检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2025年第1期43卷 118-132页

作者：罗强王冠琳滕飞徐腾飞王岩峰自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 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 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 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

南海复杂的地形与水动力环境给观测带来了挑战,结合多种观测手段优势互补组成海洋观测网是南海观测未来的发展方向。本文选取锚系阵列与水下滑翔机这2种主要的定点观测和移动观测手段,以南海中部为例,设计锚系阵列与水下滑翔机的布放站... 详细信息

南海复杂的地形与水动力环境给观测带来了挑战,结合多种观测手段优势互补组成海洋观测网是南海观测未来的发展方向。本文选取锚系阵列与水下滑翔机这2种主要的定点观测和移动观测手段,以南海中部为例,设计锚系阵列与水下滑翔机的布放站位,并基于区域海洋数值模式构建数据同化系统,设计观测系统模拟实验,进而通过对比不同方案下锚系阵列和水下滑翔机站位温盐数据的同化结果,探讨两者相结合的观测策略。在0~1000 m水深,模拟实验结果表明:受限于站位数量及分布位置,仅利用锚系阵列观测数据对温盐的同化精度改善有限;水下滑翔机观测数据的加入使得改进较为明显,对温度同化的改进主要体现在100~500 m,对盐度同化的改进则主要体现在100~250 m,这也分别对应初始温盐同化结果的均方根误差峰值深度区间;水下滑翔机初始布放站位与运动方式也会对实验结果产生影响,对于南海中部区域,水下滑翔机水平向右运动采样对温度的同化效果更好,在初始布放站位附近循环采样对盐度和海面高度异常同化效果更好。观测系统模拟实验结果可为南海未来的海洋观测网设计提供参考。

关键词：锚系阵列水下滑翔机南海观测系统模拟实验

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基于MobileViT的海洋浮游生物自动分类

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海洋科学进展 2025年第1期43卷 214-230页

作者：赵金凯宁春林王为民袁国正纪永刚方越李超自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580 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 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科技中心山东青岛266237

随着海洋生态环境研究的不断深入,对浮游生物群落结构时空变化观测的需求日益增长。然而,目前基于人工智能的浮游生物分类算法,如多层卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN),在捕捉浮游生物多样性形态方面存在局限,效率和准... 详细信息

随着海洋生态环境研究的不断深入,对浮游生物群落结构时空变化观测的需求日益增长。然而,目前基于人工智能的浮游生物分类算法,如多层卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN),在捕捉浮游生物多样性形态方面存在局限,效率和准确率均较低。为解决这一难题,本文提出一种浮游生物分类算法,该算法以轻量化视觉转换模型(Mobile Vision Transformer,MobileViT)为基础架构,使用深度可分离卷积替代标准卷积以减少参数的数量,有效减少模型复杂度;同时,利用局部感知注意力机制降低了注意力计算的复杂度,从而提高了模型的计算效率。本文使用2018年在南太平洋海域采集的剖面浮游生物个体图像,构建了一个包含9个浮游生物类别的数据集。基础分类模型应用于人工分类验证集时,加权平均准确率达到了92.04%。为进一步提升分类性能,本文在模型尾部应用分步概率滤波器消除错误分类,加权平均精确率提高到了96.93%。此外,本文使用同海域另一剖面的浮游生物个体图像作为测试集,对改进后的模型进行了测试,结果显示,该模型在测试集上的top1准确率达到了93.77%,为海洋浮游生物的分类工作提供了一种更加高效、准确的方法。

关键词：浮游生物分类 MobileViT 卷积神经网络概率滤波器

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2019年夏季楚科奇海混合层特征分析

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海洋科学进展 2025年第1期43卷 93-105页

作者：孙永才林丽娜魏泽勋刘娜自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 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 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

为探究2019年夏季楚科奇海混合层的形成机制,采用多源高分辨率CTD数据,利用固定阈值法确定混合层深度(Mixed Layer Depth,MLD),并通过相关性分析和多元线性回归研究影响MLD的主要因素。研究表明,在该区域,采用0.1kg/m^(3)的阈值标准能... 详细信息

为探究2019年夏季楚科奇海混合层的形成机制,采用多源高分辨率CTD数据,利用固定阈值法确定混合层深度(Mixed Layer Depth,MLD),并通过相关性分析和多元线性回归研究影响MLD的主要因素。研究表明,在该区域,采用0.1kg/m^(3)的阈值标准能更准确地估算MLD。从层化指数来看,盐度在楚科奇海的密度形成中占主导地位,对MLD的影响较大。本研究还发现,在3个海区风、动量通量和浮力通量对MLD影响的比较中,楚科奇海北部海区混合层深度分别受风和动量通量的影响最显著,而南部海区混合层深度受浮力通量的影响最显著。此外,在3个海区中北部海区动量通量和浮力通量的协同作用对MLD的贡献率最大。在不同区域,层化和风对MLD的影响程度不同,在楚科奇海北部,风对MLD的影响远大于层化,贡献率分别为38%和9%。除楚科奇海北部外的2个区域,风和层化对MLD的贡献几乎相等。

关键词：楚科奇海混合层特征浮力通量动量通量层化

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南海陆坡区第一模态内孤立波能量与能通量特征研究

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海洋科学进展 2025年第1期43卷 47-61页

作者：高健男陈亮熊学军荣林泰山东科技大学海洋科学与工程学院山东青岛266590 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 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 浙江大学海洋学院浙江舟山316021

对于南海北部内孤立波能量及通量特征的研究,受限于观测数据的缺乏,前人的工作主要针对南海东北部的深水区内孤立波,而对陆坡浅水区内孤立波能量特征研究较少,本文基于南海北部东沙群岛西侧陆坡区潜标观测资料,从结构特征和统计特征两... 详细信息

对于南海北部内孤立波能量及通量特征的研究,受限于观测数据的缺乏,前人的工作主要针对南海东北部的深水区内孤立波,而对陆坡浅水区内孤立波能量特征研究较少,本文基于南海北部东沙群岛西侧陆坡区潜标观测资料,从结构特征和统计特征两方面对该海域第一模态内孤立波能量与能通量进行分析研究。结果表明:①研究区第一模态内孤立波能量主要分布于海洋上层,垂向空间分布上动能集中于0~100 m深度,在海表面达到最大,而势能更集中于水体50~150 m深度,在海表面为0;动势能比随振幅增大而增大,当振幅小于60 m时,动能与势能数值相似,统计拟合比值约为0.98,当振幅大于60 m时,大部分内孤立波动能大于势能,统计拟合比值约为1.60;观测期间内9月总能量最大,12月平均能量最大。②研究区第一模态内孤立波能通量主要分布于海洋上层且为负值,其中非线性平流项要远小于速度压强项,其统计拟合比值约为0.34;观测期间内8月总能通量最大,12月平均能通量最大。③与海盆区及东沙群岛东侧陆坡区的2套历史潜标观测结果对比可得,内孤立波从海盆区到陆坡区的传播过程中存在极大能量损耗,该海区内孤立波统计拟合动势能比大于东沙群岛东侧陆坡区,这可能由于东侧陆坡区地形更为陡峭使得波形易于陡化,导致动能向势能转化。观测区内孤立波非线性程度总体要小于东侧陆坡区,但比海盆区更强,且该海区存在较强的局地能量耗散。

关键词：内孤立波陆坡区能量特征分析能通量特征分析

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涌浪影响海洋飞沫生成的实验研究

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海洋科学进展 2024年

作者：马洪余刘展池陈胜戴德君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

海洋飞沫在海气之间的动量、热量以及物质交换过程中发挥着重要作用。海洋飞沫的参数化估计依赖于海洋飞沫生成函数，然而现有海洋飞沫生成函数对相同风速下海洋飞沫生成量的估计值相差高达6个数量级。在已有的研究中，海洋飞沫生成函... 详细信息

海洋飞沫在海气之间的动量、热量以及物质交换过程中发挥着重要作用。海洋飞沫的参数化估计依赖于海洋飞沫生成函数，然而现有海洋飞沫生成函数对相同风速下海洋飞沫生成量的估计值相差高达6个数量级。在已有的研究中，海洋飞沫生成函数多数只考虑了风速的作用，波浪的作用往往被忽略，这是导致海洋飞沫估计量相差很大的原因之一。本文利用风-浪-流多功能实验水槽和海上观测平台，开展了有、无涌浪情况下海洋飞沫生成量的对比实验，研究涌浪对海洋飞沫生成量的影响。水槽实验结果表明，单纯吹风实验海洋飞沫生成量为5.49×10～4 m-2?s-1，当考虑涌浪时，海洋飞沫生成量最大降到1.39×10～4 m-2?s-1，海洋飞沫生成量减少近3/4。即与风浪同向的涌浪抑制了波浪破碎的产生，从而减少了海洋飞沫生成量，并且在本实验中波高基本相同，随着波长的增加，即波陡的减少，海洋飞沫生成量也随之减少。外海观测数据同样显示涌浪可以使得海洋飞沫生成量减少，两类实验证实涌浪可以抑制海洋飞沫的生成。本研究结果有助于海洋飞沫参数化方案的改进。

关键词：海洋飞沫涌浪波长波陡

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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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气候变化情景下东南印度洋亚南极模态水的演变趋势研究

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海洋学报 2021年第11期43卷 1-21页

作者：邱子珊徐腾飞魏泽勋聂珣炜自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 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 山东省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

基于参与第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的8个地球系统耦合模式所输出的历史模拟结果,本文通过与观测对比,评估了CMIP6模式对东南印度洋亚南极模态水的模拟能力,并预估了在中等强迫情景和高强迫情景下,该模态水潜沉率、体积及性质的变... 详细信息

基于参与第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的8个地球系统耦合模式所输出的历史模拟结果,本文通过与观测对比,评估了CMIP6模式对东南印度洋亚南极模态水的模拟能力,并预估了在中等强迫情景和高强迫情景下,该模态水潜沉率、体积及性质的变化趋势。结果表明:与Argo观测相比,CMIP6模式中南印度洋混合层偏深且上层海洋的位势密度偏小,因此其模拟的东南印度洋亚南极模态水潜沉率偏大而位势密度偏小。不同CMIP6模式之间模拟的东南印度洋亚南极模态水潜沉区存在差异,混合层侧向输入是导致这一差异的主要原因。此外,在历史模拟和两种情景试验中,东南印度洋亚南极模态水均呈现出潜沉率和体积减小、温度升高、盐度和密度降低的趋势。其中,在高强迫情景下,变化趋势最大,中等强迫情景次之,历史模拟中的变化趋势最小。这表明,辐射强迫越强,东南印度洋海表温度升高和淡水输入增加的趋势越大,导致混合层变浅及其南北梯度减小的趋势越快,东南印度洋亚南极模态水潜沉率、体积和性质变化的趋势也随之增大。

关键词： CMIP6 东南印度洋亚南极模态水潜沉率气候变化情景试验

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海洋浮游生态系统连续介质动力学模型湍封闭研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2000年第2期15卷 229-239页

作者：万振文袁业立海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室山东青岛266003

从地球流体力学和热力学的基本方程出发 ,概述湍流二阶闭合的基本过程及闭合模型的实用简化 ,从而推广应用到生态动力学模型方程的二阶湍封闭过程中。本文给出了海洋浮游生态系统连续介质动力学模型方程的湍流二阶闭合过程的推导 ,在此... 详细信息

从地球流体力学和热力学的基本方程出发 ,概述湍流二阶闭合的基本过程及闭合模型的实用简化 ,从而推广应用到生态动力学模型方程的二阶湍封闭过程中。本文给出了海洋浮游生态系统连续介质动力学模型方程的湍流二阶闭合过程的推导 ,在此基础上进行了简化 ,最终以 8组两两联立代数方程的形式表达了生态动力学二阶相关项的关系。本文还就湍流二阶闭合模型方程简化过程的若干问题进行了讨论。

关键词：浮游生物湍流封闭海洋生态系统湍流动力学

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安达曼海南部内孤立波生成与传播的三维数值模拟

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 452-465页

作者：张培超王刚戴德君乔方利黄传江自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 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 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道... 详细信息

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道、苏门答腊岛北部陆坡以及苏门答腊岛东北部陆坡是安达曼海南部内孤立波的4个主要生成源地,与遥感影像结果一致。本文还利用敏感性数值实验探究了二维模拟、潮流强度、地形结构等对该海域内孤立波生成与传播的影响。数值实验中,安达曼海内孤立波传播速度在2.3~2.6 m/s,振幅最大可达70 m,背景潮流越强,所生成的内孤立波列中内孤立波的数量越多、振幅越大,但相邻内孤立波之间的时间间隔变短。局地地形敏感性研究还发现双海脊能增强内孤立波的振幅和流速,并且对生成的内孤立波数量有较大影响。

关键词：安达曼海内孤立波非静力近似

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福岛以东放射性核素进入中国海关键途径的三维数值模拟研究

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原子能科学技术 2024年第10期58卷 2008-2021页

作者：李宇轩赵昌杨德周许灵静中国科学院海洋研究所山东青岛266071 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

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向... 详细信息

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向东移动,但仍有部分放射性核素由于西南向回流、涡旋活动及模态水潜沉过程,向西南方向抵达中国海外缘。在中国近海与外海的物质交换通道中,放射性核素主要通过中国台湾以东最早进入中国东海,后经过吕宋海峡入侵南海,进而通过陆架环流输送到黄海与渤海中。研究结果系统地给出了放射性核素由北太平洋进入中国海的三维途径及动力机制,并表明高浓度的放射性核素在5 a时间内并未影响中国海域。

关键词：放射性核素海洋数值模式动力机制大洋-近海物质交换时间估计

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