检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2025年第02期 459-471页

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

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。通过近海试验，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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南海陆坡区内孤立波传播速度分析

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海洋科学进展 2025年第02期 354-366页

作者：吕建帅姜文正赵健蒋暑民马洪余戴德君中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院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

研究南海陆坡区内孤立波传播演变过程对于深入认知内孤立波机理、保障海上油气工程安全具有重要意义。本文利用南海东北部陆坡区观测资料，分析了内孤立波传播速度变化特征，对比了基于经典KdV(Korteweg-de Vries)方程的理论传播速度和... 详细信息

研究南海陆坡区内孤立波传播演变过程对于深入认知内孤立波机理、保障海上油气工程安全具有重要意义。本文利用南海东北部陆坡区观测资料，分析了内孤立波传播速度变化特征，对比了基于经典KdV(Korteweg-de Vries)方程的理论传播速度和实测传播速度的差异。结果表明，该区域内孤立波以第一模态下凹型内孤立波为主，不同测站共匹配到370个第一模态内孤立波信号，内孤立波的传播方向为274°～322°，实测传播速度介于0.78～1.52 m/s，传播速度表现出夏秋季大、冬春季小的季节变化特征。基于KdV方程的理论传播速度介于0.61～1.43 m/s，与内孤立波实测传播速度的吻合程度为58.1%～99.9%，且不同季节的吻合程度存在差异，春、夏、秋、冬季的吻合程度中位数分别为91.2%、91.5%、86.3%和85.9%。本文评估了经典KdV方程理论在该海域解释内孤立波传播速度的适用性，所得结果可为陆坡海域内孤立波的精准预测提供参考。

关键词：内孤立波传播速度南海陆坡区域 KdV方程

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锚系阵列结合水下滑翔机观测策略研究——以南海中部为例

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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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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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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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基于潜标观测数据的内孤立波人工智能检测模型

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海洋科学进展 2025年第02期 339-353页

作者：李宜钧王火平卢德杰刘浩陈亮熊学军自然资源部第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室中海石油(中国)有限公司深圳分公司深水工程建设中心自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室浙江大学海洋学院

海洋内孤立波通常携带着巨大的能量，给海上作业带来巨大的安全隐患，因此，对海洋内孤立波进行实时的检测有重要的意义。近年来，人工智能技术在各行业的应用越来越广泛，基于深度学习的目标检测技术也越来越成熟。本文结合现场观测数... 详细信息

海洋内孤立波通常携带着巨大的能量，给海上作业带来巨大的安全隐患，因此，对海洋内孤立波进行实时的检测有重要的意义。近年来，人工智能技术在各行业的应用越来越广泛，基于深度学习的目标检测技术也越来越成熟。本文结合现场观测数据和基于深度学习的目标检测算法YOLOv5，开发了一种基于潜标观测数据的内孤立波人工智能检测模型。首先将数据归一化处理，再分别将不同观测要素数据传入网络迭代训练，训练完成后保存最优权重文件并用于评估模型。评估结果表明，在采用单要素检测方案中，温度检测模型稍好于纬向流速检测模型，而经向流速检测模型相对较差，其综合评价因子最值εmax分别为80.94、78.74和72.02；在温度、纬向流速和经向流速三种要素不同组合的检测方案中，相比单要素和双要素方案，三要素方案的检测效果最好，εmax达到82.48。该检测方案的准确率较高，检测速度较快，满足实时检测需求。

关键词：内孤立波目标检测 YOLOv5 潜标观测数据

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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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海洋潮流能资源的数值估算——以胶州湾口为例

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太阳能学报 2010年第2期31卷 137-143页

作者：吕新刚乔方利赵昌夏长水国家海洋局第一海洋研究所海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室青岛266061

在回顾国际上现有的潮流能资源估算方案基础上,提出利用三维潮流数值模式估算潮流能的思路,并在胶州湾进行了应用。基于普林斯顿海洋模式,建立了胶州湾潮汐潮流三维数值预报模型,对研究海区的潮汐和潮流做出了较为准确的模拟。数值模拟... 详细信息

在回顾国际上现有的潮流能资源估算方案基础上,提出利用三维潮流数值模式估算潮流能的思路,并在胶州湾进行了应用。基于普林斯顿海洋模式,建立了胶州湾潮汐潮流三维数值预报模型,对研究海区的潮汐和潮流做出了较为准确的模拟。数值模拟得到的胶州湾口最大可能潮流速度为2m/s,具有一定的潮流能开发潜力;湾口水道上多年平均潮流能蕴藏量为16MW,大潮期间的瞬时值和大潮周日平均值可分别达135和49MW.潮流资料时间序列的长度对潮流能储量的计算结果有较大影响。由于潮流现象具有强烈的时变性和多种周期,估算潮流能的平均储量应积累一年以上的资料为宜。研究表明,潮流数值模式能够提供高时空分辨率的三维潮流数据,有效弥补潮流实测资料稀缺的不足,因而可作为潮流能资源评价的有力工具。

关键词：潮流能资源估算数值模拟胶州湾普林斯顿海洋模式

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一种适于海浪测量的立体摄影物理模型

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物理学报 2017年第5期66卷 307-316页

作者：王英霞姜文正乔方利陈思宇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海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点实验室青岛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266237

由于在海面上布设控制点较为困难,本文发展了一种无需海面控制点的立体摄影物理模型.该模型依次通过相机固有参数标定、相对定向和基于平均海面的绝对定向三个环节实现,文中给出了各个环节的控制方程和具体算法.利用室内实验时拍摄的一... 详细信息

由于在海面上布设控制点较为困难,本文发展了一种无需海面控制点的立体摄影物理模型.该模型依次通过相机固有参数标定、相对定向和基于平均海面的绝对定向三个环节实现,文中给出了各个环节的控制方程和具体算法.利用室内实验时拍摄的一个影像对,将共面方程和距离方程联立构成闭合方程组,实现相机固有参数的标定;利用外海测量时拍摄的一个影像对,采用共面方程实现相对定向参数的标定;利用外海测量时拍摄的一个影像对序列,在左相机坐标系中通过影像匹配确定平均海面,建立特定的物方坐标系,并实现绝对定向.室内实验检验了固有参数控制方程的收敛性并表明定标精度较高;外海实验成功地构建了海面高度场,这表明本文提出的相对定向和绝对定向方法是可行的.该模型只需将两个相机按一定方位架设在平台上即可进行海浪测量,免去了繁琐的海面控制点布设过程,降低了工作难度和成本,有利于立体摄影海浪测量技术的推广和应用.

关键词：立体摄影海狼固有参数控制点

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黄海冷水域生源要素的变化特征及相互关系

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海洋学报 2000年第6期22卷 47-54页

作者：王保栋国家海洋局海洋环境科学与数值模拟重点实验室

根据“中韩黄海水循环及物质通量合作研究”项目的现场调查资料，对黄海冷水域生源要素的分布变化特征及其相互关系进行了探讨．结果表明，黄海冷水团存在期间，上层水体中的营养盐由于浮游植物的摄取而几乎被耗尽，但在密度跃层以下因... 详细信息

根据“中韩黄海水循环及物质通量合作研究”项目的现场调查资料，对黄海冷水域生源要素的分布变化特征及其相互关系进行了探讨．结果表明，黄海冷水团存在期间，上层水体中的营养盐由于浮游植物的摄取而几乎被耗尽，但在密度跃层以下因有机物分解使营养盐再生而逐步累积．溶解氧、ｐＨ和叶绿素ａ的层化现象亦十分明显，并在中层（２０～３０ｍ）形成最大值层．生源要素断面分布中等值线的起伏趋势或马鞍形形态表明，黄海冷水团中的垂直环流存在将底层冷水向上扩散的趋势。此外，对影响生源要素的含量、分布及其季节变化的因素，以及生源要素之间的相互关系进行了分析探讨。

关键词：生源要素变化特征冷水团相互关系黄海冷水域

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