检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2024年第3期42卷 452-465页

作者：张培超王刚戴德君乔方利黄传江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

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道... 详细信息

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道、苏门答腊岛北部陆坡以及苏门答腊岛东北部陆坡是安达曼海南部内孤立波的4个主要生成源地,与遥感影像结果一致。本文还利用敏感性数值实验探究了二维模拟、潮流强度、地形结构等对该海域内孤立波生成与传播的影响。数值实验中,安达曼海内孤立波传播速度在2.3~2.6 m/s,振幅最大可达70 m,背景潮流越强,所生成的内孤立波列中内孤立波的数量越多、振幅越大,但相邻内孤立波之间的时间间隔变短。局地地形敏感性研究还发现双海脊能增强内孤立波的振幅和流速,并且对生成的内孤立波数量有较大影响。

关键词：安达曼海内孤立波非静力近似

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福岛以东放射性核素进入中国海关键途径的三维数值模拟研究

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原子能科学技术 2024年第10期58卷 2008-2021页

作者：李宇轩赵昌杨德周许灵静中国科学院海洋研究所山东青岛266071 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

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向... 详细信息

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向东移动,但仍有部分放射性核素由于西南向回流、涡旋活动及模态水潜沉过程,向西南方向抵达中国海外缘。在中国近海与外海的物质交换通道中,放射性核素主要通过中国台湾以东最早进入中国东海,后经过吕宋海峡入侵南海,进而通过陆架环流输送到黄海与渤海中。研究结果系统地给出了放射性核素由北太平洋进入中国海的三维途径及动力机制,并表明高浓度的放射性核素在5 a时间内并未影响中国海域。

关键词：放射性核素海洋数值模式动力机制大洋-近海物质交换时间估计

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基于FIO-COM的复杂海洋环境下的声传播效应研究

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 578-589页

作者：杨春梅李润刘宗伟姜莹吕连港李显阳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

海洋声学预报系统将海浪-潮流-环流耦合的海洋模型FIO-COM(Coupled Ocean Model)与水下声场传播模型协同连接。在此基础上,本文利用海表面高度异常数据识别和预测海洋中尺度结构的位置和演变,并生成相应的中尺度海洋环境下的声学参数,... 详细信息

海洋声学预报系统将海浪-潮流-环流耦合的海洋模型FIO-COM(Coupled Ocean Model)与水下声场传播模型协同连接。在此基础上,本文利用海表面高度异常数据识别和预测海洋中尺度结构的位置和演变,并生成相应的中尺度海洋环境下的声学参数,可用于分析各种包含海洋中尺度结构在内的复杂海洋环境下的声传播效应。利用该系统计算并分析了冲绳海槽、黑潮锋面和北太平洋冷涡等实际海洋环境下的声传播效应,研究结果表明:相对于水体声速场的结构变化,冲绳海槽地形对声传播的影响更为显著,海槽外侧的声源在穿越海槽传播时,大部分声能量陷落在海槽底部,很难到达海槽对面;不考虑地形的影响,黑潮锋表面较高的水温能够导致近海面水域声能量减弱,相对于距离无关水体环境,声传播损失增大约5~10 dB;北太平洋冷涡使得声能量提前汇聚,进而改变汇聚区的宽度、强度和位置。

关键词：声学预报海洋模型中尺度结构声传播效应

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基于FIO-COM的海洋声学预报系统的构建与应用

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海洋科学进展 2023年第3期41卷 510-519页

作者：杨春梅刘宗伟姜莹吕连港肖斌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

将海洋模式与声传播模型结合在一起,设计开发了一种适用于高性能计算机的全球海洋声学预报系统FIO-GOAFS,该系统以自然资源部第一海洋研究所全球0.1°分辨率海浪-潮流-环流耦合模式(FIOCOM)为基础,利用海洋模式预报的温、盐、深参... 详细信息

将海洋模式与声传播模型结合在一起,设计开发了一种适用于高性能计算机的全球海洋声学预报系统FIO-GOAFS,该系统以自然资源部第一海洋研究所全球0.1°分辨率海浪-潮流-环流耦合模式(FIOCOM)为基础,利用海洋模式预报的温、盐、深参数计算声速剖面,并对声速剖面进行水声环境特征诊断,之后将海洋模式与水下声场传播模型协同连接,结合地声模型(海底地形和底质参数),实现了全球海域的水声环境特征诊断及水下声场及相关结果的预报。海洋模型提供水下声学预报所需的水体声速、海浪波高等参数,地声模型提供海底地形、底质声速、密度以及衰减等参数,通过调用海洋-声学连接模块提取声传播路径的地形及海洋环境参数剖面,实现海洋模型和声学模型的有效连接。全球海洋声学预报系统在高性能计算机上并行实现,主要包括声场计算中的频点、方位角并行以及声学预报时针对地理空间区域的并行。最后,利用该系统预报并分析了全球海域的水声环境特性及声呐作用距离的季节变化和空间分布特征,为现代声呐的设计、操作和水下应用提供参考。

关键词：声学预报海洋模型声传播特性声道水声环境特性

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不同层结条件下海浪生湍流混合特征分析及其对上层海洋的影响

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 437-451页

作者：庄展鹏袁业立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266061

上层海洋混合过程的动力学研究和数值模拟一直是海洋和气象学家关注的重点之一,其中上层海洋垂向混合参数化方案的不准确直接影响海洋模式的模拟效果。风生海浪对海气相互作用以及上层海洋的内部混合都起到极为重要的作用。本文基于包... 详细信息

上层海洋混合过程的动力学研究和数值模拟一直是海洋和气象学家关注的重点之一,其中上层海洋垂向混合参数化方案的不准确直接影响海洋模式的模拟效果。风生海浪对海气相互作用以及上层海洋的内部混合都起到极为重要的作用。本文基于包含垂向层结效应的海浪生湍流混合系数理论模型,开展不同层结条件下海浪生湍流混合系数的分布变化特征分析。构建了一维理想解析实验和准全球算例,结果表明,在100 m以浅的上层海洋中,混合层深度与上述混合系数呈现较为显著的负相关关系,当跃层或混合层深度较大时能够显著增强垂向混合过程,进而使表层暖水下降至更深的位置,加深混合层深度模拟结果。主要原因是由于深跃层条件下表层的层结效应较弱,因而对混合的抑制作用较小。此外,在准全球算例中海浪生湍流混合方案可显著提高海洋环流模式对上层海洋温度结构的模拟能力,模式对跃层处WOA13实测数据的模拟精度最高可提升60%以上。

关键词：海浪生湍流混合垂向层结条件海洋环流数值模拟跃层深度

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通量方差法估算海气界面动量通量的分析

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海洋科学进展 2023年第3期41卷 412-419页

作者：薛宇欢陈胜刘展池马洪余陈思宇自然资源部第一海洋研究所山东青岛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 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验山东青岛266061

利用南海北部博贺海洋气象观测平台涡动相关系统的长期湍流观测资料,分析并讨论了不同大气稳定度条件下的湍流通量方差相似性关系,提出了适用于小于18 m/s风速的归一化标准差与稳定度的参数化关系公式。应用通量方差法估算了海气界面的... 详细信息

利用南海北部博贺海洋气象观测平台涡动相关系统的长期湍流观测资料,分析并讨论了不同大气稳定度条件下的湍流通量方差相似性关系,提出了适用于小于18 m/s风速的归一化标准差与稳定度的参数化关系公式。应用通量方差法估算了海气界面的动量通量与摩擦速度,并与涡动相关系统的观测结果进行对比分析,对参数化公式进行了检验。结果表明:不同大气层结条件下的速度归一化标准差与大气稳定度满足1/3相似性关系,基于相似性函数的通量方差法估算结果与涡动相关系统测量结果较为一致,不稳定大气层结条件下的相关性高于稳定层结条件。应用通量方差法估算近海海气界面动量通量是可行的。

关键词：通量方差法涡动相关法海气界面动量通量摩擦速度

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南极半岛周边海域水团及水交换的研究

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海洋学报 2019年第9期41卷 13-25页

作者：李亚婧李颖魏泽勋自然资源部第一海洋研究所海洋环境科学和数值模拟功能实验室山东青岛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

利用中国第34次南极考察于2018年1–2月在南极半岛周边海域获得的温盐、海流现场观测数据,分析了调查区域主要水团及水交换特征。结果表明,观测区域内主要存在南极表层水、绕极深层水、暖深层水、南极底层水、布兰斯菲尔德海峡底层水。... 详细信息

利用中国第34次南极考察于2018年1–2月在南极半岛周边海域获得的温盐、海流现场观测数据,分析了调查区域主要水团及水交换特征。结果表明,观测区域内主要存在南极表层水、绕极深层水、暖深层水、南极底层水、布兰斯菲尔德海峡底层水。威德尔海的暖深层水、威德尔海深层水通过南奥克尼海台东侧的奥克尼通道、布鲁斯通道和南奥克尼海台西侧的埃斯佩里兹通道进入斯科舍海,其中奥克尼通道的深层海流最强,流速最大可达0.25 m/s,密度较大的威德尔海深层水可以通过此通道进入斯科舍海;布鲁斯通道海流流速约为0.13 m/s,通过此通道的暖深层水位势温度较高;埃斯佩里兹通道海流流速约为0.10 m/s,通过此通道的暖深层水位势温度最低,威德尔海深层水密度最小。在南奥克尼海台东西两侧均观测到南向和北向的海流,但整体上来看,向北的海流和水交换更强。水体进入斯科舍海后,沿着南斯科舍海岭的北侧向西北方向流动,流速约为0.21 m/s。德雷克海峡中的南极绕极流仅有一部分向东进入斯科舍海南部海域,且受到向西流动的暖深层水、威德尔海深层水的影响,斯科舍海南部海域的绕极深层水明显比德雷克海峡中绕极深层水的高温高盐性质弱;受到南极绕极流的影响,南斯科舍海岭北侧的威德尔海深层水比南侧暖。南斯科舍海岭上的水体可能受到北侧绕极深层水、暖深层水,西侧陆架水,东侧冬季水的影响,因此海岭上水体结构较为复杂。

关键词：水团水交换南极半岛威德尔海环流

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南海主要分潮振幅变化趋势再探

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海洋学报 2022年第5期44卷 62-70页

作者：于茜潘海东吕咸青中国海洋大学物理海洋学教育部重点实验室山东青岛266100 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

潮汐变化研究对于沿海地区海洋工程、洪涝灾害预防和海洋资源开发利用等各方面都有着非常重要的意义。之前的潮汐变化研究主要基于多年逐时验潮站观测,而验潮站数据无论是站点的个数还是站点的位置,都存在很大的局限性,这对我们研究海... 详细信息

潮汐变化研究对于沿海地区海洋工程、洪涝灾害预防和海洋资源开发利用等各方面都有着非常重要的意义。之前的潮汐变化研究主要基于多年逐时验潮站观测,而验潮站数据无论是站点的个数还是站点的位置,都存在很大的局限性,这对我们研究海盆尺度的潮汐变化规律形成了一定程度的阻碍。前人基于25年的T/P-Jason卫星高度计数据发现南海中央深海海盆主要分潮振幅存在异常大的趋势,这是由于中尺度海洋运动对潮汐调和分析干扰导致的虚假结果。本文首次使用了XTRACK软件处理过的长达27年的T/P-Jason卫星高度计观测来研究整个南海的主要分潮振幅的长期趋势。经过X-TRACK处理后的卫星观测数据在整个南海的准确性和完整性都有了显著的提升。同时,我们使用了权重最小二乘法来消除长周期采样导致的潮汐混淆的影响。我们发现在南海大部分海域,4大主要分潮的振幅都存在显著的变化趋势。振幅和迟角变化的极值主要分布在吕宋海峡西部、马六甲海峡和台湾海峡等水深和岸线变化剧烈的近海海域,振幅最大的上升趋势可达2.75 mm/a,振幅最大的下降趋势可达-2.16 mm/a。南海主要分潮振幅的长期趋势与河流径流以及人类活动密切相关。

关键词：南海潮汐长期趋势 X-TRACK 卫星高度计 S_TIDE

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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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新型模块化防淤积海床基系统的研发与应用

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海洋科学 2024年第10期48卷 93-103页

作者：王冠琳王岩峰徐腾飞梁冠辉官晟李淑江王永刚魏泽勋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

为了提高苏北浅滩区域强淤积环境下高精度座底式观测的成功率,服务于海上风电样机测试与设计偏差评估,针对性自主设计研发了一种新型模块化防淤积海床基系统。该系统基于可回收的一体式主浮体和仪器舱,采用推出式浅水释放器和弹力助力... 详细信息

为了提高苏北浅滩区域强淤积环境下高精度座底式观测的成功率,服务于海上风电样机测试与设计偏差评估,针对性自主设计研发了一种新型模块化防淤积海床基系统。该系统基于可回收的一体式主浮体和仪器舱,采用推出式浅水释放器和弹力助力释放装置,搭配可抛弃式底座和可组合的悬空式钢制支架,使整个系统在模块化结构易搬运的前提下同时拥有良好的防淤积性能,在现场应用中顺利完成了多次布放和回收操作,获取了高质量的观测数据,通过了面对苛刻环境的可行性与稳定性验证。

关键词：模块化防淤积海床基系统海上风电场观测

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