检索结果-内蒙古大学图书馆

2004—2022年期间渤黄东海海浪波高的时空变化研究

中国海洋大学学报(自然科学版) 2025年第4期55卷 16-29页

作者：章思怡高志一赵栋梁中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 自然资源部国家海洋环境预报中心北京100081

基于浮标观测数据,验证了不同拖曳系数参数化方案下第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ(WW3)对波浪的模拟能力。在此基础上,应用WW3计算了2004—2022年期间渤黄东海的波高特征,发现波高总体变化强度由季节变化主导,秋冬季节有效波高大于春夏季... 详细信息

基于浮标观测数据,验证了不同拖曳系数参数化方案下第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ(WW3)对波浪的模拟能力。在此基础上,应用WW3计算了2004—2022年期间渤黄东海的波高特征,发现波高总体变化强度由季节变化主导,秋冬季节有效波高大于春夏季节。季节尺度上,在逐网格尺度上给出了有效波高出现最大值和最小值的主要月份。在年际尺度上,黄海有效波高的年平均时间序列的变异系数在4.5%以上,其年际变化相对强度明显强于渤海和东海;有效波高与风速高度相关,且两者在黄海和东海与厄尔尼诺呈现负相关关系,负相关最强的区域位于台湾海峡,最高相关系数分别达-0.77和-0.72,而在渤海北部海域则呈现较弱的正相关关系。另外,对波高长期变化趋势的空间分布进行了分析,发现夏季风强度的明显下降导致台湾岛东侧海域有效波高出现较强的负趋势,强度达0.006 m/a以上。

关键词：有效波高 WAVEWATCHⅢ模式渤黄东海拖曳系数多尺度时空变化

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针对台风风暴潮业务的多源多维数据快速提取技术

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海洋预报 2024年第6期41卷 53-61页

作者：刘思晗蔡文博李飞王凤菊叶文琦国家海洋环境预报中心北京100081 国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081 国际商业机器(中国)有限公司北京100027

分析当前海洋大数据处理及提取存在的信息化问题,以台风风暴潮预报系统为例阐述了多源异构海洋环境数据的持久化保存以及快速提取关键技术。针对台风风暴潮预报业务数据读取服务场景进行深入分析,并针对该业务的海洋环境数据存储和提取... 详细信息

分析当前海洋大数据处理及提取存在的信息化问题,以台风风暴潮预报系统为例阐述了多源异构海洋环境数据的持久化保存以及快速提取关键技术。针对台风风暴潮预报业务数据读取服务场景进行深入分析,并针对该业务的海洋环境数据存储和提取提出了基于OldSQL+NoSQL+分布式文件系统的解决方案。该方案经过实际场景验证,可以有效解决台风风暴潮数值预报业务化系统中海量多源异构数据的存储和提取问题,显著提升数据提取性能,可扩展性较强。

关键词：台风风暴潮数据管理海洋环境数据关系型数据库

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集合平均方法的建立及海洋动力系统耦合作用的性质分析

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海洋科学进展 2021年第2期39卷 178-186页

作者：杨永增孙盟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 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

不同海洋动力过程之间的相互作用决定了海洋系统内部的结构,外观表征上则反映了海洋动力要素的空间及剖面精细化分布与演变特征,海洋动力系统相互作用理论愈来愈成为支撑海洋耦合数值模式与数值预报发展的重要基础。不同于Reynolds尺度... 详细信息

不同海洋动力过程之间的相互作用决定了海洋系统内部的结构,外观表征上则反映了海洋动力要素的空间及剖面精细化分布与演变特征,海洋动力系统相互作用理论愈来愈成为支撑海洋耦合数值模式与数值预报发展的重要基础。不同于Reynolds尺度平均概念,基于局域平稳均匀统计意义下的集合平均可易于实现集合层级和系统划分。在此基础上提出了一种实用的集合平均方法,分析了不同海洋动力过程之间的相互作用机理,包括大尺度动力过程对中、小尺度过程的输运、剪切生成作用,以及后者对前者的混合作用。重点揭示了湍流、波动对涡旋/环流的输运通量剩余量主要分量所起的作用,探讨了波动强剪切生成湍流的能量贡献效应等性质,为海浪-海流耦合实用模块的研发及数据资料处理提供设计方法。

关键词：海洋动力系统集合平均集合层级相互作用

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深海采矿沉积物羽流环境影响研究现状与展望

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应用海洋学学报 2024年第3期43卷 473-484页

作者：王翠丁一罗阳旷芳芳张继伟自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

随着经济和科技的发展,陆地资源日趋匮乏,深海采矿业成为世界各国关注的焦点。然而,海底勘探开采作业会带来一系列环境影响,特别是开采过程产生的沉积物羽流会对深海生态环境产生影响和破坏,开展深海采矿沉积物羽流研究对深海生态环境... 详细信息

随着经济和科技的发展,陆地资源日趋匮乏,深海采矿业成为世界各国关注的焦点。然而,海底勘探开采作业会带来一系列环境影响,特别是开采过程产生的沉积物羽流会对深海生态环境产生影响和破坏,开展深海采矿沉积物羽流研究对深海生态环境的保护具有重要意义。本文对国内外深海采矿及沉积物羽流的研究现状进行了综述:(1)沉积物羽流主要产生于深海采矿作业对海底表层沉积物的搅动过程和矿物预处理的尾矿排回海洋的过程,沉积物羽流会携带大量悬浮颗粒物质,对海洋水环境、海底沉积环境和海洋生物生态环境等产生一定的影响;(2)原位观测、室内实验和数值模拟是目前国内外沉积物羽流研究的主要方法,由于其各自的优缺点,综合采用3种方法开展深海采矿区沉积物羽流环境影响评估,探索羽流输运扩张机制和影响控制因素,成为研究的热点方向;(3)当前沉积物羽流在输运机理研究、原位观测时间尺度、环境影响标准阈值等方面仍存在短板,未来需要加强多学科合作,运用多种手段,深入开展沉积物羽流输运机理、模型精细化预测、深海数字孪生系统和物种扰动影响等方面的研究,以期丰富深海勘探开发活动环境影响评价方法,促进深海矿产资源开发与环境保护可持续发展。

关键词：海洋环境科学深海采矿沉积物羽流数值模拟环境影响原位观测

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CC区深海采矿羽流扩散的数值模拟研究

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应用海洋学学报 2024年第3期43卷 462-472页

作者：旷芳芳张俊鹏靖春生郭小钢王翠自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

深海采矿可能带来深海矿区生物栖息地退化或生物多样性丧失等潜在风险,评估和预测深海采矿可能导致的环境影响成为国际社会普遍关注的问题。其中,预测采矿羽流的扩散程度是深海采矿环境影响评价的重要内容。本研究研发了适用于东太平洋... 详细信息

深海采矿可能带来深海矿区生物栖息地退化或生物多样性丧失等潜在风险,评估和预测深海采矿可能导致的环境影响成为国际社会普遍关注的问题。其中,预测采矿羽流的扩散程度是深海采矿环境影响评价的重要内容。本研究研发了适用于东太平洋克拉里昂-克利珀顿区(CC区)中国大洋协会多金属结核合同区深海模拟需求的高分辨率水动力数值模型,对商业采矿规模情景下的采矿羽流的源强进行了测算,以及开展了羽流扩散的数值模拟研究。结果表明:采矿尾水在大洋协会合同区底层排放,排放深度距底6 m、排放量63 kg/s、连续采矿1个月、采矿面积5.35 km^(2)、平均流速大小约5 cm/s的情景下,再沉积厚度最大值约4.3 mm,再沉积厚度大于1 mm和大于0.1 mm的范围分别为9.4 km^(2)和63 km^(2);在采矿作业结束后有约60%的颗粒物仍悬浮在水体中,然而因为被海水稀释,悬浮物浓度值非常低,均小于0.01 mg/L;沉降速率的敏感性实验表明,沉降速率从0.08 mm/s增加至0.30 mm/s时,再沉积厚度增加,最大值约12.9 mm,再沉积厚度大于1 mm和大于0.1 mm的范围分别为16.5 km^(2)和98 km^(2),水体中的悬浮物也相应减少,采矿作业结束后80%的颗粒物沉降到了海床上。

关键词：海洋环境科学深海采矿羽流数值模型克拉里昂-克利珀顿区

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罗源湾潮致余流特征及其对物质分布的影响

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热带海洋学报 2024年第1期43卷 28-39页

作者：丁一王翠姜尚陈秋明自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

基于MIKE 3开展了罗源湾的三维数值模拟,以流场和断面垂向流速阐释了罗源湾的潮流分布特征,计算了罗源湾的潮致余流场,采用拉格朗日粒子追踪法模拟了具有粒子特性的物质在湾内的运移并分析了粒子的运动规律,结合潮流和潮致余流特征讨论... 详细信息

基于MIKE 3开展了罗源湾的三维数值模拟,以流场和断面垂向流速阐释了罗源湾的潮流分布特征,计算了罗源湾的潮致余流场,采用拉格朗日粒子追踪法模拟了具有粒子特性的物质在湾内的运移并分析了粒子的运动规律,结合潮流和潮致余流特征讨论了罗源湾不同区域的物理自净能力。研究结果表明,罗源湾西北部、东北岸内凹处和内湾口处形成了余环流结构,湾内不同区域的物质分布与潮致余流结构有明显相关性,粒子在罗源湾西北部海域运移缓慢,而湾口及可门水道附近具有较好的自净能力。本研究为进一步探讨罗源湾污染物质分布机制提供了科学依据,为罗源湾的污染控制和环境保护提供了技术支撑,研究方法也为其他海湾的相关研究提供借鉴参考。

关键词：罗源湾 MIKE 3 潮流特征潮致余流拉格朗日粒子追踪

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PIV亚像素匹配精度及粒子大小和浓度的影响

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海洋科学进展 2021年第1期39卷 9-19页

作者：李超蒋暑民马洪余戴德君黄传江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

利用计算机仿真粒子图像精确控制仿真粒子亚像素位移,讨论不同窗口下二次多项式曲面拟合法与基于梯度亚像素位移算法的匹配精度。针对粒子均匀移动的理想情况,发现二次多项式曲面拟合法的匹配精度随匹配窗口的增大而提高,而基于梯度亚... 详细信息

利用计算机仿真粒子图像精确控制仿真粒子亚像素位移,讨论不同窗口下二次多项式曲面拟合法与基于梯度亚像素位移算法的匹配精度。针对粒子均匀移动的理想情况,发现二次多项式曲面拟合法的匹配精度随匹配窗口的增大而提高,而基于梯度亚像素位移算法的匹配精度几乎不随匹配窗口的增大而改变,两种算法匹配精度均在0.1个像素内。分析存在理想涡旋的粒子图像发现:二次多项式曲面拟合法的匹配精度约为0.2个像素,基于梯度亚像素位移算法的匹配精度约为0.05个像素。以二次多项式曲面拟合法为例,探讨了粒子大小和浓度对测量结果的影响,发现匹配窗口越大,最合适的粒子浓度范围就越大,这与不同匹配窗口包含的粒子图像灰度值信息量不同有关。在粒子大小方面,不同匹配窗口下,粒子直径为3个像素时误差均较小,表明PIV实际使用时,选择大小为3个像素的粒子为宜。将2种亚像素匹配算法应用到水槽实验获取的PIV影像分析中,均能得到较好的效果。

关键词：亚像素匹配精度二次多项式曲面拟合法基于梯度的亚像素位移算法仿真粒子直径与浓度

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印度洋声道的分布特征

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海洋科学进展 2021年第4期39卷 618-625页

作者：钱潮吕连港姜莹刘宗伟杨春梅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

基于2000—2018年的地转海洋学实时观测阵数据,利用声速计算公式得到印度洋海区的声速剖面,并通过声速剖面提取表面声道和深海声道要素,统计分析该海区的表面声道和深海声道分布。结果显示:印度洋的表面声道有着明显的区域性分布和季节... 详细信息

基于2000—2018年的地转海洋学实时观测阵数据,利用声速计算公式得到印度洋海区的声速剖面,并通过声速剖面提取表面声道和深海声道要素,统计分析该海区的表面声道和深海声道分布。结果显示:印度洋的表面声道有着明显的区域性分布和季节性变化,其中印度洋10°S以北海区表面声道深度主要表现为半年周期变化,而印度洋10°S以南海区主要表现为年周期变化;40°S附近海区表面声道深度在9月达到印度洋海区的最大深度;在0~2000 m水深范围内,深海声道普遍存在于10°N以南海区,季节性变化小,印度洋45°S以北海区东部深海声道较西部浅。

关键词：印度洋声速剖面表面声道深海声道

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基于LandSat影像的近30年湛江东北海岸线变迁分析

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海洋科学进展 2022年第2期40卷 261-273页

作者：程阳艳付东洋祁雅莉李志强刘贝余果何露雪广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 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 广东海洋大学海洋遥感与信息技术工程技术研究中心广东湛江524088

利用湛江东北海岸近30 a 6期LandSat TM/OLI遥感影像,基于人机交互方式获取海岸线空间信息,综合运用端点变率(End Point Rate,EPR)、线性回归变率(Linear Regression Rate,LRR)、岸线类型结构等多种方法或指标对湛江东北海岸线时空变迁... 详细信息

利用湛江东北海岸近30 a 6期LandSat TM/OLI遥感影像,基于人机交互方式获取海岸线空间信息,综合运用端点变率(End Point Rate,EPR)、线性回归变率(Linear Regression Rate,LRR)、岸线类型结构等多种方法或指标对湛江东北海岸线时空变迁及主要驱动因素进行了深入分析。结果表明:近30 a湛江东北大陆海岸线长度共增长约27.56 km,岛屿海岸线长度共增长约15.44 km,海岸线类型较多,自然海岸线锐减,利用类型构成趋于复杂,且更多地受到了人类活动干扰;海岸线变迁方向整体以向海扩张为主,其中大陆海岸线的平均LRR和EPR为4.18 m/a和4.12 m/a,最高LRR达94.26 m/a;岛屿海岸线的平均LRR和EPR为2.24 m/a和3.79 m/a,最高LRR达66.44 m/a。海岸线摆动剧烈区域主要集中于受围填海工程等人类工程活动影响较为显著的岸段。人类活动已成为湛江东北海岸线变迁的主导因素。

关键词： LandSat影像湛江东北海岸线变迁端点变率线性回归变率

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WavewatchⅢ模拟和统计方法在最大波高预报方面的评测分析

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海洋预报 2024年第1期41卷 1-9页

作者：王娟娟侯放吴淑萍王久珂国家海洋环境预报中心北京100081 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室江苏南京210098 国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081

为了研究WavewatchⅢ(WWⅢ)海浪模型对最大波高的模拟能力及其与传统统计关系方法的差异,通过对两次台风浪过程的后报模拟和半年的业务化预报,分析了WWⅢ数值模拟的准确度及其与统计关系方法的精度差异。研究结果表明:WWⅢ数值模拟的最... 详细信息

为了研究WavewatchⅢ(WWⅢ)海浪模型对最大波高的模拟能力及其与传统统计关系方法的差异,通过对两次台风浪过程的后报模拟和半年的业务化预报,分析了WWⅢ数值模拟的准确度及其与统计关系方法的精度差异。研究结果表明:WWⅢ数值模拟的最大波高(Hmax)的精度略低于有效波高(Hs),但也达到了24 h预报相对误差(H_(max)≥1 m)低于18%、相关系数高于0.94的水平,模拟精度可靠,可以用于业务化预报;与两种统计关系方法(H_(max)和H_(s)分别为1.42和1.52)计算的最大波高相比,数值模拟的精度总体与其相当,但在H_(max)和H_(s)比值大于1.65这种易出现危险的海况下,数值模拟具有更高的准确性,更适合应用于海浪预警报服务。

关键词：最大波高 WavewatchⅢ模型数值模拟统计关系预报精度

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