检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与毫米波学报 2021年第4期40卷 516-529页

作者：王琪超吴松华张洪玮刘秉义张凯临中国海洋大学海洋高等研究院信息科学与工程学院海洋遥感研究所山东青岛266100 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

介绍了中国海洋大学激光雷达团队的小型化机载多普勒激光雷达系统研制工作、机载运动状态下的姿态及速度校正算法和海上风场反演方法。分析了2016年在广东省海陵岛近岸海域开展的国内首次无人直升机载激光雷达海上风场观测实验的数据,... 详细信息

介绍了中国海洋大学激光雷达团队的小型化机载多普勒激光雷达系统研制工作、机载运动状态下的姿态及速度校正算法和海上风场反演方法。分析了2016年在广东省海陵岛近岸海域开展的国内首次无人直升机载激光雷达海上风场观测实验的数据,并与陆基多普勒激光雷达观测结果进行了比对,验证了系统的工作性能及数据反演算法的有效性。实验结果表明,机载多普勒激光雷达系统运动状态下的观测数据与陆基激光雷达观测数据相关性较好,系统可搭载于小型无人机平台,有效实现海上风场的快速精确观测。

关键词：多普勒激光雷达机载海上风场运动补偿

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星载激光雷达观测东中国海气溶胶时空分布的统计特征

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红外与激光工程 2018年第12期47卷 81-86页

作者：任文核宋小全王芳涵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266100

基于2006年6月至2016年12月期间CALIPSO星载激光雷达卫星观测资料,分析了东中国海的渤海、黄海和东海海域的气溶胶时空分布特征。结果表明:(1)三个海域的主要气溶胶构成都是清洁海洋型、沙尘型和污染大陆型三种类型气溶胶,三者百分比之... 详细信息

基于2006年6月至2016年12月期间CALIPSO星载激光雷达卫星观测资料,分析了东中国海的渤海、黄海和东海海域的气溶胶时空分布特征。结果表明:(1)三个海域的主要气溶胶构成都是清洁海洋型、沙尘型和污染大陆型三种类型气溶胶,三者百分比之和均达到目标海域气溶胶成分的90%,而具体占比最大、起主导作用的气溶胶类型在不同海域并不相同;(2)三个海域随着高度升高气溶胶整体均为指数衰减趋势,其中4 km高度以下各气溶胶类型变化显著,4 km以上区域均只剩下沙尘型、污染沙尘型和煤烟型的气溶胶存在;(3)几乎所有气溶胶类型都会随着月份和季节上的更替变化而变化,春季各海域都是沙尘型气溶胶占比最大,夏季清洁海洋型气溶胶影响最明显,秋季和冬季期间东海地区以清洁海洋型气溶胶为主,而渤海和黄海均是沙尘型气溶胶为主。

关键词：激光雷达 CALIPSO 气溶胶类型东中国海

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波浪驱动式海洋高频次精细化观测剖面仪的设计

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仪器仪表学报 2022年第1期43卷 120-126页

作者：杨杰王焱金萍萍马纯永陈戈中国海洋大学海洋技术学院青岛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/“观澜号”海洋科学卫星工程部青岛266237

波浪驱动式海洋剖面观测平台具有自主升降、快速剖面、高时空分辨、长期连续的综合优势,对当前海洋中小尺度动力过程、浮游植物生理昼夜变化、生物地球化学循环等快变过程研究具有重要意义。自主设计并研制了一种完全由波浪驱动的海洋... 详细信息

波浪驱动式海洋剖面观测平台具有自主升降、快速剖面、高时空分辨、长期连续的综合优势,对当前海洋中小尺度动力过程、浮游植物生理昼夜变化、生物地球化学循环等快变过程研究具有重要意义。自主设计并研制了一种完全由波浪驱动的海洋剖面仪样机系统,于2021年8月8日~8月31日在青岛胶州湾海域以锚泊方式连续开展了23天海试,获取总剖面数2367个,平均每天102个,剖面平均周期8.19 min。结果进一步表明,在1级左右的低海况下,系统工作受潮流影响较大;而在2级以上的较高海况下,基本可以实现全天时连续工作,证明了自研波浪驱动式剖面仪样机具有良好的工作灵敏性、状态稳定性和机械耐受性,且设计成本只有国外同类产品价格的20%左右,为实现新型剖面观测平台的国产化目标迈出了关键一步。

关键词：波浪驱动剖面仪精细化观测国产化

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MASNUM-WAM海浪模式集合Kalman滤波同化研究-Ⅰ.风场扰动对海浪模拟影响

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海洋与湖沼 2016年第6期47卷 1091-1100页

作者：孙盟尹训强杨永增吴克俭中国海洋大学海洋与大气学院青岛266100 国家海洋局第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室青岛266061 海洋国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室青岛266071

模式集合样本的代表性和观测信息的可靠性是制约数据同化效果的重要因素,而前者对海浪模式同化的影响尤为显著。由于海浪模式对初始场的敏感性较弱,来自大气的风输入源函数是海浪的重要能量输入,如何合理地对风输入进行扰动,构造海浪的... 详细信息

模式集合样本的代表性和观测信息的可靠性是制约数据同化效果的重要因素,而前者对海浪模式同化的影响尤为显著。由于海浪模式对初始场的敏感性较弱,来自大气的风输入源函数是海浪的重要能量输入,如何合理地对风输入进行扰动,构造海浪的集合模式运行,是实现和改进海浪模式集合Kalman滤波同化的关键问题。为了实现海浪模式集合运行,本文提出了风场的三种集合扰动方案,分别为:纯随机数、随机场和时间滞后的风场扰动方法。本研究利用2014年1月ECMWF全球风场,基于这三种风场扰动方法开展了集合海浪模式的集合运行实验,并统计分析了海浪特征要素(有效波高)和二维波数谱对风场扰动的响应。结果表明,随机场集合扰动方案所构造的风场集合效果最佳,所得海浪模拟结果的集合样本发散度适中,能够较为合理地反映背景误差的统计特征,可用于进一步的集合Kalman滤波海浪数据同化实验。

关键词：风场扰动集合样本海浪同化

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双向长短期记忆网络在激光雷达风廓线预测的应用

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光学学报 2024年第24期44卷 50-59页

作者：廉文超宋小全郝朝阳姜萍中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院山东青岛266100 青岛海洋科技中心区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

当利用多普勒激光雷达进行测量时,由于断电、低云、降水等影响会产生风廓线数据的缺测。使用双向长短期记忆(BiLSTM)网络对风廓线进行预测,当风廓线观测结果缺失时使用预测结果进行插补,以提升风场数据的获取率和连续性。2021年4月,多... 详细信息

当利用多普勒激光雷达进行测量时,由于断电、低云、降水等影响会产生风廓线数据的缺测。使用双向长短期记忆(BiLSTM)网络对风廓线进行预测,当风廓线观测结果缺失时使用预测结果进行插补,以提升风场数据的获取率和连续性。2021年4月,多普勒激光雷达在辽宁省觉华岛地区开展大气风场探测实验,针对因断电和天气条件导致的风廓线数据缺测,使用2021年4月18日—22日的10 min平均风廓线集,探究基于时序的BiLSTM模型在风廓线预测方面的性能,并与非时序卷积神经网络(CNN)的预测性能进行对比。实验结果表明,BiLSTM模型具有良好的风廓线短期预测能力,基于连续完整的443条10 min平均风廓线训练的BiLSTM模型,对未来15条10 min平均的风廓线预测效果较好:u分量和v分量的决定系数分别高于0.6和0.5,均方根误差分别低于2 m·s^(−1)和3 m·s^(−1),平均绝对误差分别低于2 m·s^(−1)和3 m·s^(−1),其预测评估指标值均优于CNN模型。在本案例中,使用BiLSTM模型的预测结果对缺测风廓线插补,1000 m高度以下的数据获取率平均提升8百分点。

关键词：大气光学多普勒激光雷达深度学习双向长短期记忆网络风廓线预测

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MASNUM-WAM海浪模式集合Kalman滤波同化研究——Ⅱ.集合样本对同化效果的影响

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海洋与湖沼 2017年第2期48卷 210-220页

作者：孙盟尹训强杨永增吴克俭孙宝楠中国海洋大学海洋与大气学院青岛266100 国家海洋局第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室青岛266061 海洋国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室青岛266071

背景误差相关结构的确定是影响海浪同化效果的关键因素之一。集合Kalman滤波是一种较为成熟的同化方法,其可以对背景误差进行实时更新和动态估计,现已广泛应用于海洋和大气领域的研究。本文基于MASNUM-WAM海浪模式,分别采用静态样本集合... 详细信息

背景误差相关结构的确定是影响海浪同化效果的关键因素之一。集合Kalman滤波是一种较为成熟的同化方法,其可以对背景误差进行实时更新和动态估计,现已广泛应用于海洋和大气领域的研究。本文基于MASNUM-WAM海浪模式,分别采用静态样本集合Kalman滤波和EAKF方法,针对2014年全球海域开展海浪数据同化实验,同化资料为Jason-2卫星高度计数据,利用Saral卫星高度计资料对同化实验结果进行检验。结果表明,两组同化方案均有效提高了海浪模式的模拟水平,EAKF方案在风场变化较大的西风带区域表现显著优于静态样本集合Kalman滤波方案,但总体上两者相差不大。综合考虑计算成本和同化效果,静态样本集合Kalman滤波方案更适用于海浪业务化预报。

关键词： EAKF 海浪数据同化静态样本集合

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边界层低空急流激光雷达观测及其对PM_(2.5)的影响

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光学学报 2023年第18期43卷 123-133页

作者：傅一原宋小全廉文超中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院山东青岛266100 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

大气边界层低空急流是一种重要的边界层物理过程,与污染传输、航空安全、风能开发利用等存在密切联系。相干多普勒测风激光雷达自2020年9月21日至2021年5月8日布设于辽宁葫芦岛市开展风场观测实验,使用激光雷达垂直风场观测资料对该区... 详细信息

大气边界层低空急流是一种重要的边界层物理过程,与污染传输、航空安全、风能开发利用等存在密切联系。相干多普勒测风激光雷达自2020年9月21日至2021年5月8日布设于辽宁葫芦岛市开展风场观测实验,使用激光雷达垂直风场观测资料对该区域大气边界层低空急流展开观测研究,并结合ERA5再分析资料与环境监测站PM_(2.5)质量浓度数据分析。研究时段内,低空急流出现频率为0.11,平均急流风速为13.2m·s^(-1),急流风向主要集中在东北向与西南向,急流高度主要在500m以下,在200~300m频率最高;低空急流风向在冬季与春季存在明显差异,冬季主要集中在东北向,春季主要集中在西南向。分析表明,该区域边界层低空急流的风向主要受到大尺度天气环流背景以及海岸线走势的影响;在沿海区域,海陆热力性质差异引起的温度梯度会根据不同背景风场为急流形成提供有利或不利条件,进而影响不同风向情况下的急流发生频率。夜间边界层低空急流通过增强近地层大气垂直扩散能力,加速PM_(2.5)质量浓度的降低或削弱其增长速度。

关键词：大气光学多普勒激光雷达大气边界层低空急流 PM_(2.5)质量浓度

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吕宋海峡黑潮脱落涡旋的特征分析

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海洋与湖沼 2017年第4期48卷 672-681页

作者：王鼎琦方国洪邱婷国家海洋局第一海洋研究所海洋环境科学和数值模拟重点实验室青岛266061 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青岛266200 河海大学海洋学院南京210098

涡旋脱落在西太平洋和南海的海水属性交换中起到重要作用。为研究吕宋海峡附近海域由黑潮脱落并进入南海的涡旋特征,本文采用1993—2014年法国空间局(AVISO)多卫星融合海面高度距平(SLA)和绝对动力地形(ADT)全球网格化延时数据,美国国... 详细信息

涡旋脱落在西太平洋和南海的海水属性交换中起到重要作用。为研究吕宋海峡附近海域由黑潮脱落并进入南海的涡旋特征,本文采用1993—2014年法国空间局(AVISO)多卫星融合海面高度距平(SLA)和绝对动力地形(ADT)全球网格化延时数据,美国国家海洋数据中心(NODC)的WOA13年平均温盐剖面气候数据,以及1993—2010年SODA2.2.4月平均海洋同化数据集,并分析了黑潮脱落涡旋与大尺度环流的关系。结果表明:(1)暖涡脱落数量远多于冷涡数量,且脱落的冷涡绝大部分在黑潮西侧边缘生成,而脱落的暖涡则大部分在黑潮控制区生成。(2)冷涡、暖涡脱落时的平均半径、平均振幅相近,但是冷涡的平均生命、平均迁移距离约为暖涡的一半。(3)冷涡不是每年都有脱落,主要在冬季脱落;暖涡则每年均有脱落,主要发生在秋季。(4)脱落涡旋数量与脱落时的黑潮路径类型相关。(5)脱落涡旋的平均西行速度为5.8cm/s,与斜压第一模态长Rossby波波速及大尺度环流的西向平流流速之和相近。

关键词：吕宋海峡黑潮脱落涡旋南海

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基于CMIP5模式与Argo观测数据的海洋有效重力势能分析

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海洋学报 2020年第5期42卷 65-76页

作者：牛凡王涛廖光洪河海大学海洋学院江苏南京210098 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

有效重力势能作为重力势能中活跃的部分,能够参与海洋能量循环。本文计算和评估了CMIP5中9个模式的全球大洋2 000 m以上积分的有效重力势能和200~500 m深度范围内的中尺度有效重力势能,并与由BOA_Argo观测数据计算的结果进行比较。分析... 详细信息

有效重力势能作为重力势能中活跃的部分,能够参与海洋能量循环。本文计算和评估了CMIP5中9个模式的全球大洋2 000 m以上积分的有效重力势能和200~500 m深度范围内的中尺度有效重力势能,并与由BOA_Argo观测数据计算的结果进行比较。分析表明,就全球大洋2 000 m以上积分的有效重力势能而言,多数模式的计算结果均大于由Argo观测数据计算的结果。通过比较有效重力势能的空间分布特征,发现在强动力活跃区(特别是黑潮、湾流、南极绕极流区),模式与观测相差较大,其差别主要来源于观测与模式中扰动密度的差异。此外,在黑潮和南大洋区域,涡动能和有效重力势能具有较高的时间相关性,而在北大西洋湾流区域,两者的相关性较低;功率谱分析显示中尺度有效重力势能与涡动能都存在显著的半年和年变化周期。

关键词：重力势能有效重力势能涡动能 CMIP5模式 Argo观测

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一种非系留式潜标剖面运动仿真研究

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海洋科学进展 2024年

作者：姜清元官晟李淑江王岩峰自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室

非系留式潜标结合了海床基和Argo浮标的工作模式与作业能力，是一种新型的海洋环境监测平台。为了深入了解非系留式潜标的运动性能，评估其用于高精度海洋观测的可行性，本文首先利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamic, CFD... 详细信息

非系留式潜标结合了海床基和Argo浮标的工作模式与作业能力，是一种新型的海洋环境监测平台。为了深入了解非系留式潜标的运动性能，评估其用于高精度海洋观测的可行性，本文首先利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamic, CFD）方法计算了潜标周围速度场和压力场的分布情况，经评估潜标机身运动造成的误差满足国家标准的要求；在确定潜标总体结构后，构建了该潜标水下运动的六自由度数学模型，进而对模型在南海观测区的潜深、潜速等主要作业能力进行仿真。通过近海实验，证明了浮沉运动仿真结果与实测数据吻合良好，运动模型准确可信。本研究为非系留式潜标的定深运动等控制方法的研究奠定了基础。

关键词：非系留式潜标运动建模水动力分析数据采样

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