检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2023年第3期41卷 444-455页

作者：刘波谢波涛黄必桂尹训强王志翔杨永增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 中海油研究总院有限责任公司北京100028

本文基于卫星遥感的观测海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)数据和自然资源部第一海洋研究所全球0.1°分辨率海浪-潮流-环流耦合数值预报模式(The surface wave-tide-circulation coupled ocean model developed by First Institute of Oceanography,MNR,China,FIO-COM)的预报结果,采用线性回归模型和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)对SST预报结果进行误差校正。利用2016—2021年的数据开展了一系列对比试验,线性回归模型基于局部线性的假设实现对下一时刻误差的预报,LSTM利用2016—2020年共56个月的历史偏差数据训练模型,使用2021年的数据进行检验。结果表明,线性回归模型和LSTM神经网络都可以改善预报结果,LSTM神经网络相对于线性回归模型的效果更好,SST误差降低70%左右;与线性回归模型相比,经LSTM校正后的各点的偏差的概率密度分布集中在0附近。LSTM方法在统计意义上优于线性拟合且结果更稳定,可进一步推广到海洋数值预报多要素偏差校正。

关键词： SST 偏差校正线性回归 LSTM

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基于水下滑翔机观测的印度洋东南海域环境噪声风关特性

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海洋科学进展 2024年第1期42卷 160-169页

作者：王金成潘海东王冠琳王岩峰自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 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

基于“海燕”水下滑翔机在印度洋东南海域实测的环境噪声数据和海面风速再分析数据:分析了此海域4~20 kHz内环境噪声时频特性;验证了滑翔机深度不会显著影响环境噪声的风关特性测量;定量计算了噪声谱级与海面风速的相关系数;利用最小二... 详细信息

基于“海燕”水下滑翔机在印度洋东南海域实测的环境噪声数据和海面风速再分析数据:分析了此海域4~20 kHz内环境噪声时频特性;验证了滑翔机深度不会显著影响环境噪声的风关特性测量;定量计算了噪声谱级与海面风速的相关系数;利用最小二乘拟合得到各中心频率噪声谱级与风速的线性函数关系。结果表明:在小于4 kHz的频段内,因受所搭载温盐深仪CTD(Conductivity, Temperature, Depth)泵的噪声影响,噪声谱级与海面风速的相关系数在0.2以下;在大于4 kHz的频段内,环境噪声谱级与海表面风速变化趋势一致性较好,且在6~10 kHz频段内相关系数为0.8左右;在5~20 kHz频段内,噪声谱级与风速拟合呈线性函数关系,并且随着中心频率增高,倍频程损失平均为5 dB左右;在10 kHz处,拟合斜率最大,噪声谱级对海面风速变化的敏感度最高。

关键词：海洋环境噪声水下滑翔机海面风速相关系数线性拟合

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基于中法海洋卫星的全球海面波致应力的季节变化

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中国科学：地球科学 2023年第12期53卷 2969-2978页

作者：任静陈胜尹训强刘建强徐莹乔方利中国海洋大学海洋与大气学院青岛266100 自然资源部第一海洋研究所青岛266061 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 国家卫星海洋应用中心北京100081

由于全球尺度风和海浪谱的同步观测资料匮乏,利用实测海浪谱对全球波致应力和包含海浪作用的风应力特征研究极少,特别是季节变化特征的研究.中法海洋卫星(China France Oceanography Satellite,CFOSAT)首次实现了全球海面风和海浪谱的... 详细信息

由于全球尺度风和海浪谱的同步观测资料匮乏,利用实测海浪谱对全球波致应力和包含海浪作用的风应力特征研究极少,特别是季节变化特征的研究.中法海洋卫星(China France Oceanography Satellite,CFOSAT)首次实现了全球海面风和海浪谱的同步观测,为研究这一难题提供了坚实的资料基础.本文利用CFOSAT为期一年的风、浪同步观测资料,结合海浪边界层模型分析了全球海面波致应力及风应力的季节变化特征.波致应力根据海浪的不同形态分为风浪致应力和涌浪致应力.结果表明,波致应力与涌浪指数呈现出明显的反相关关系;大的涌浪指数,对应的涌浪致应力占比会大,使得风应力减小;反之,风浪致应力起主导作用,使得风应力增大.从北半球春季到冬季,南半球的西风带海域风浪致应力占主导;而在赤道附近海域,涌浪致应力占主导.进一步分析表明,南半球的风浪致应力的季节变化不明显,而北半球夏季的风浪致应力明显要小于其他季节;南半球涌浪致应力的绝对值从北半球春季到冬季呈现出先减小后增大的趋势.考虑波致应力后的风应力增减百分比在春秋季节表现出南北半球大致对称现象,而夏冬季节呈现不对称特征.波致应力会显著调节风应力,使得纬向平均的风应力变化可达±30%,这在全球尺度上进一步揭示了海浪对风应力的重要调制作用.

关键词：中法海洋卫星波致应力风应力季节特征

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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Argos漂流浮标资料的南海及邻近海域次中尺度涡识别及特征分析

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 490-500页

作者：崔虎山孙佳郭延良熊学军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 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

次中尺度涡作为连接中尺度涡和微小湍流之间的纽带,对海洋中能量串级和物质输运具有重要的影响。为研究南海及邻近海域次中尺度涡的分布特征和变化规律,本文开发了一种基于拉格朗日漂流轨迹几何特征的次中尺度涡识别方法,并对全球浮标... 详细信息

次中尺度涡作为连接中尺度涡和微小湍流之间的纽带,对海洋中能量串级和物质输运具有重要的影响。为研究南海及邻近海域次中尺度涡的分布特征和变化规律,本文开发了一种基于拉格朗日漂流轨迹几何特征的次中尺度涡识别方法,并对全球浮标计划中2000年至2022年进入研究海域的1 685个Argos漂流浮标轨迹数据进行了分析,共识别得到11 988个次中尺度涡。研究海域次中尺度涡的半径和生命周期呈正相关,多在3 km和24 h以内,反气旋涡与气旋涡数量之比约为5∶1。次中尺度涡高频出现于南海北部,由吕宋海峡西北部沿陆坡向西南方向递减。在中南半岛南部,次中尺度气旋涡相对更为活跃。研究海域次中尺度涡季节变化信号明显,冬、夏季相对活跃,春、秋季较少。

关键词： Argos漂流浮标次中尺度涡涡旋识别南海及邻近海域

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浪致混合对2016年北太平洋海表温度季节性预测的影响

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海洋学报 2019年第3期41卷 52-61页

作者：赵一丁尹训强宋亚娟乔方利中国海洋大学海洋与大气科学学院山东青岛266100 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266071 自然资源部海洋环境科学和数值模拟重点实验室山东青岛266061

上层海洋通过海气交换影响大气-海洋耦合系统,海浪引起的垂向混合影响上层海洋结构,从而在气候预测过程中发挥着重要的作用。本文基于国家海洋局第一海洋研究所地球系统模式(FIO-ESM),以2016年为例,分别开展了耦合和关闭海浪模式情况下... 详细信息

上层海洋通过海气交换影响大气-海洋耦合系统,海浪引起的垂向混合影响上层海洋结构,从而在气候预测过程中发挥着重要的作用。本文基于国家海洋局第一海洋研究所地球系统模式(FIO-ESM),以2016年为例,分别开展了耦合和关闭海浪模式情况下的短期气候预测实验,分析浪致混合对北太平洋海表温度(SST)季节性预测的影响。通过对模式预测的SST异常(SSTA)进行定量评估发现,浪致混合能够显著降低北太平洋高纬度海区预测误差,在(45°N,150°E)附近海区SSTA改善可达1℃,气候模式能够更好地预测SSTA的经向分布特征,特别是能够准确地反映25°～45°N海区SSTA分布特征。通过分析有浪和无浪两个实验的热收支贡献发现,垂向混合是导致上层海洋温度差异的主导影响因子。海浪通过改变垂向混合,使2016年北太平洋SST在高纬度海区大幅降低,在低纬度海区略有升高,最终提升了模式对北太平洋SST的季节性预测能力。

关键词：季节性预测北太平洋海表温度浪致混合气候模式

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台风陆架波对南海北部夏季沿岸流的影响

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海洋科学进展 2023年第3期41卷 435-443页

作者：陈海亮汪峰苗艳红孙佳李玲莉鞠霞郭延良熊学军深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518172 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

为揭示台风过程对南海北部沿岸流场的影响,本文利用2015年7月至8月华南沿海现场观测和数值同化数据,分析研究了“灿鸿”“浪卡”和“苏迪罗”三个台风过程引起的南海北部沿海陆架波过程。结果显示,台风过程会在近岸形成自台湾海峡以北... 详细信息

为揭示台风过程对南海北部沿岸流场的影响,本文利用2015年7月至8月华南沿海现场观测和数值同化数据,分析研究了“灿鸿”“浪卡”和“苏迪罗”三个台风过程引起的南海北部沿海陆架波过程。结果显示,台风过程会在近岸形成自台湾海峡以北沿华南沿岸至琼州海峡的向SW方向传播的陆架波流,平均传播速度为38.4 km/h,产生的SW向海流平均可达30~50 cm/s,引起的最大增水超过50 cm。台风陆架波的影响与台风强度和位置有关,台风越强、距离研究区域越近,所产生的影响越大。研究成果有助于加强陆架海洋环境对台风的响应过程及其物理机制的科学认识,可为华南沿海以及南海陆坡等地区的工程全潮测验结果典型性分析提供重要参考和依据。

关键词：华南沿海台风陆架波全潮测验红海湾

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EN4两套分析数据中海洋热含量的差异

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海洋科学进展 2020年第3期38卷 390-399页

作者：张敏赵昌张远凌姜文正王刚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

对比分析了1970—2017年EN4.2.1G10和EN4.2.1L09两套数据中海洋热含量的差异及其形成机理。结果表明,两套数据导出的1985—2005年间0~1000 m全球海洋热含量存在最大约5×1022 J的差异,主要分布在热带及亚热带海域(30°S^30°... 详细信息

对比分析了1970—2017年EN4.2.1G10和EN4.2.1L09两套数据中海洋热含量的差异及其形成机理。结果表明,两套数据导出的1985—2005年间0~1000 m全球海洋热含量存在最大约5×1022 J的差异,主要分布在热带及亚热带海域(30°S^30°N),偏差较大的年份是1985年、1991年与1998年。差异主要源于两套数据对XBT-(OSD/CTD)(或MBT-(OSD/CTD))仪器偏差的校正方式不同:EN4.2.1L09选取偏差的中位数,而EN4.2.1G10选取偏差的平均值。通过对比分析偏差较大的年份间海水温度沿深度的空间分布,我们发现1985年与1991年两套数据的海洋热含量的差异集中于0~500 m,主要是由采样时段、深度和温跃层变化所带来,而1998年之后由于仪器观测深度更深,两者的差异贯穿于整个深度层(0~1000 m)。两套数据中海洋热含量的差异夏季最小,冬季最大。在1985年后出现的两套数据的差异影响了全球海洋热含量的线性趋势分析和年代际及多年代际变率,其中基于EN4.2.1G10的年代际及多年代际分量的幅度在1985年后是EN4.2.1L09的2倍,且存在相位的差异。线性趋势若时间段选取在1985—2015年间则对结果影响较大。本研究为使用EN4数据估算海洋热含量及相关对比验证研究提供了有益参考。

关键词： EN4.2.1 海洋热含量海洋温度年代际及多年代际

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基于声传播损失的南海海域地声参数敏感性分析

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 590-601页

作者：李润杨春梅宋鹏李官保刘宗伟姜莹吕连港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 中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100

以中国南海地声-水声联合调查实验数据为基础,利用多道地震数据偏移成像以及浅地层剖面数据反演获取了一个分层地声模型。通过设定该模型各层地声参数的参考值和变化区间,结合实测的水体声学参数,利用Krakenc耦合简正波模型计算了不同... 详细信息

以中国南海地声-水声联合调查实验数据为基础,利用多道地震数据偏移成像以及浅地层剖面数据反演获取了一个分层地声模型。通过设定该模型各层地声参数的参考值和变化区间,结合实测的水体声学参数,利用Krakenc耦合简正波模型计算了不同地声参数下的声传播损失;分析了理论与实测声传播损失均方根误差随地声参数的变化规律以及均方根误差的区间分布情况。研究结果表明:对于频率100 Hz的声传播,地声模型第一层和第二层沉积层的声速对声传播损失影响最为显著;第一层和第二层沉积层衰减系数、厚度对声场的影响次之;基底对声场的影响最小。本文在接近真实海底的环境下研究了海底各分层结构中地声参数对声场的影响,可为建立海洋环境地声模型提供一定的依据。

关键词：地声模型地声参数耦合简正波声传播损失

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西北太平洋海面高度异常对热带气旋的响应

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海洋科学进展 2022年第1期40卷 1-12页

作者：王雪蒋暑民戴德君马洪余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

采用一种海面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)对热带气旋响应的合成分析方法,即根据热带气旋的路径位置和运动方向对海面高度异常进行插值、旋转和平均,得到不同热带气旋强度下,以热带气旋最佳路径点为原点的海面高度异常场。利用该方... 详细信息

采用一种海面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)对热带气旋响应的合成分析方法,即根据热带气旋的路径位置和运动方向对海面高度异常进行插值、旋转和平均,得到不同热带气旋强度下,以热带气旋最佳路径点为原点的海面高度异常场。利用该方法,基于Aviso卫星高度计数据和中国气象局热带气旋最佳路径数据,得到了1993-2018年期间西北太平洋海面高度异常对热带气旋响应的特征。结果表明:热带气旋过境对海面高度有显著的影响,在热带气旋到达时刻的7 d之前,海面高度已经开始下降,海面高度异常变化较小;热带气旋经过时,路径中心海面高度明显降低,其右侧海面高度升高;在热带气旋经过6~7 d之后,海面高度降到最低值,随后缓慢升高。热带气旋经过海面时,其风速和移动速度对海面高度变化均有不同程度影响。随着风速增大,海面高度降低值也会增大。风速大于51.0 m/s时海面高度最大降幅达10.93 cm。热带气旋移动速度越慢,对海面高度影响越大。移动速度小于5 km/h时,海面高度最大降幅为19.79 cm。

关键词：西北太平洋海面高度异常热带气旋

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