检索结果-内蒙古大学图书馆

1982—2001年与2002—2021年北极秋季海冰的时空变化及原因

海岸工程 2022年第2期41卷 162-172页

作者：李淑瑶崔红艳青岛科技大学数理学院山东青岛266061 青岛科技大学数学与交叉科学研究院山东青岛266061 青岛海洋科学与技术(试点)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266061

基于北极海冰密集度、海冰范围、大气环流和海温数据,研究了1982—2001年与2002—2021年两阶段各20 a间北极秋季海冰的时空变化特征及其原因。结果表明,近20 a(2002—2021年)北极海冰密集度的下降中心由过去(1982—2001年)的楚科奇海及... 详细信息

基于北极海冰密集度、海冰范围、大气环流和海温数据,研究了1982—2001年与2002—2021年两阶段各20 a间北极秋季海冰的时空变化特征及其原因。结果表明,近20 a(2002—2021年)北极海冰密集度的下降中心由过去(1982—2001年)的楚科奇海及白令海峡一带,转移至亚欧大陆海岸的巴伦支海附近,且海冰范围每10 a减少量由0.44×10^(6) km^(2)增长至0.72×10^(6) km^(2),减少速度加快约64%。秋季北极海冰范围与海水表面温度(Sea Surface Temperature,SST)、表面气温(Surface Air Temperature,SAT)及比湿(Specific Humidity)均呈显著负相关。2002—2021年的相关系数较1982—2001年有所提高,且与温度相关系数最高的月份提前了一个月。通过对海水表面温度、表面气温、比湿、气压场和风场的经验正交分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)可知,1982—2001年间,北极地区的温度及比湿的上升中心集中在楚科奇海及白令海峡一带;2002—2021年间,上升中心则转移至巴伦支海一带。气压场和风场在前后两阶段也出现了中心转移的分布变化。北极地区大气与海洋环流各因素的协同变化影响着北极海冰的消融。

关键词：北极海冰 EOF 年际变化时空变化

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基于极端梯度提升算法的重庆市暴雨灾害风险评估

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气象科学 2024年第6期44卷 1140-1153页

作者：谢涛余亮周浩秦文思南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 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 自然资源部遥感导航一体化应用工程技术创新中心南京210044 江苏省协同精密导航定位与智能应用工程研究中心南京210044 重庆舍特气象应用研究所有限责任公司重庆401147

因其独特的地理位置与气候,重庆市暴雨灾害频发,对其开展暴雨灾害风险评估与区划十分必要。本文利用暴雨过程强度影响因素、孕灾环境影响因素与承灾体暴露度等数据,结合专家打分得到的指标权重获得致灾危险性与承灾体受灾风险性指数,以... 详细信息

因其独特的地理位置与气候,重庆市暴雨灾害频发,对其开展暴雨灾害风险评估与区划十分必要。本文利用暴雨过程强度影响因素、孕灾环境影响因素与承灾体暴露度等数据,结合专家打分得到的指标权重获得致灾危险性与承灾体受灾风险性指数,以此构建样本集。基于随机森林(Random Forest, RF)、自适应提升(Adaptive Boosting, AdaBoost)、极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting, XGBoost)、梯度提升回归(Gradient Boosting Regression, GBR)、支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)、线性回归(Linear Regression, LR)算法分别进行预测。结果显示,XGBoost算法以最低的平均相对误差值(Mean Relative Error, MRE)1.950%、均方根误差值(Root Mean Square Error, RMSE)0.028,以及最高的相关性值(R-squared,R2)0.896,成为最优算法(以暴雨致灾危险性预测结果为例)。在单场暴雨灾害风险评估中,在缺少暴雨过程持续天数数据的情况下,XGBoost算法仍为最优算法,其预测的MRE值与RMSE值分别为2.066%、0.030,R^(2)值为0.885,利用XGBoost算法在评估区划中划分的各等级受灾风险区域与实际受灾区域基本保持一致,表明XGBoost算法在缺少部分数据的情况下,仍能高效准确地进行评估。

关键词：暴雨灾害风险评估致灾危险性指数受灾风险性指数极端梯度提升算法

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浪致混合对亚热带冬季海洋混合强度的影响

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海洋学报 2020年第5期42卷 22-30页

作者：陈思宇乔方利黄传江宋振亚中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点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 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

上层海洋在全球气候系统中起着至关重要的作用。对上层海洋层结及混合的模拟偏差一直是海洋和气候数值模式发展中悬而未决的问题。本文首先评估了CMIP5中45个模式对上层海洋层结模拟的偏差,确认了冬季亚热带地区海洋模式垂向混合偏强。... 详细信息

上层海洋在全球气候系统中起着至关重要的作用。对上层海洋层结及混合的模拟偏差一直是海洋和气候数值模式发展中悬而未决的问题。本文首先评估了CMIP5中45个模式对上层海洋层结模拟的偏差,确认了冬季亚热带地区海洋模式垂向混合偏强。随后,基于自然资源部第一海洋研究所地球系统模式(FIO-ESM v1.0),分别开展了1986-2005年期间包含和关闭海浪垂向混合情况下的数值实验,分析浪致混合对亚热带冬季海洋混合强度模拟的影响及机制。发现浪致混合使得气候模式中亚热带海域冬季的海洋层结增强,增强的层结使上层海洋更加稳定。首次揭示了增加浪致混合反而降低了海洋总体的垂向混合率:浪致混合使北半球冬季亚热带海域混合率从无浪实验的227 cm^2/s降低到有浪实验的178 cm^2/s,降低了21.6%;南半球冬季亚热带海域混合率从无浪实验的189 cm^2/s降低到有浪实验的165 cm^2/s,降低了12.7%。进一步分析发现,浪致混合主要是通过增加冬季亚热带海域上层海洋的热含量从而强化了海洋的层结,最终改善了气候模式对上层海洋混合的模拟。

关键词：混合强度浪致混合数值模式冬季亚热带

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EN4两套分析数据中海洋热含量的差异

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海洋科学进展 2020年第3期38卷 390-399页

作者：张敏赵昌张远凌姜文正王刚自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点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 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

对比分析了1970—2017年EN4.2.1G10和EN4.2.1L09两套数据中海洋热含量的差异及其形成机理。结果表明,两套数据导出的1985—2005年间0~1000 m全球海洋热含量存在最大约5×1022 J的差异,主要分布在热带及亚热带海域(30°S^30°... 详细信息

对比分析了1970—2017年EN4.2.1G10和EN4.2.1L09两套数据中海洋热含量的差异及其形成机理。结果表明,两套数据导出的1985—2005年间0~1000 m全球海洋热含量存在最大约5×1022 J的差异,主要分布在热带及亚热带海域(30°S^30°N),偏差较大的年份是1985年、1991年与1998年。差异主要源于两套数据对XBT-(OSD/CTD)(或MBT-(OSD/CTD))仪器偏差的校正方式不同:EN4.2.1L09选取偏差的中位数,而EN4.2.1G10选取偏差的平均值。通过对比分析偏差较大的年份间海水温度沿深度的空间分布,我们发现1985年与1991年两套数据的海洋热含量的差异集中于0~500 m,主要是由采样时段、深度和温跃层变化所带来,而1998年之后由于仪器观测深度更深,两者的差异贯穿于整个深度层(0~1000 m)。两套数据中海洋热含量的差异夏季最小,冬季最大。在1985年后出现的两套数据的差异影响了全球海洋热含量的线性趋势分析和年代际及多年代际变率,其中基于EN4.2.1G10的年代际及多年代际分量的幅度在1985年后是EN4.2.1L09的2倍,且存在相位的差异。线性趋势若时间段选取在1985—2015年间则对结果影响较大。本研究为使用EN4数据估算海洋热含量及相关对比验证研究提供了有益参考。

关键词： EN4.2.1 海洋热含量海洋温度年代际及多年代际

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南海海平面对两类El Nino的不同响应

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海洋学报 2020年第3期42卷 36-46页

作者：罗凤云谭伟李娟左军成梅宇立纪棋严李直龙庄圆浙江海洋大学海洋科学与技术学院浙江舟山316022 山东科技大学海洋科学与工程学院山东青岛266590 青岛海洋科学与技术试点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 上海市海洋管理事务中心上海200050

利用ECMWF ORAS4重构数据,分析了南海海平面异常(SLA)对东部型(EP)El Ni?o和中部型(CP)El Nino的不同响应特征。南海SLA在两类El Nino期间表现出不同的时空演变规律。对于东部型El Nino,南海空间平均的SLA在发展年的秋、冬季显著下降,... 详细信息

利用ECMWF ORAS4重构数据,分析了南海海平面异常(SLA)对东部型(EP)El Ni?o和中部型(CP)El Nino的不同响应特征。南海SLA在两类El Nino期间表现出不同的时空演变规律。对于东部型El Nino,南海空间平均的SLA在发展年的秋、冬季显著下降,最低可达-2 cm,并在次年开始上升,至次年冬季可达2 cm。空间分布上,在发展年秋、冬季,除越南东南部海域存在一个正异常中心外,在南海绝大部分海域,SLA均表现为显著的负异常;从次年春季开始,SLA负异常减弱,而越南东南部的正异常开始发展,直至冬季南海大部分海域以正异常为主。对于中部型El Nino,南海SLA在整个El Nino发展和衰退期间均表现为显著负异常,异常值始终维持在-2 cm左右,并且在空间上表现为全海盆一致的负异常模态。相比于传统的经验正交分解(EOF),季节EOF(S-EOF)能够更好地刻画南海SLA在两类El Nino期间的时空演变特征,S-EOF的第一模态表现为中部型El Nino模态,而第二模态更多地表现为南海SLA在东部型El Nino期间的演变特征。南海海平面在两类El Nino期间的不同变化主要是由于海峡通道处的热量平流输运异常所产生的热比容效应导致的,但是比容海平面的贡献主要集中在南海内区和南海东部等深水海域,对于南海西部等近岸海域,海平面的变化机制还有待进一步深入研究。

关键词：东部型El Nino 中部型El Nino 南海海平面比容海平面

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基于EEMD和PSO-SVM的电机气隙偏心故障诊断

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组合机床与自动化加工技术 2021年第2期 73-76,85页

作者：任强官晟王凤军丁军航原明亭青岛大学自动化学院山东青岛266071 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点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 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 青岛大学山东省生态纺织协同创新中心山东青岛266071

针对电机气隙偏心故障如何通过振动信号进行有效诊断、如何选取合适故障特征等系列问题,提出了基于集合经验模态分解(EEMD)的Hilbert时频谱能量特征表达和粒子群参数优化的支持向量机(PSO-SVM)的故障诊断方法。首先对振动信号进行EEMD分... 详细信息

针对电机气隙偏心故障如何通过振动信号进行有效诊断、如何选取合适故障特征等系列问题,提出了基于集合经验模态分解(EEMD)的Hilbert时频谱能量特征表达和粒子群参数优化的支持向量机(PSO-SVM)的故障诊断方法。首先对振动信号进行EEMD分解,并通过相关系数法选择有效的IMF分量;其次,对有效的IMF分量提取Hilbert时频谱能量作为特征向量;最后,利用PSO-SVM对提取的特征进行故障的识别。实验结果表明:利用该方法可以对电机偏心故障进行准确诊断。通过与其他传统故障特征在PSO-SVM下进行的比较,验证了Hilbert时频谱能量特征可以获得更高的诊断准确率。

关键词：振动信号气隙偏心希尔伯特变换 PSO-SVM EEMD

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孟加拉湾季风对热带气旋生成和发展的调制机制研究

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海洋科学进展 2020年第2期38卷 199-210页

作者：李志孟强薛亮自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点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266061 国家海洋局南海调查技术中心广东广州510660

孟加拉湾与其他热带海盆不同,在季风影响下,该地区热带气旋具有双气旋季的独特结构(4—5月的春季转换期和10—11月的秋季转换期)。虽然孟加拉湾气旋频数在10—11月较多,但是4—5月超强气旋(Saffir-Simpson 4,5级)的生成率却远高于10—1... 详细信息

孟加拉湾与其他热带海盆不同,在季风影响下,该地区热带气旋具有双气旋季的独特结构(4—5月的春季转换期和10—11月的秋季转换期)。虽然孟加拉湾气旋频数在10—11月较多,但是4—5月超强气旋(Saffir-Simpson 4,5级)的生成率却远高于10—11月。1981—2016年,春季转换期内孟加拉湾超强气旋都与第一支北传季节内振荡(First Northward-propagating Intra-Seasonal Oscillation,FNISO)相应而生,然而并不是所有伴随FNISO发生的气旋都能发展成为超强气旋。因此本研究以气旋生成指数为基础,利用气旋最佳轨道数据以及NCEP的海气参量数据,诊断指出孟加拉湾夏季风形成的强垂直风速剪切配合低层大气旋度和气旋潜在强度抵消夏季风期间水汽对气旋生成的促进作用,造成双峰分布,而中层大气相对湿度差异双峰不对称的主因。FNISO强度的不同与深对流中心与气旋中心的相对位置的差异,使得部分气旋受季节内振荡影响更大,强深对流的超越作用导致更显著的高低层大气温差,促使气旋具有且达到更大的潜在强度。在年际尺度上大气高低层温差的不同也是引起气旋潜在强度不同的主要原因。当季节内尺度和年际尺度共同作用,使得部分气旋发展成为超强气旋。

关键词：季风气旋孟加拉湾季风转换期

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中低风速下海洋飞沫对海气热通量的影响

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海洋科学进展 2020年第4期38卷 591-599页

作者：刘展池焦志勇姜文正乔方利戴德君陈胜中国石油大学(华东)理学院山东青岛266580 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 青岛海洋科学与技术试点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

基于2016-02-01—2016-05-21在南海博贺海洋气象观测平台观测的实验资料,首先利用整体空气动力学算法分别计算海气界面处感热通量与潜热通量,同时利用涡动相关法计算液滴蒸发层处总的感热通量与潜热通量。然后比较海气界面处热通量与液... 详细信息

基于2016-02-01—2016-05-21在南海博贺海洋气象观测平台观测的实验资料,首先利用整体空气动力学算法分别计算海气界面处感热通量与潜热通量,同时利用涡动相关法计算液滴蒸发层处总的感热通量与潜热通量。然后比较海气界面处热通量与液滴蒸发层处热通量的值,并利用差比法分别对2处感热通量和潜热通量进行做差计算。结果表明:液滴蒸发层处热通量与海气界面处热通量存在明显差异。通过与海洋飞沫引起的热通量值比较,结果表明液滴蒸发层处热通量与海气界面处热通量的差值由海洋飞沫作用引起;且在中低风速条件下,海洋飞沫引起的热通量与风速呈正相关;相比感热通量而言,潜热通量随着风速的变化更为显著。

关键词：液滴蒸发层海洋飞沫涡动相关法海气热通量

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一种用于海洋层化数据的插值方法改进

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海洋与湖沼 2020年第2期51卷 228-234页

作者：张志欣郭景松蔡燕红乔方利郭炳火自然资源部第一海洋研究所青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室青岛266237 自然资源部海洋环境和数值模拟重点实验室青岛266061 自然资源部数据分析与应用重点实验室青岛266061 自然资源部宁波海洋环境监测中心站宁波315012

海洋环境调查数据的客观分析图像是调查结果的直观体现,也是进一步科学研究的基础。在环境要素空间分布复杂的近海海域及陆架坡区,我们发现利用现有插值方法得到的结果有时会出现之前没有被关注到的局部异常,如常用的Kriging方法或三角... 详细信息

海洋环境调查数据的客观分析图像是调查结果的直观体现,也是进一步科学研究的基础。在环境要素空间分布复杂的近海海域及陆架坡区,我们发现利用现有插值方法得到的结果有时会出现之前没有被关注到的局部异常,如常用的Kriging方法或三角网线性插值方法插值得到的图像有时会出现或轻或重的"藕"状或"台阶"状的层化结构异常。本文提出一种针对原始数据采用坐标变换方法,并联合使用三角网线性插值法和Kriging法两种方法进行数据插值,从而有效地避免了类似"藕"状或"台阶"状的层化结构假象,解决了插值方法在海洋环境调查数据插值过程中遇到的一个实际问题,也是对现有插值方法的一种补充。

关键词：插值方法坐标变换层化数据可视化图像近海水文

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船载激光雷达测量水体光学参数的仿真模拟研究

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红外与激光工程 2020年第2期49卷 173-180页

作者：孔晓娟刘秉义杨倩李忠平中国海洋大学信息科学与工程学院海洋技术系山东青岛266100 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 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东青岛266001 美国麻省大学波士顿分校美国马萨诸塞州02125

激光雷达能够高效获取海洋光学特性的垂直剖面信息,是海洋光学探测的重要手段之一。利用蒙特卡罗仿真方法,基于Gordon(1982)的机载激光雷达测量水体光学参数模型,研究了船载激光雷达在水中的传输过程和水中光场分布。特别研究考虑了接... 详细信息

激光雷达能够高效获取海洋光学特性的垂直剖面信息,是海洋光学探测的重要手段之一。利用蒙特卡罗仿真方法,基于Gordon(1982)的机载激光雷达测量水体光学参数模型,研究了船载激光雷达在水中的传输过程和水中光场分布。特别研究考虑了接收视场角和望远镜半径等参数的影响,建立了适用于船载海洋激光雷达的模拟系统。在激光雷达的传输等效为太阳光传输后,该模拟系统与常用的HydroLight的模拟进行了比对印证并获得了一致的结果。在此基础上,通过模拟得到的激光雷达回波信号分析了不同激光雷达测量模式及典型水体条件下激光雷达消光系数α和海水光学参数之间的关系。船载激光雷达结果表明,在窄接收视场角情况下,激光雷达消光系数α趋向于水体光束衰减系数c;在宽接收视场角情况下,α趋近于水体的向下辐照度漫射衰减系数K_d。相比机载观测,船载观测的α趋近K_d的速度变缓。在垂直分层水体中,激光雷达在下层水体中测量的α值会向上层水体的α值偏移。该结果为研究海洋激光雷达测量参数与海洋光学参数之间的关系提供了进一步的认知。

关键词：海洋激光雷达蒙特卡罗模拟激光雷达消光系数垂直剖面

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