检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2025年第02期 367-380页

作者：贺超超夏长水董昌明南京信息工程大学海洋科学学院自然资源部第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

基于ROMS（Regional Ocean Modeling System）模式构建了模拟区域为（95°～135°E,10°S～10°N）、水平分辨率为（1/24）°的潮波数值模式，模拟了印度尼西亚海域8个主要分潮（M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1和Q1）... 详细信息

基于ROMS（Regional Ocean Modeling System）模式构建了模拟区域为（95°～135°E,10°S～10°N）、水平分辨率为（1/24）°的潮波数值模式，模拟了印度尼西亚海域8个主要分潮（M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1和Q1）。将模拟的6个月潮位结果与36个验潮站水位调和常数进行比较，振幅平均均方根误差与相对误差分别为6 cm、18.1%，迟角分别为18.96°、13.6%。继续使用S＿TIDE函数分别提取了8大分潮潮流流速，计算了平均流速、能流密度、理论蕴藏量以及有效流时等体现潮流能丰富度的变量，分析了印度尼西亚海域潮流能强度以及分布情况。进一步筛选出13个潮流能较为丰富的水道，并且按照最大潮流流速将其划分为9个潮流能资源丰富区（A1、A2、A6、A8、A9、A10、A11、A12和A13水道）、2个较丰富区（A3、A5水道）以及2个可利用区（A4、A7水道）。由于水深较大会增加开发难度而排除A4水道（179.2m）、A7水道（143.2 m），为保证海峡的通航功能而排除A1水道，因较丰富区的开发可能带来经济效益不足而排除A3、A5水道。最后确定8个具有较大开发价值的水道为A2、A6、A8、A9、A10、A11、A12和A13水道。

关键词：潮流能印度尼西亚海域数值模拟调和分析

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基于ConvLSTM机器学习的风暴潮漫滩预报研究

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大气科学学报 2022年第5期45卷 674-687页

作者：谢文鸿徐广珺董昌明南京信息工程大学海洋数值模拟与观测实验室江苏南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000 广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088

风暴潮是指由强烈的大气扰动所导致的海面异常升高现象,由热带气旋引起的风暴潮常对沿海地区造成巨大的社会经济、人类活动和生命财产危害。依靠数据驱动的强非线性映射能力的机器学习方法较传统数值模式预报在耗费研究资源和计算时间... 详细信息

风暴潮是指由强烈的大气扰动所导致的海面异常升高现象,由热带气旋引起的风暴潮常对沿海地区造成巨大的社会经济、人类活动和生命财产危害。依靠数据驱动的强非线性映射能力的机器学习方法较传统数值模式预报在耗费研究资源和计算时间上更具优势。本文选取广东省珠江口为研究区域,基于卷积长短时记忆网络(Convolutional LSTM network, ConvLSTM)机器学习算法展开风暴潮漫滩预报研究,利用由再分析资料驱动的数值模式产品构建了历史台风漫滩数据集,用于机器学习模型训练、验证和测试。研究了两种预报方式,一种是基于海表面高度场的自回归预报,另一种是依赖预报风场和初始海表面高度场进行的预报;它们可以实现基于数据驱动的风暴潮漫滩预报,其中自回归预报模型表现更优。相较于传统动力学数值预报,基于数据驱动的ConvLSTM预报模型结构更为轻便,所需驱动数据更少,在缺少边界条件、地形、径流等信号时,在短临预报中仍能基本复现数值模式模拟的结果。

关键词：风暴潮 ConvLSTM 机器学习数据驱动预报

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多源卫星高度计新融合产品的研发与评估

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科学通报 2020年第18期65卷 1888-1897页

作者：刘磊蒋星亮费建芳 Zhijin Li 国防科技大学气象海洋学院南京211101 Joint Institute for Regional Earth System Science and Engineering University of CaliforniaLos AngelesCA 90095-7228 USA 复旦大学大气与海洋科学系大气科学研究院上海200438 南京信息工程大学海洋数值模拟与观测实验室南京210044

卫星高度计在海洋环流观测、海平面变化分析和海洋环境预报等多个研究和业务领域得到广泛应用.当前在轨运行的高度计卫星已达5颗(Sentinel-3A、Jason-3、Cryosat-2、Saral/Alti Ka以及HY-2A),观测精度不断提高,但卫星高度计融合产品的... 详细信息

卫星高度计在海洋环流观测、海平面变化分析和海洋环境预报等多个研究和业务领域得到广泛应用.当前在轨运行的高度计卫星已达5颗(Sentinel-3A、Jason-3、Cryosat-2、Saral/Alti Ka以及HY-2A),观测精度不断提高,但卫星高度计融合产品的有效分辨率(可分辨海面涡旋的最小尺度)仍需进一步提升.本研究以变分原理为基础,改进背景场、背景误差协方差矩阵以及观测误差,建立一种新的多源卫星高度计资料融合方法.以南海及其附近海域为目标区域,在格距为0.08°的规则网格上,融合所有在轨运行的5颗卫星高度计的沿轨数据,得到逐日融合产品.评估分析表明:新方法得到的融合产品的有效分辨率达到125 km左右,与国际上广泛应用的AVISO产品相比(格距0.25°,有效分辨率240 km),有效分辨率提高近一倍,融合产品的精度进一步提高,可用于描述更小尺度的海洋环流结构.

关键词：多源卫星高度计融合产品有效分辨率变分方法最优估计

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台湾岛西南部一个暖涡的跨海盆粒子输运

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热带海洋学报 2018年第3期37卷 9-18页

作者：林夏艳董昌明陈大可浙江大学海洋学院浙江舟山316021 国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 南京信息工程大学海洋数值模拟与观测实验室江苏南京210044

台湾岛西南部是暖涡产生的源地之一,以往的研究集中于讨论暖涡本身的运动特征和规律,如暖涡的半径、产生位置、寿命、移动路径等,暖涡生成机制也引发了深入的研究和探讨,但关于该地区暖涡导致的物质输运,仅有少量的观测且结果较为离散... 详细信息

台湾岛西南部是暖涡产生的源地之一,以往的研究集中于讨论暖涡本身的运动特征和规律,如暖涡的半径、产生位置、寿命、移动路径等,暖涡生成机制也引发了深入的研究和探讨,但关于该地区暖涡导致的物质输运,仅有少量的观测且结果较为离散。文章通过AVISO(Archiving Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic Data)卫星高度计的地转流场、海表高度异常数据以及区域海洋环流模式(ROMS)结果,得到一个暖涡从2003年秋季至2004年春季的生消过程,并在涡旋内10m、50m、100m层各放入10000个示踪粒子,追踪它们的运动轨迹,从而讨论暖涡的跨海盆粒子输运特征。该暖涡的寿命为121d,平均半径50.4km,移动路程1437.5km,平均移动速度13.5cm·s^(-1)。研究表明,该暖涡具有较好的物质保守性,可以将大部分的粒子裹挟在涡旋内部并携带着沿1000~2000m等深线向西南方向运动,在该暖涡的消亡阶段,由于地形的阻隔以及与流的相互作用,涡的不稳定性和形变增加,大量的粒子被甩出涡旋,最后仅有18.6%~35.6%粒子随暖涡运动至海南岛南部。尽管这个比例并不大,但涡致输运的积累作用不容小觑。示踪粒子的数目与位涡具有较好的相关性,相关系数为0.63,暖涡内的物质被位涡线裹挟着前行。示踪粒子在暖涡内呈螺旋状下沉,大部分粒子在释放后的5d内基本在起始的深度上下浮沉,仅有3.9%的粒子沉降至15m以下。在10m、50m和100m层释放的粒子平均深度最大值分别为48.7m、88.7m和130.6m。

关键词：暖涡数值模拟示踪粒子物质输运位涡南海北部

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阿古拉斯流域亚中尺度过程的能量分析

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海洋学报 2024年第1期46卷 27-38页

作者：赵若楠李刚何宜军南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 崂山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

本文基于(1/48)°MITgcm数值模拟结果,通过频率−波数谱分析等方法分离地转平衡和非地转运动,分析了阿古拉斯流域亚中尺度的分布特征,讨论了其季节性变化的主要影响因素。结果表明,阿古拉斯流域亚中尺度过程具有冬强夏弱的显著季节... 详细信息

本文基于(1/48)°MITgcm数值模拟结果,通过频率−波数谱分析等方法分离地转平衡和非地转运动,分析了阿古拉斯流域亚中尺度的分布特征,讨论了其季节性变化的主要影响因素。结果表明,阿古拉斯流域亚中尺度过程具有冬强夏弱的显著季节变化特征,混合层斜压不稳定是影响该流域亚中尺度季节性差异的主要原因。此外,在涡动能较强的区域,地转平衡运动始终主导亚中尺度过程,季节性变化较小;在涡动能较弱的区域,地转平衡与非地转分量具有明显的季节性差异,局地混合层浅化可能是导致夏季非地转分量贡献增加的主要机制。本文研究结果有助于进一步探究阿古拉斯流域亚中尺度的季节性变化及其主导因素,地转平衡与非地转运动的有效分离加强了我们对海洋多尺度之间能量传递的理解。

关键词：阿古拉斯流域亚中尺度过程地转平衡运动非地转运动过渡尺度

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黑潮延伸体海域亚中尺度垂向热量输运的季节变化特征

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海洋学报 2024年第4期46卷 23-33页

作者：郭贵正李刚何宜军赵若楠南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 崂山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

亚中尺度过程伴随着强烈的垂向速度,显著影响着海洋表面与海洋内部之间热量、浮力和质量等示踪物的垂向输运。基于(1/48)°的LLC4320模式结果,本文对黑潮延伸体海域亚中尺度垂向热量输运的季节变化进行了研究。研究结果表明,黑潮延... 详细信息

亚中尺度过程伴随着强烈的垂向速度,显著影响着海洋表面与海洋内部之间热量、浮力和质量等示踪物的垂向输运。基于(1/48)°的LLC4320模式结果,本文对黑潮延伸体海域亚中尺度垂向热量输运的季节变化进行了研究。研究结果表明,黑潮延伸体海域亚中尺度垂向热量输运具有明显的春冬强、夏秋弱的季节变化特征。上层海洋净亚中尺度垂向热通量变化与混合层深度变化趋势较为一致,在混合层上方整体呈现出向上的亚中尺度热量输运,混合层下方也存在很强的亚中尺度垂向热量输运,但呈现正负交替的变化特征,净亚中尺度垂向热量输运较小。垂向热通量波数频率协同谱分析表明,混合层下方的亚中尺度垂向热量输运可能是由线性内波引起的,但线性内波引起的向上与向下的垂向热量输运相互抵消,在季节平均后净垂向热量输运较小。

关键词：黑潮延伸体亚中尺度过程垂向热量输运

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基于气温的浮冰侧向融化速率参数化方案实验研究

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海洋学报 2020年第5期42卷 150-158页

作者：艾润冰谢涛刘彬贤赵立方贺南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院江苏南京210044 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 天津海洋中心气象台天津300074

为定量探究影响冰层侧向融化的主导因素,并简化冰层侧向融化速率参数化方案,在实验室模拟了无风、静水、无辐射、纯热力学条件下纯水冰的融化过程,测量了冰层的侧向融化量,并记录了融化期间实验室气温、冰面皮温、水温及冰温等要素。观... 详细信息

为定量探究影响冰层侧向融化的主导因素,并简化冰层侧向融化速率参数化方案,在实验室模拟了无风、静水、无辐射、纯热力学条件下纯水冰的融化过程,测量了冰层的侧向融化量,并记录了融化期间实验室气温、冰面皮温、水温及冰温等要素。观测结果表明,无辐射纯热力学条件下冰层侧向融化整体较均匀,侧向上层和下层融化速率相对中间层较快;相关性分析结果表明,气温与水温、冰温、冰面皮温之间都有很好的线性相关;信息流结果表明,气温是影响冰层侧向融化的最主要因素;最后通过拟合建立了用气温表征冰层侧向融化速率的参数化方案,并与前人的方案进行了比较,结果显示本文参数化方案模拟效果较好,所得标准偏差最小,为0.08 mm/h,达到了简化参数的目的。

关键词：无辐射纯热力学侧向融化信息流参数化方案

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基于SAR极化比和纹理特征的海面溢油识别方法

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海洋学报 2019年第9期41卷 181-190页

作者：陈韩谢涛方贺孟雷赵立艾润冰南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 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 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院江苏南京210044 北京市511信箱北京100094

针对海洋表面SAR影像的特点,采用基于灰度共生矩阵的纹理特征方法是提取海面溢油信息的常用方法,但实际海洋表面复杂的信息使得SAR图像上产生类似溢油现象的暗斑区域,这导致在利用纹理特征方法提取溢油信息时存在虚警率,降低了溢油信息... 详细信息

针对海洋表面SAR影像的特点,采用基于灰度共生矩阵的纹理特征方法是提取海面溢油信息的常用方法,但实际海洋表面复杂的信息使得SAR图像上产生类似溢油现象的暗斑区域,这导致在利用纹理特征方法提取溢油信息时存在虚警率,降低了溢油信息的提取精度。基于RADARSAT-2SAR四极化影像,本文提出基于SAR极化比影像的纹理特征识别方法对海面油膜进行识别提取。结果显示,基于SAR极化比影像的纹理特征识别方法可以有效且准确地提取海面溢油信息,相比于VV极化影像的纹理特征识别方法,溢油监测过程中的虚警率降低了17.96%,溢油监测总体精度达到96.83%。

关键词：合成孔径雷达溢油识别极化比纹理特征

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群岛峡道浓盐水排放扩散的三维数值模拟

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海洋学研究 2016年第4期34卷 39-45页

作者：李春辉李瑞杰肖千璐傅小燕张海春南京信息工程大学海洋数值模拟与观测实验室江苏南京210044 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室江苏南京210098 浙江省海洋开发研究院浙江舟山316100

采用三维潮流温盐数学模型对六横岛附近海域的水动力环境及盐度场分布进行数值模拟,并以实测资料进行验证,所建立模型可以较好地反映该海域潮流动力特征及盐度场的分布情况。利用验证后的三维数学模型,对海水淡化工程浓盐水排放后盐度... 详细信息

采用三维潮流温盐数学模型对六横岛附近海域的水动力环境及盐度场分布进行数值模拟,并以实测资料进行验证,所建立模型可以较好地反映该海域潮流动力特征及盐度场的分布情况。利用验证后的三维数学模型,对海水淡化工程浓盐水排放后盐度场分布进行计算,将排放后的盐度分布与工程前进行对比分析,并推算盐升面积及垂向盐度增量。结果表明,海水淡化工程排放的浓盐水对六横岛海域盐度分布的影响主要集中在排水口附近的底层,影响区域呈带状分布,最大盐度增量为1.2左右,且排水口附近海域出现盐度垂向分层。

关键词：浓盐水海水淡化数值模拟六横岛

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海洋涡旋自动探测几何方法、涡旋数据库及其应用

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海洋科学进展 2017年第4期35卷 439-453页

作者：董昌明蒋星亮徐广珺季巾淋林夏艳孙文金王森南京信息工程大学海洋数值模拟与观测实验室江苏南京210044 国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361101 浙江大学海洋学院浙江舟山316021

近10a来,海洋涡旋的自动探测和分析研究成为物理海洋学研究的前沿热点之一。本研究介绍了作者及其合作者最近几年发展的一系列基于海表面高度异常(Sea Surface Height Anomaly,SSHA)、海表温度(Sea Surface Temperature,SST)的欧拉型以... 详细信息

近10a来,海洋涡旋的自动探测和分析研究成为物理海洋学研究的前沿热点之一。本研究介绍了作者及其合作者最近几年发展的一系列基于海表面高度异常(Sea Surface Height Anomaly,SSHA)、海表温度(Sea Surface Temperature,SST)的欧拉型以及基于全球漂流浮标数据的拉格朗日型的涡旋自动探测几何方法、从欧拉型涡旋探测方法中发展出来的三维涡旋的自动探测方法和利用上述方法探测得到的结果建立的涡旋数据库。此外,本研究还介绍了涡旋数据库的应用,主要包括:分析黑潮延续体以及南加州湾的涡旋统计特征;以黑潮延伸区冷、暖两个中尺度涡旋为例,采用动态合成、带通滤波等方法,研究中纬度地区中尺度海洋涡旋对大气的强迫特征;在黑潮延续体采用合成分析方法得到了合成气旋和反气旋的三维结构并对涡旋调制下混合层深度进行探究;对涡旋诱导的输运、涡旋诱导的叶绿素变化进行的研究以及对阿拉伯海大涡进行的研究等。

关键词：涡旋自动探测涡旋数据库涡旋分析

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