检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2022年第4期40卷 564-580页

作者：郑全安陈亮熊学军胡筱敏杨光兵马里兰大学大气海洋科学系美国马里兰州学院市20742 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

内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是... 详细信息

内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是全球海洋中超强内波多发海区之一。长期现场观测表明,吕宋海峡以西海域内孤立波振幅高达150~200 m,且终年发生。因此,南海是目前海洋内孤立波观测与研究热点海域。本文以2015年至2021年间发表的论文为依据,评述南海内波研究新进展,认为7 a来研究成果取得质的提升。第一,实现了由卫星为主要手段2D观测到以卫星与潜标同步3D观测为主要手段的提升。由此催生出振幅240 m超强内孤立波、中尺度涡对内波的调制作用、重现周期23 h内孤立波、浅海内孤立波裂变现象、深海盆内波及动能级串等创新成果。第二,研究区开始呈现向中部深海盆扩展趋势。迄今为止,南海内波观测与研究集中在吕宋海峡以西和北部陆架,现已出现向中部深海盆扩展趋势。第三,海洋探测高新技术应用于南海内波观测与研究,取得了突破性成果。由卫星高度计沿轨海面高度场二维平面波分解技术得出的南海M2内潮辐射图,解决了多年争论不休的南海北部内波生成机制和生成源地问题。人工智能技术成功应用于建立南海邻近的边缘海内波传播预报模式。模式预报的一个潮周期之后内波波峰线位置与后续卫星图像上显示的位置之间的平均相关系数达95%,平均距离均方根差为3 km。快速深潜剖面浮标技术应用于南海北部深海盆,得出0~3 500 m全水深内波波段(周期为0.1~1.8 d)波动引起的水温起伏幅度垂直分布。高分辨水下声成像技术,包括人工地震技术和回声探测仪,成功应用于南海北部陆架内波观测与研究。其中回声探测仪图像空间分辨率达10 cm,清楚显示出内孤立波波包精细结构,可精确测得水平尺度仅为2 m的孤立波特征半宽度。可以预期,大量科学研究成果的积累,特别是采用人工智能技术建立内波传播预报模式的成功实例,必将为开发南海内波精准预报模式奠定基础。

关键词：内波孤立波裂变内潮辐射图水下声成像南海

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CMIP6气候模式对21世纪初全球增暖减缓现象模拟能力评估与归因分析

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中国科学：地球科学 2021年第6期51卷 947-961页

作者：魏萌舒启宋振亚宋亚娟杨晓丹郭永青李新放乔方利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青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室青岛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青岛266237 浙江海洋大学海洋科学与技术学院舟山316000

自工业革命以来,大气中温室气体浓度持续升高,但1998~2013年期间却出现了全球增暖减缓现象,挑战了现有的对全球温度变化机理的认识.第五次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Inter-comparison Project Phase5, CMIP5)中众多当时最先... 详细信息

自工业革命以来,大气中温室气体浓度持续升高,但1998~2013年期间却出现了全球增暖减缓现象,挑战了现有的对全球温度变化机理的认识.第五次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Inter-comparison Project Phase5, CMIP5)中众多当时最先进的气候模式都没能合理地模拟出该现象,引发了公众对气候模拟和预测的质疑.文章基于六种常用的全球表面温度观测资料集,评估了最近发布的28个CMIP6气候模式对21世纪初全球增暖减缓现象的模拟能力.结果显示,相对前一代的CMIP5模式,新一代的CMIP6模式尽管在年代尺度增暖速率模拟能力上有所提高,但大多数CMIP6模式依然未能重现出全球增暖减缓现象.在28个CMIP6模式中,只有4个成功模拟出了增暖减缓,其他模式普遍高估了1998~2013年期间的增暖速率,呈现出明显的增暖加速,而不是观测到的增暖减缓.进一步分析表明,气候模式能否成功模拟出增暖减缓现象的关键在于其能否准确区分并模拟出两种不同来源的温度变化信号,即人类排放温室气体导致的长期增暖信号和气候系统内部短期的自然变率信号,特别是年际、年代际和多年代际这三种尺度的自然变率. 4个复现出增暖减缓现象的模式都较为合理地模拟出了长期增暖趋势和三种关键尺度自然变率.上述评估结果为改进气候模式对短期气候变化的模拟和预测能力提供了一个新的视角.

关键词： CMIP6气候模式全球增暖全球增暖减缓全球增暖停滞气候自然变率人为增暖

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基于EMD-NLMS的船舶发动机声信号降噪处理方法

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电子设计工程 2023年第21期31卷 7-12页

作者：叶昱清丁军航叶宁祁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

针对船舶声信号降噪滤波的问题,提出了一种基于经验模态分解-归一最小均方的算法。该方法进行经验模态分解得出噪声分量,将得到的噪声分量作为输入信号进行自适应滤波,通过自适应滤波算法迭代处理得到降噪后的信号分量,并把信号分量叠... 详细信息

针对船舶声信号降噪滤波的问题,提出了一种基于经验模态分解-归一最小均方的算法。该方法进行经验模态分解得出噪声分量,将得到的噪声分量作为输入信号进行自适应滤波,通过自适应滤波算法迭代处理得到降噪后的信号分量,并把信号分量叠加得到最终降噪后的信号。通过对比最小均方算法、归一化最小均方算法、经验模态分解-最小均方算法和经验模态分解-归一最小均方算法对船舶声信号的降噪效果,得出在船舶声信号滤波降噪方面经验模态分解-归一最小均方算法相比于其他三种算法有更好的滤波效果。

关键词：经验模态分解自适应滤波信号降噪船舶声信号

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“联合国海洋科学促进可持续发展十年”:内容与评述

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海洋学报 2021年第1期43卷 155-164页

作者：管松于莹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

为了找到逆转海洋健康状况衰退的有效途径,联合国决定自2021年启动“联合国海洋科学促进可持续发展十年”(以下简称“海洋十年”)计划。2020年12月31日获得联合国大会审议通过的《“海洋十年”实施计划》以“构建我们所需要的科学、打... 详细信息

为了找到逆转海洋健康状况衰退的有效途径,联合国决定自2021年启动“联合国海洋科学促进可持续发展十年”(以下简称“海洋十年”)计划。2020年12月31日获得联合国大会审议通过的《“海洋十年”实施计划》以“构建我们所需要的科学、打造我们所希望的海洋”为愿景,描绘了“海洋十年”的预期成果、挑战与目标,以及实施、治理、协调、筹资、监督与审查等机制。“海洋十年”被联合国喻为“一生一次”的计划,是联合国发起的海洋大科学综合性顶层计划,它将通过激发和推动海洋科学领域的变革,在全球和国家层面构建更加强大的基于科技创新的治理体系来实现海洋的可持续发展。这将深刻改变人类对海洋的认知与行为模式,深刻影响乃至引导海洋秩序的演化过程,也会对海洋区域合作整体布局产生较大影响。建议我国以“海洋命运共同体”理念为指导,积极参与“海洋十年”,作为深度参与全球海洋治理的核心抓手,尽快组建“海洋十年”国家委员会,制定中国行动方案,与国际社会一道推进海洋的可持续发展。

关键词：海洋十年实施计划海洋创新可持续发展联合国

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南海北部中尺度涡流预报及应用

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海洋工程 2022年第4期40卷 137-146页

作者：王火平郭延良回贞立于龙胡筱敏熊学军中海石油(中国)有限公司深圳分公司深水工程建设中心广东深圳518000 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 海洋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

南海北部海域是南海中尺度涡的高发区,该海区的多尺度动力过程及相互作用经常对海上工程安全造成重大影响。针对“FPSO⁃119”海洋工程施工船在2021年5月8日20时左右遇到“怪流”后瞬时大幅度失位现象,在排除内波等其他海洋现象与外因影... 详细信息

南海北部海域是南海中尺度涡的高发区,该海区的多尺度动力过程及相互作用经常对海上工程安全造成重大影响。针对“FPSO⁃119”海洋工程施工船在2021年5月8日20时左右遇到“怪流”后瞬时大幅度失位现象,在排除内波等其他海洋现象与外因影响的前提下,利用海表面高度异常(SLA)数据、HYCOM模式数据以及现场实测数据,分析认为“怪流”是施工海域内中尺度涡与潮流正向叠加所导致。在此基础上,结合TPXO潮流预报数据,提出了一种将中尺度涡流与潮流矢量叠加的涡流预报方法,并通过FVCOM数值预报,对施工海域的中尺度涡流进行预报。经过与现场实测数据的后报检验,该方法能够反映施工海域内涡流在未来2 d内的主要运动特征,可作为海上工程应对“怪流”的重要参考,在工程应用中结合内波流、风海流等其他信息综合考虑分析,可更好地为海洋工程和船舶航行等提供安全保障。

关键词：南海北部中尺度涡潮流正向叠加内波

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南海北部陆坡海域第二模态内孤立波统计特征

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海洋科学进展 2022年第2期40卷 187-196页

作者：许培鹏熊学军陈亮宫庆龙郭延良于龙吴凡山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛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 中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100

根据南海北部陆坡海域潜标观测数据,对该海域第二模态内孤立波统计特征进行分析。观测期间共发现72个第二模态内孤立波,包含101个第二模态内孤立波孤立子。该海域第二模态内孤立波以凸型为主,且最大振幅多为下凹振幅,占79.2%。KdV方程... 详细信息

根据南海北部陆坡海域潜标观测数据,对该海域第二模态内孤立波统计特征进行分析。观测期间共发现72个第二模态内孤立波,包含101个第二模态内孤立波孤立子。该海域第二模态内孤立波以凸型为主,且最大振幅多为下凹振幅,占79.2%。KdV方程波速计算结果表明,波速可用三角函数描述,整体表现为夏季大、冬季小,且第二模态内孤立波流速呈明显的三层结构。最大流速深度及人工判别得到的上下层转向深度的统计结果表明:上层内波流流速转向平均深度约为97.7 m,中层内波流最大流速深度约为134.6 m,下层内波流转向平均深度约为204.2 m,内波流最大流速多发生在中层,流向主要为西北向,流速主要分布于0.2~0.8 m·s^(-1)区间范围内,占82.2%;上层流向主要为东南向,流速主要分布于0~0.6 m·s^(-1)区间范围内,占98.0%;中层流向主要为西北向,流速主要分布于0.2~0.8 m·s^(-1)区间范围内,占93.1%;下层流向主要为东南向,流速主要分布于0~0.4 m·s^(-1)区间范围内,占94.1%。本文系统性地给出了南海北部陆坡海域第二模态内孤立波统计特征,可为相关研究、水下航行及工程应用提供重要的资料和参考。

关键词：第二模态内孤立波陆坡海域特征分析转向深度

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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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CFOSAT散射计风场资料同化在台风预报中的应用

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海洋科学进展 2021年第4期39卷 492-507页

作者：孙佳琪杜建廷华锋陈耀登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 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044

采用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其三维变分同化模块WRF-3DVar,开展了中法海洋卫星(China-France Oceanography SATellite,CFOSAT)散射计风场资料同化及数值预报试验研究,对比分析了同化常规观测资料及进一步同化CFOSAT散射计风场资料后对台风“白鹿”预报效果的影响。结果表明:与不进行资料同化相比,同化常规观测资料使台风路径预报平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)降低20 km以上,中心最低海平面气压平均绝对误差降低3%以上,但中心最大风速没有明显改善;同化CFOSAT卫星散射计风场资料后,台风路径和强度的预报效果得到进一步改善,与不进行资料同化相比,台风路径预报的平均绝对误差降低30 km以上,中心最低海平面气压平均绝对误差降低约7%,中心最大风速的预报平均绝对误差降低幅度超过20%。

关键词：资料同化中法海洋卫星散射计风场台风预报

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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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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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