检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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白龙浮标数据全球通信系统共享的解决方案

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河海大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 91-95页

作者：宁春林薛蕾姜龙李超高峰于卫东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 国家气象信息中心北京100081 世界气象组织瑞士日内瓦1202 中山大学大气科学学院广东珠海519082

为实现白龙浮标数据按照标准格式全要素参与国际交换,设计了从浮标数据测量、卫星传输、岸站接收、实时数据质量控制、云服务器存储到FTP数据上传中国气象局的数据传输链路;采用WMO推荐的标准BUFR格式对原始数据进行格式转换和重新编报... 详细信息

为实现白龙浮标数据按照标准格式全要素参与国际交换,设计了从浮标数据测量、卫星传输、岸站接收、实时数据质量控制、云服务器存储到FTP数据上传中国气象局的数据传输链路;采用WMO推荐的标准BUFR格式对原始数据进行格式转换和重新编报,并按照全球通信系统(GTS)的规则进行封装和编发,实现了白龙浮标气象和海洋观测数据实时向GTS的分发共享,全球用户可以通过GTS收集数据并进行分拣后,按照报头识别并解码得到白龙浮标实时数据。白龙浮标成为我国第一个实时数据共享到GTS的锚系浮标,表明我国锚系浮标数据提供能力达到世界先进水平。

关键词：白龙浮标全球通信系统(GTS):BUFR格式报头识别世界气象组织中国气象局

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日本海海域1988—2017年气旋的特征分析

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海洋科学进展 2021年第3期39卷 364-378页

作者：吕欣远刘娜杨永增孔彬何琰林丽娜王颖杰自然资源部第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室山东青岛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 青岛海洋科学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

在ERA-Interim的平均海平面气压数据的基础上,运用气旋追踪算法和气旋密度估计算法,研究了1988—2017年期间日本海海域气旋的气候特征。首先阐述了近30 a日本海气旋频数的变化特征,并通过M-K突变检验分析了其突变特征。然后从时间和空... 详细信息

在ERA-Interim的平均海平面气压数据的基础上,运用气旋追踪算法和气旋密度估计算法,研究了1988—2017年期间日本海海域气旋的气候特征。首先阐述了近30 a日本海气旋频数的变化特征,并通过M-K突变检验分析了其突变特征。然后从时间和空间两个角度探讨了近30 a日本海气旋强度、源地密度、轨迹密度和消亡密度的特征和变化趋势。分析表明:①日本海气旋频数的长期变化趋势呈现显著的下降趋势;②日本海附近气旋频数和气旋强度均在夏季最弱;③日本海海域气旋强度异常的长期变化趋势整体呈现为不显著的上升趋势,仅在2004年发生了一次明显的由弱到强的突变;④年平均异常强度在13 hPa以上的气旋出现在日本海的范围呈现为北缩—南扩—北缩的变化特征;⑤日本海气旋年平均源地密度空间分布、轨迹密度空间分布和消亡密度空间分布在近30 a期间均主要表现为4种基本分布特征。

关键词：日本海气旋气旋追踪算法时空分布

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日本海的锋面分布特征及其季节变化

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海洋科学进展 2021年第3期39卷 379-392页

作者：杨廷龙刘娜方越孔彬王颖杰自然资源部第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室山东青岛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 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1980—2015年的SODA(Simple Ocean Data Assimilation)数据,采用绝对梯度方法提取了海洋锋信息,分析了日本海锋区的空间分布特征、锋轴线位置和锋出现频率,研究了日本海温度锋、盐度锋的分布特征和季节变化规律。结果表明:日本海温... 详细信息

基于1980—2015年的SODA(Simple Ocean Data Assimilation)数据,采用绝对梯度方法提取了海洋锋信息,分析了日本海锋区的空间分布特征、锋轴线位置和锋出现频率,研究了日本海温度锋、盐度锋的分布特征和季节变化规律。结果表明:日本海温度锋总体上呈SW—NE走向,季节变化特征显著;锋轴线没有随季节变化发生明显摆动,但随着深度的增加向日本沿岸移动。盐度锋季节性变化规律显著,但轴线位置相对稳定;在整体空间分布上和季节变化上均与温度锋截然不同;整个盐度锋可分为对马海峡锋和日本海北部锋两部分,其中对马海峡锋位于对马海峡附近,具有和当地温度锋相同的特征,日本海北部锋位于日本海最北部,沿着俄罗斯海岸分布。

关键词：日本海温度锋盐度锋季节变化 SODA数据

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南黄海-长江口海域溶解氧分布和低氧、酸化特征及其控制因素

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中国环境科学 2021年第3期41卷 1311-1324页

作者：吴林妮韦钦胜冉祥滨孙俊川王保栋自然资源部第一海洋研究所海洋生态环境科学与工程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海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 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试验室山东青岛266237

基于2019年8月与11月所获取的2个航次的水文、化学和生物资料,重点研究了夏、秋季南黄海和长江口海域溶解氧(DO)分布的时空格局及其与水文动力状况和生物地球化学过程之间的关系,探讨了该海区低氧特征及其对酸化环境的指示.结果表明,研... 详细信息

基于2019年8月与11月所获取的2个航次的水文、化学和生物资料,重点研究了夏、秋季南黄海和长江口海域溶解氧(DO)分布的时空格局及其与水文动力状况和生物地球化学过程之间的关系,探讨了该海区低氧特征及其对酸化环境的指示.结果表明,研究海域内DO含量及分布与流场/水团格局具有良好的对应关系,其中夏季长江口外台湾暖流影响区具有低氧的特征,秋季则在黄海冷水团海域下底层存在一个DO低值区.在上升流影响下,夏季长江口海域的底层低氧水体可抬升至上层水体,低氧水体由长江口海域向东北方向扩展;夏季长江口外下层低氧水体的涌升、黄海冷水团区DO最大值层的抬升均与跃层的抬升趋势基本一致,不仅反应了上升流对DO垂向分布的影响,同时也指示了冷水团边界区和长江口外海域涌升流的存在.此外,夏季长江口外东北部离岸低盐水团区的生物地球化学过程也对局地底层低氧区的形成有重要贡献.在夏季的长江口海域和秋季的黄海冷水团海域存在水体酸化区,其中长江口的酸化区范围与低氧区总体相吻合,秋季黄海冷水团底层酸化区也与DO低值区和冷水团范围基本一致.本研究结果可为南黄海和长江口海域低氧和酸化等生态环境问题的改善提供理论指导.

关键词：溶解氧(DO) 低氧区酸化上升流黄海冷水团长江口

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南海北部声散射季节变化

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海岸工程 2022年第2期41卷 144-152页

作者：高爽杨光兵熊学军中海石油(中国)有限公司深圳分公司深水工程建设中心广东深圳518067 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

声散射是重要的声学现象,海洋水体产生的高频声散射信号既可用于开展多种目的的声学海洋学研究,也可能对水下声学设备产生干扰,而海洋水体背景声散射具有显著的时空变异特征,因此针对特定海区开展声散射时变观测具有重要意义。本文利用... 详细信息

声散射是重要的声学现象,海洋水体产生的高频声散射信号既可用于开展多种目的的声学海洋学研究,也可能对水下声学设备产生干扰,而海洋水体背景声散射具有显著的时空变异特征,因此针对特定海区开展声散射时变观测具有重要意义。本文利用在南海北部布放的锚系系统所搭载的声学多普勒流速剖面仪,获取了覆盖4个季节的累计约80 d的声散射数据,数据包括75 kHz和300 kHz两个频段,观测水深几乎覆盖了从海面到约600 m水深的整个水体。结果表明,水体在垂向上分布着上散射层和深散射层2个主要散射层。上散射层分布深度在冬夏较浅,位于约100 m以浅,在春秋较深,位于约200 m以浅;深散射层分布深度同样为冬季最浅,位于约300 m以深,但夏季则最深,位于约400 m以深。因此,两散射层的距离在夏季最远,在春秋最近。2个散射层的声散射强度(Sv)同样具有明显的季节变化,上散射层散射强度夏秋较强而春冬较弱,深散射层则正好相反。

关键词：声散射南海北部 ADCP 浮游动物

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海洋内孤立波预警监测识别技术及其在流花16-2油田群开发中的应用

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海洋工程 2021年第2期39卷 162-170页

作者：王火平陈亮郭延良曹柳忠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518067 自然资源部第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室山东青岛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

我国南海内孤立波发生频繁,由于其振幅大、流速强、能量集中等特点,已成为深海油气开发海上安装工程必须考虑的重大风险之一。依托现场守护船,提出一种内波流结构单体式监测、识别技术,采用KdV方程实现内波流预警,并成功应用于流花16-2... 详细信息

我国南海内孤立波发生频繁,由于其振幅大、流速强、能量集中等特点,已成为深海油气开发海上安装工程必须考虑的重大风险之一。依托现场守护船,提出一种内波流结构单体式监测、识别技术,采用KdV方程实现内波流预警,并成功应用于流花16-2油田群开发项目海管管线终端(PLET)安装、浮式生产储卸油装置(FPSO)锚系及水下管缆回接、空气潜水等高风险作业的内波流预警安全保障中,同时基于此次内波流预警监测结果对该海域的内波生成源和生成机制进行了探讨。应用期间采用该技术共监测、识别并发布内波预警450次。应用结果表明,约93%的内波预警时刻误差在10 min以内,平均误差为±3.90 min。统计分析结果表明,该海域的内孤立波主要来源于巴士海峡而非局地的潮地相互作用,大致可以分为两类:一类是直接产生于巴士海峡,西传至该海域;另一类是局地产生,主要是由巴士海峡产生的内波西传至陆坡浅化分裂生成或是由巴士海峡产生的内潮西传至陆坡由于非线性变陡机制产生。该内波流监测技术在流花16-2油田群开发项目的成功应用,可为南海其他类似项目提供直接的借鉴。

关键词：南海内孤立波内波流预警 KdV方程油气开发工程应用

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基于自组织映射的日本南部黑潮与黑潮延伸体的典型时空模态及其因果关系研究

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海洋学报 2022年第9期44卷 38-54页

作者：吴友婷杨洋梁湘三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 南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361102 复旦大学大气与海洋科学系上海200438 复旦大学IRDR极端天气气候与健康风险互联和治理国际卓越中心上海200438

过去的研究认为,黑潮延伸体的年代际振荡受来自其下游的太平洋年代际振荡(PDO)相关联的信号主导,但最近的观测表明这种调控机制在2017年9月之后不再成立。与此同时,黑潮延伸体的上游即日本南部黑潮正在发生一次大弯曲事件。利用26年(199... 详细信息

过去的研究认为,黑潮延伸体的年代际振荡受来自其下游的太平洋年代际振荡(PDO)相关联的信号主导,但最近的观测表明这种调控机制在2017年9月之后不再成立。与此同时,黑潮延伸体的上游即日本南部黑潮正在发生一次大弯曲事件。利用26年(1993–2018年)的卫星高度计提供的海表高度距平数据和自组织映射(SOM)方法,本文研究了日本南部黑潮与黑潮延伸体的时空模态及其因果关系。结果表明,SOM能有效地提取两个海区的典型空间模态,且它们的演变轨迹表明当日本南部黑潮处于大弯曲(离岸型非大弯曲)路径时,黑潮延伸体趋于稳定(不稳定)态。基于SOM识别得到的海表面高度距平(SLA)特征区及特征时间模态,我们进一步利用一种最近发展的定量因果分析方法研究了两个流系之间的因果关系。研究发现,当黑潮大弯曲发生时,日本南部黑潮和黑潮延伸体之间存在双向因果,但因果关键区不同。前者对后者的影响集中在纪伊半岛东南侧及黑潮延伸体“两脊一槽”区域,而后者对前者的影响则集中在黑潮延伸体“两脊一槽”区域及黑潮再循环流区域。这说明黑潮大弯曲的发展对黑潮延伸体的稳定性有重要作用,同时黑潮延伸体通过调制南部再循环流影响日本南部黑潮的路径。不同的是,当离岸型非大弯曲路径发生时,只有从日本南部黑潮向黑潮延伸体的单向因果关系,且因果性主要集中在伊豆海脊及再循环流区域。这与该时期海表高度负异常沿日本南岸不断向位于下游的黑潮延伸体再循环流的传播有关,它使得黑潮延伸体变得不稳定。

关键词：黑潮大弯曲黑潮延伸体自组织映射因果分析信息流

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海洋环流模式NEMO的代码现代化

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海洋科学进展 2021年第1期39卷 62-72页

作者：周生昌刘卫国宋振亚杨晓丹山东大学软件学院山东济南250101 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 海洋环境科学和数值模拟自然资源部重点实验室山东青岛266061

海洋数值模式是精准海洋环境预报的核心手段。随着计算分辨率的不断提高,海洋数值模式对计算性能的要求也越来越高。为了提高模式计算性能,充分发挥现代计算机的特点,选取海洋环流模式NEMO开展了代码现代化优化方案在海洋环流模式中的... 详细信息

海洋数值模式是精准海洋环境预报的核心手段。随着计算分辨率的不断提高,海洋数值模式对计算性能的要求也越来越高。为了提高模式计算性能,充分发挥现代计算机的特点,选取海洋环流模式NEMO开展了代码现代化优化方案在海洋环流模式中的应用研究。首先使用Intel性能分析工具对模式的计算性能进行了分析;随后,针对热点函数,开展了编译选项优化、标量串行代码优化、SIMD优化、内存带宽优化以及多进程扩展。结果显示:经过以上优化步骤,在不增加任何硬件成本的前提下,模式整体性能可提升31%,且在多进程下表现出了较好的负载均衡性。这表明,本研究采用的优化策略是一种切实可行的方法。在此基础上,进一步对代码现代化过程中出现的显著影响计算效率的问题,如大量指针的使用阻止矢量化、循环嵌套过多、内存带宽占用过高等,开展了分析和讨论,为未来模式的设计和改进提供了参考和建议。

关键词：代码现代化海洋环流模式 NEMO Intel性能分析工具 SIMD

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