检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学 2024年第12期48卷 13-26页

作者：刘腾李淑江侯华千李颖杨兵孙伟富王冠琳梁冠辉滕飞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266061 中国科学院海洋研究所山东青岛266071

本文基于1982—2021年遥感每日海面温度(Sea Surface Temperature,SST)数据,使用Sobel算法分析研究了琼东温度锋面的季节和年际变化特征,并结合风场、流场、海面高度数据以及Nino3.4、太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO... 详细信息

本文基于1982—2021年遥感每日海面温度(Sea Surface Temperature,SST)数据,使用Sobel算法分析研究了琼东温度锋面的季节和年际变化特征,并结合风场、流场、海面高度数据以及Nino3.4、太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)指数和印度洋偶极子指数(Dipole Mode Index,DMI)探讨了影响该海域锋面形成的因素。结果表明:琼东温度锋面沿着50~100 m等深线大致呈东北-西南走向分布,并存在显著的季节变化特征;冬季锋面最强,春季次之,夏季最弱,秋季锋面消失;3个季节锋面强度最高值分别为0.06℃/km、0.05℃/km和0.04℃/km;从冬季到夏季,锋面中心由东北向西南方向移动。分析研究也表明,其夏季锋面与冬季锋面分别属于不同的模态,存在不同的的特征和诱因。近40 a来,琼东温度锋面强度总体呈增强趋势,并存在年际和年代际变化,锋面指数存在5 a左右的变化周期。琼东温度锋面的季节和年际变化受诸多因素的综合影响,其中局地风和流扮演了重要角色。

关键词：海洋锋遥感琼东海域季节变化年际变化

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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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水下滑翔机中尺度过程空间采样运动仿真

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水下无人系统学报 2022年第4期30卷 474-484,513页

作者：秦悦王冠琳官晟王岩峰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 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 山东省工业控制技术重点实验室山东青岛266071

海洋中尺度过程包括涡旋、锋面和内波等现象,是海洋中一类重要的动力过程,在全球气候变化、海洋能量热量和物质输送过程中起着重要作用。对此类过程的观测与研究,在海洋资源勘测、海洋生物探索以及军事等领域也有着较为重要的现实意义... 详细信息

海洋中尺度过程包括涡旋、锋面和内波等现象,是海洋中一类重要的动力过程,在全球气候变化、海洋能量热量和物质输送过程中起着重要作用。对此类过程的观测与研究,在海洋资源勘测、海洋生物探索以及军事等领域也有着较为重要的现实意义。水下滑翔机已成为近年来观测中尺度过程的重要工具之一。文中以海燕-Ⅱ自主式无人水下滑翔机作为研究对象,首先,根据动量和角动量定理建立了其六自由度动力学模型;然后,利用Simulink仿真对该模型进行了验证,由仿真结果可知,所提出的动力学模型能够较好地实现运动仿真;最后,针对几种中尺度过程不同的探测要求,设计了水下滑翔机的运动方案,并进行了空间采样运动的仿真,仿真结果可为日后实际观测应用提供参考和优化参数。

关键词：水下滑翔机中尺度过程海燕-Ⅱ 空间采样运动仿真

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南海内波研究前沿与热点

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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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基于自主创新的21世纪海上丝绸之路海洋业务化预报产品

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海洋学报 2019年第1期41卷 191-192页

作者：乔方利王关锁肖斌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国家海洋局重点实验室山东青岛266061

2018年12月10日,受国际海洋学委员会西太分委会(IOC/WESTPAC)邀请,21世纪海上丝绸之路海洋业务化预报产品对外发布。该系统每天发布未来5天的海浪、水位、三维温度、盐度和海流预报,并提供预报数据的下载,可直接服务于海洋防灾减灾、海... 详细信息

2018年12月10日,受国际海洋学委员会西太分委会(IOC/WESTPAC)邀请,21世纪海上丝绸之路海洋业务化预报产品对外发布。该系统每天发布未来5天的海浪、水位、三维温度、盐度和海流预报,并提供预报数据的下载,可直接服务于海洋防灾减灾、海上航行安全、海洋生态系统保护、海岛海岸带综合管理、海洋搜救和蓝色经济发展等。

关键词：海上丝绸之路预报产品海洋学业务化自主创新生态系统保护海岸带综合管理海上航行安全

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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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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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一种新型海气多参数测量浮标数据采集系统

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海洋科学进展 2021年第4期39卷 636-647页

作者：王斌孙宝楠梁冠辉官晟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 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 山东省工业控制技术重点实验室山东青岛266071

海洋观测浮标作为监测海洋气象、水文和生态参数的漂浮式自动化监测平台,在海洋研究中扮演着重要角色。针对观测浮标中存在的性能、精度和可靠性较差的问题,根据浮标的采集参数、数据传输方式以及低功耗的设计需求,本文设计了一套海气... 详细信息

海洋观测浮标作为监测海洋气象、水文和生态参数的漂浮式自动化监测平台,在海洋研究中扮演着重要角色。针对观测浮标中存在的性能、精度和可靠性较差的问题,根据浮标的采集参数、数据传输方式以及低功耗的设计需求,本文设计了一套海气多参数浮标数据采集系统。该系统选用性能及精度较高的传感器采集并获取数据,基于北斗卫星进行远程通信,利用嵌入式STM32低功耗模块进行控制,并使用LabView软件设计了采集控制程序。实验验证该系统可实现对海洋气象环境中气温、气压、温度、风速、风向和辐射以及海洋水文环境中温度、盐度、深度和海流等参数的测量,各项指标均满足设计要求。

关键词：海洋观测浮标数据采集北斗通信软件设计

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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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中低风速下海洋飞沫对海气热通量的影响

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海洋科学进展 2020年第4期38卷 591-599页

作者：刘展池焦志勇姜文正乔方利戴德君陈胜中国石油大学(华东)理学院山东青岛266580 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 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

基于2016-02-01—2016-05-21在南海博贺海洋气象观测平台观测的实验资料,首先利用整体空气动力学算法分别计算海气界面处感热通量与潜热通量,同时利用涡动相关法计算液滴蒸发层处总的感热通量与潜热通量。然后比较海气界面处热通量与液... 详细信息

基于2016-02-01—2016-05-21在南海博贺海洋气象观测平台观测的实验资料,首先利用整体空气动力学算法分别计算海气界面处感热通量与潜热通量,同时利用涡动相关法计算液滴蒸发层处总的感热通量与潜热通量。然后比较海气界面处热通量与液滴蒸发层处热通量的值,并利用差比法分别对2处感热通量和潜热通量进行做差计算。结果表明:液滴蒸发层处热通量与海气界面处热通量存在明显差异。通过与海洋飞沫引起的热通量值比较,结果表明液滴蒸发层处热通量与海气界面处热通量的差值由海洋飞沫作用引起;且在中低风速条件下,海洋飞沫引起的热通量与风速呈正相关;相比感热通量而言,潜热通量随着风速的变化更为显著。

关键词：液滴蒸发层海洋飞沫涡动相关法海气热通量

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