检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2023年第3期41卷 420-434页

作者：王泽宇江兴杰华锋杨永增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 汕头大学理学院广东汕头515063

当前,基于第三代海浪模式的波-流相互作用研究,通常仅考虑背景流场对海浪群速度大小、方向的改变及其所引起的波浪折射效应,忽略了流场对波浪能谱的影响。本文以波-流相互作用源函数为切入点,利用MASNUM海浪模式进行理想实验,阐释了水... 详细信息

当前,基于第三代海浪模式的波-流相互作用研究,通常仅考虑背景流场对海浪群速度大小、方向的改变及其所引起的波浪折射效应,忽略了流场对波浪能谱的影响。本文以波-流相互作用源函数为切入点,利用MASNUM海浪模式进行理想实验,阐释了水平方向上的波-流相互作用对海浪能谱的改变以及对海浪模拟可能造成的影响。结果表明:水平流速梯度量级、水深、波浪成长状态以及流速梯度方向均可以影响波-流相互作用源函数的作用效果,使得有效波高、谱峰波向的模拟结果发生变化。在更符合实际的水平流速梯度量级下,波-流相互作用源函数对有效波高和谱峰波向模拟值的影响非常小;但考虑到涌浪的长距离传播,其对谱峰波向的影响仍可能明显改变涌浪的传播形态。

关键词：波-流相互作用源函数流速梯度海浪数值模拟 MASNUM海浪模式

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天文大潮对南海北部浮游动物生物量的影响

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海洋科学进展 2023年第1期41卷 123-134页

作者：刘明东杨光兵熊学军陈亮宫庆龙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 中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100

基于2020年8月至11月在南海北部获取的声学多普勒流速剖面仪观测数据,利用后向散射强度数据估算得到相对体积散射强度并用其表征浮游动物生物量的相对大小,对相对体积散射强度的半月变化与具有半月周期的潮流动能进行相关性分析,进而分... 详细信息

基于2020年8月至11月在南海北部获取的声学多普勒流速剖面仪观测数据,利用后向散射强度数据估算得到相对体积散射强度并用其表征浮游动物生物量的相对大小,对相对体积散射强度的半月变化与具有半月周期的潮流动能进行相关性分析,进而分析天文大潮对声学估算的浮游动物生物量的影响。结果表明:半月周期的相对体积散射强度与潮流动能之间呈负相关关系,即天文大潮时,潮流动能较强,水体相对体积散射强度较低,浮游动物生物量则较小,天文小潮时则情况相反。初步推测其原因为:天文大潮时,强潮流一方面导致浮游动物生存环境恶化,使其生物量下降,另一方面也改变了浮游动物垂直迁移特性,浮游动物迁移到近海底处使其难以被观测。

关键词：天文大潮南海北部浮游动物生物量半月变化昼夜垂直迁移

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南海中南暗沙海域海底环境噪声特性

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海洋科学进展 2023年第2期41卷 335-343页

作者：李显阳刘宗伟史阳姜莹杨春梅王晓燕吕连港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 西北工业大学陕西省水下信息技术重点实验室陕西西安710072 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

为了解南海海底环境噪声特点,2021年3月至12月,在南海中南暗沙海域海底进行了海洋环境噪声观测。统计分析了不同频段噪声的噪声级及其峰度和偏度,结果表明:南海中南暗沙海域海底环境噪声存在季节差异,总体表现为冬季噪声级高于其他季节... 详细信息

为了解南海海底环境噪声特点,2021年3月至12月,在南海中南暗沙海域海底进行了海洋环境噪声观测。统计分析了不同频段噪声的噪声级及其峰度和偏度,结果表明:南海中南暗沙海域海底环境噪声存在季节差异,总体表现为冬季噪声级高于其他季节,而昼夜差异微弱;5 kHz以上频段低噪声级的噪声多,环境安静;8 kHz频段的噪声级随时间的变化趋势与风速随时间的变化趋势一致;热带气旋过境时该海域20 kHz以下的噪声级呈现整体增加的趋势,但不同频率噪声级受热带气旋影响的程度不同,8 kHz频段噪声级受风速变化的影响较大,而200 Hz和20 kHz频段随风速变化的幅度较低。

关键词：环境噪声中南暗沙海域海底噪声季节差异噪声昼夜差异

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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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基于黑潮流场背景的水下滑翔机运动控制仿真

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水下无人系统学报 2024年第1期32卷 1-7页

作者：马玉印王岩峰官晟王娜丁军航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 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 山东省工业控制技术重点实验室山东青岛266071 康复大学康复科学与工程学院山东青岛266113

近年来,水下滑翔机已广泛应用于各种海洋观测领域,但在对黑潮等强流进行观测时,其运动轨迹往往会受到严重影响,因此文中针对黑潮流域内水下滑翔机运动轨迹控制问题进行研究。首先,以“海燕II”为研究对象,根据动量和动量矩定理建立了其... 详细信息

近年来,水下滑翔机已广泛应用于各种海洋观测领域,但在对黑潮等强流进行观测时,其运动轨迹往往会受到严重影响,因此文中针对黑潮流域内水下滑翔机运动轨迹控制问题进行研究。首先,以“海燕II”为研究对象,根据动量和动量矩定理建立了其考虑黑潮的动力学模型;然后将HYCOM黑潮区域数据作为干扰,其特点是黑潮流速的大小与方向都会随着位置的变化而改变,并利用Simulink对强流影响下的“海燕II”运动轨迹进行了仿真;最后,将径向基函数(RBF)神经网络与常规比例-积分-微分(PID)控制器相结合,对“海燕II”的偏航与纵倾运动进行控制。仿真结果表明RBF-PID控制器可以在一定程度上提高“海燕II”在黑潮区域运动的跟踪精度,增强抵抗黑潮干扰的能力,可为在强流影响下的水下滑翔机轨迹控制提供参考。

关键词：水下滑翔机黑潮运动控制径向基函数比例-积分-微分控制

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应用Attention-LSTM算法预测赤道太平洋浮标观测站位海表温度的方法

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海洋科学进展 2023年第2期41卷 207-219页

作者：邱钰丁军航徐腾飞官晟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 山东省工业控制技术重点实验室山东青岛266071 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

ENSO(El Nino/Southern Oscillation)是发生在赤道东太平洋海域重要的海气耦合现象,在全球气候变化中起着重要作用。当热带太平洋东部的海表温度(Sea Surface Temperature,SST)出现连续5个月以上的异常升温/降温现象,就会产生厄尔尼诺现... 详细信息

ENSO(El Nino/Southern Oscillation)是发生在赤道东太平洋海域重要的海气耦合现象,在全球气候变化中起着重要作用。当热带太平洋东部的海表温度(Sea Surface Temperature,SST)出现连续5个月以上的异常升温/降温现象,就会产生厄尔尼诺现象/拉尼娜现象。因此,研究和预测这一区域的SST动态具有重要的科学意义。本文采用输入层附加Attention机制的长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络(Attention-LSTM)模型,对多时段、多站位的热带太平洋观测浮标站位获取的厄尔尼诺年和拉尼娜年的SST数据进行一年的预测。研究发现:实验站位SST预测中,LSTM算法的均方误差在0.5℃左右,而Attention-LSTM算法的均方误差均不超过0.31℃,证明了Attention-LSTM算法的预测精度高于传统的LSTM模型;在发生ENSO现象年份的东太平洋海域不同站,Attention-LSTM算法对SST的春季预报障碍(Spring Predictability Barrier,SPB)现象也有一定的精度改善作用。

关键词：海表温度厄尔尼诺拉尼娜长短时记忆(LSTM) Attention机制春季预报障碍(SPB)

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两代耦合海浪的地球系统模式FIO-ESM全球碳循环过程发展

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海洋科学进展 2022年第4期40卷 777-790页

作者：宋振亚鲍颖乔方利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266071

自然资源部第一海洋研究所地球系统模式FIO-ESM是自主研发的、以耦合海浪模式为特色的地球系统模式,包括物理气候模式和全球碳循环模式。该模式从第一代版本FIO-ESM v1.0发展到第二代版本FIO-ESM v2.0,其物理气候模式和全球碳循环模式... 详细信息

自然资源部第一海洋研究所地球系统模式FIO-ESM是自主研发的、以耦合海浪模式为特色的地球系统模式,包括物理气候模式和全球碳循环模式。该模式从第一代版本FIO-ESM v1.0发展到第二代版本FIO-ESM v2.0,其物理气候模式和全球碳循环模式都取得了改进与提升。FIO-ESM v2.0全球碳循环模式的海洋碳循环模式由v1.0的营养盐驱动模型升级为NPZD(Nutrient-Phytoplankton-Zooplankton-Detritus)型的海洋生态动力学碳循环模型,陆地碳循环模型由v1.0的简单的光能利用率模型升级为考虑碳氮相互作用的碳氮(CN)耦合模型;大气碳循环模型仍为CO_(2)的传输过程,考虑了化石燃料排放、土地利用排放等人为CO_(2)排放量。在物理过程参数化方案方面,FIO-ESM v2.0全球碳循环过程在考虑浪致混合作用对生物地球化学参数的作用的基础上,增加了海表面温度的日变化过程对海-气CO_(2)通量的影响。已有数值模拟试验结果表明,FIO-ESM v2.0在考虑了更加复杂的碳循环过程后仍具有较好的全球碳循环模拟能力,为进一步开展海洋与全球碳循环研究提供了更有力的支撑工具,从而更好地服务于国家的双碳目标。

关键词： FIO-ESM 全球碳循环海洋碳循环模式陆地碳循环模式

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FIO-CPS v2.0对2021年冬季ENSO的预测

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海洋科学进展 2022年第2期40卷 165-174页

作者：宋亚娟宋振亚魏萌舒启鲍颖乔方利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266071

2020年冬季(2020年12月至2021年2月),赤道中东太平洋海表温度持续下降,形成了一次拉尼娜事件。2021年春季,海表温度回升,转为中性状态。最新观测发现,2021年秋季以来海表温度再次降低,冬季是否会再次形成拉尼娜事件,其对我国冬季的气候... 详细信息

2020年冬季(2020年12月至2021年2月),赤道中东太平洋海表温度持续下降,形成了一次拉尼娜事件。2021年春季,海表温度回升,转为中性状态。最新观测发现,2021年秋季以来海表温度再次降低,冬季是否会再次形成拉尼娜事件,其对我国冬季的气候有何影响?本文利用自然资源部第一海洋研究所发展的短期气候预测系统FIO-CPS v2.0,以2021年10月1日为起报时间,对冬季气候进行了预测。结果表明,赤道中东太平洋冷异常将在11月达到鼎盛,形成一次弱拉尼娜事件,2022年1月将转为中性状态。在连续2年出现拉尼娜现象的气候背景下,2021年11月,除青藏高原、西南地区、东南沿海及台湾气温偏高外,我国大部分地区气温将偏低。12月之后,我国北方气温偏高而南方气温偏低的概率较大。此外,降水预测结果显示,初冬,南方降水偏多,而华北、东北部分地区降水偏少。2022年1月南方降水将偏少,而华北和东北降水将偏多。不同集合之间降水预测结果存在较大差异,表明降水预测结果仍有较高不确定性。

关键词：短期气候预测拉尼娜海表温度气候模式

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基于AVISO卫星高度计资料的黑潮表层流轴时空变化特征分析

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数字海洋与水下攻防 2024年第1期7卷 54-61页

作者：庄展鹏董婷婷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崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室

黑潮是著名的太平洋西边界流，是东中国海环流系统的主动脉。我国东海和黄、渤海的水文状况，基本上受黑潮及其分支所制约，因此，对黑潮的研究受到国内外学者的广泛关注。针对AVISO高度计地转流资料，采用改进的特征线法和最大梯度法... 详细信息

黑潮是著名的太平洋西边界流，是东中国海环流系统的主动脉。我国东海和黄、渤海的水文状况，基本上受黑潮及其分支所制约，因此，对黑潮的研究受到国内外学者的广泛关注。针对AVISO高度计地转流资料，采用改进的特征线法和最大梯度法，实现对黑潮表层流轴的自动化探测。利用经验模分解方法对黑潮流轴的离岸距离序列进行了分解，并利用自组织映射方法对黑潮流轴进行了分类。结果表明，黑潮流轴在本州岛南部和九州岛南部海域摆动幅度较大，在四国岛南部海域摆动幅度较小。在九州岛南部海域，黑潮流轴在所研究时间段内有超过一半时间呈近岸平直特征，而“大弯曲”状态占比约35%。

关键词：黑潮表层流轴卫星高度计资料自动化特征提取

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泰国海域儒艮发声分类及特征

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海洋科学进展 2022年第2期40卷 320-326页

作者：王晓燕姜莹刘宗伟杨春梅段德鑫吕连港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

声音在儒艮的生命活动中起着重要的作用。为了研究儒艮发声的类型和特征,2019年3月20日至28日,在泰国立邦岛附近海域(99°25′E,7°13′N)对儒艮进行了被动声学监测。本文对泰国海域儒艮发声信号进行了细致分类,并统计了每种类... 详细信息

声音在儒艮的生命活动中起着重要的作用。为了研究儒艮发声的类型和特征,2019年3月20日至28日,在泰国立邦岛附近海域(99°25′E,7°13′N)对儒艮进行了被动声学监测。本文对泰国海域儒艮发声信号进行了细致分类,并统计了每种类型声信号的特征。将在立邦岛海域获取的野生儒艮发声信号划分为4种类型:chirp、trill、bark和whistle。统计每种类型中高信噪比、轮廓清晰且无重叠的信号特征,结果表明:chirp为简单的窄带调频信号,持续时间大约为0.09 s,基频介于0.99~12.84 kHz,谐波数量为1~5;trill为调频信号,持续时间较长,一般大于0.90 s,基频介于0.97~9.89 kHz,有1~5次谐波;bark持续时间约0.20 s,带宽范围为0.20~4.00 kHz,whistle被定义为chirp和trill之间的一种过渡信号,其持续时间为0.05~0.89 s,基频为1.11~7.69 kHz,有1~5次谐波。这4种类型声信号所占比例各不相同,其中chirp信号占最高(比超过86%),trill和whistle信号占比较低(分别约为7%和6%),bark信号占比最小(不到1%)。研究儒艮声信号类型和特征有利于分析儒艮的声行为,对野生儒艮的声学监测具有重要指导意义。

关键词：儒艮发声分类发声特征泰国海域

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