未黄艳艳王会军南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室/气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心

中国气象灾害频发,有效的季节预测对于做好防灾减灾和经济社会的可持续发展规划具有重要意义.本研究设计了一种基于气候大数据集并结合传统统计预测经验的机器学习融合模型(Y-model),旨在提升季节预测能力,并且挖掘潜在的预测因子. Y-mo... 详细信息

中国气象灾害频发,有效的季节预测对于做好防灾减灾和经济社会的可持续发展规划具有重要意义.本研究设计了一种基于气候大数据集并结合传统统计预测经验的机器学习融合模型(Y-model),旨在提升季节预测能力,并且挖掘潜在的预测因子. Y-model首先利用经验正交分解(EOF)对预测的目标变量(中国各季节的温度和降水)进行降维处理,然后采用图像识别技术从气候大数据集中自动筛选出潜在的预测因子,并确保与同期环流异常显著相关,接着基于影响统计预测技巧的五个关键因素设置不同阈值,构建了预测因子大样本集合.最后利用Facebook Prophet模型提前2个月对各季节温度和降水进行独立试报.预测结果显示, Y-model可以有效预测2011～2022年间中国气候的季节变化,其中温度和降水的平均空间相关系数分别达到0.60和0.24,均优于CFSv2模式.此外,通过分析极端气候年份的潜在预测因子,发现2020年超强梅雨与前期印度洋信号和平流层信号密切相关,而2022年极端高温可能受到西太平洋海温和西亚土壤温度异常的共同影响.本研究为中国气候的季节预测提供了新的视角和方法.

关键词：机器学习季节气候预测中国气候图像识别技术大样本

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岁星四纪——回望木星大气探测50年

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地球与行星物理论评（中英文） 2025年第1期56卷 67-82页

作者：宋心仪杨军魏勇北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海-气实验室北京100871 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029

木星是太阳系中最大的行星,也是自转速度最快的行星.作为一颗气态巨行星,木星没有海陆分布、复杂地形等因素的影响,是研究大气动力学的天然试验场.木星的大气成分、大气环流、内部结构特征等都具有重要的科学意义.1973年12月4日,先驱者1... 详细信息

木星是太阳系中最大的行星,也是自转速度最快的行星.作为一颗气态巨行星,木星没有海陆分布、复杂地形等因素的影响,是研究大气动力学的天然试验场.木星的大气成分、大气环流、内部结构特征等都具有重要的科学意义.1973年12月4日,先驱者10号飞掠木星,实现了人类第一次木星大气近距离探测.如今木星探测已经积累了50余年的经验,发射了10次木星任务:7次飞掠任务、伽利略号与朱诺号两次环绕任务、正在飞行途中的木星冰卫星探测任务.本文简要回顾了这10次探测任务及其取得的科学成果,重点关注木星的大气成分、波动和急流、大红斑、极地涡旋等方面取得的进展,并指出一些尚未解决的科学难题.我国计划于2030年左右发射天问四号,对木星系进行探测.回顾过去的木星探测任务,对于天问四号如何合理设计科学载荷、制定科学目标等具有一定的借鉴意义.

关键词：木星探测大气成分大气动力急流大红斑极地涡旋

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目标观测的方法、现状与发展展望

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中国科学：地球科学 2013年第12期43卷 1717-1725页

作者：穆穆中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室青岛266071

对所关注的自然界现象进行观测的策略方法,在地球科学中(主要与天气与气候预报、预测有关)被称为目标观测.本文首先回顾它的发展历史,然后介绍目前国际上目标观测所采用的主要方法;在对它们的优点与局限性进行评述的基础上,探讨了目标... 详细信息

对所关注的自然界现象进行观测的策略方法,在地球科学中(主要与天气与气候预报、预测有关)被称为目标观测.本文首先回顾它的发展历史,然后介绍目前国际上目标观测所采用的主要方法;在对它们的优点与局限性进行评述的基础上,探讨了目标观测的理论基础.在介绍了国内外大气与海洋科学研究与应用中目标观测的现状后,着重讨论了其方法与效果的评价和检验问题.最后,给出了作者关于该领域进一步发展的展望,以及如何将目标观测方法拓展到处理数值模式误差方面的若干思考.

关键词：目标观测大气海洋可预报性

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基于卫星高度计的南极绕极流强度年际变异规律

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科学通报 2012年第16期57卷 854-859页

作者：张林林孙澈胡敦欣中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室青岛266071

利用20年的卫星高度计绝对动力地形数据在流函数坐标中研究了南极绕极流(Antarctic Circumpolar Current,ACC)强度的年际变异规律.流函数坐标投影方法能够把ACC从副热带和副极地环流中分离出来,考虑了其纬向不对称性而不是简单地将其作... 详细信息

利用20年的卫星高度计绝对动力地形数据在流函数坐标中研究了南极绕极流(Antarctic Circumpolar Current,ACC)强度的年际变异规律.流函数坐标投影方法能够把ACC从副热带和副极地环流中分离出来,考虑了其纬向不对称性而不是简单地将其作为一支纬向流.研究表明ACC强度具有很强的年际变化,其在2000和2009年前后增强.这种年际信号主要出现在印度洋和太平洋扇区,而最强信号位于澳大利亚以南.西风在1998和2008年的增强可能通过斜压动力过程导致了ACC在2000和2009年前后的增强.

关键词： ACC强度年际变化流函数坐标高度计西风

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二维水槽中岩石坠落激发表面波的生成机制

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物理学报 2009年第10期58卷 6743-6749页

作者：何海伦刘永军莫军宋金宝河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室南京210098 中国科学院海洋研究所青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室青岛266071 中国科学院海洋研究所青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室青岛266071 中国科学院研究生院北京100049 海军潜艇学院青岛266071 中国科学院海洋研究所青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室青岛266071

针对二维水槽中岩石坠落激发表面波的生成机制进行数值和实验室研究,其中数值模型使用边界元方法求解完全非线性势流函数,实验室研究测得不同时刻的波面位移并用于检验数值模型.研究表明,数值结果和实验结果比对良好,这种基于势流函数... 详细信息

针对二维水槽中岩石坠落激发表面波的生成机制进行数值和实验室研究,其中数值模型使用边界元方法求解完全非线性势流函数,实验室研究测得不同时刻的波面位移并用于检验数值模型.研究表明,数值结果和实验结果比对良好,这种基于势流函数理论的数值模型能够有效模拟水中岩石坠落激发表面波的生成过程.进一步数值研究了生成波最大位移随岩石大小、密度、初始位置和下落角度的变化,结果发现:岩石大小和密度对生成波最大位移的影响非常重要,而岩石初始位置和下落角度对生成波最大位移的影响较为显著.当岩石大小变大,密度变大,岩石初始位置更靠近水面或下落角度更偏离垂直方向时,生成波最大位移增大.此外,数值研究表明,利用水中岩石坠落可以给出水槽中生成破碎波的新方法.

关键词：水中岩石坠落波浪生成边界元方法波浪破碎

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