检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2021年第6期50卷 49-56页

作者：陈都刘秉义杨倩唐军武吴松华中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术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 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东青岛266071

针对目前国内外现有的体积散射函数测量系统在后向小角度散射测量上的局限性,提出了基于离轴反射式光路的近180°水体体积散射函数测量方法并研发了实验室测量系统。系统采用离轴抛物面反射镜,将后向小角度散射光和入射激光分离,减... 详细信息

针对目前国内外现有的体积散射函数测量系统在后向小角度散射测量上的局限性,提出了基于离轴反射式光路的近180°水体体积散射函数测量方法并研发了实验室测量系统。系统采用离轴抛物面反射镜,将后向小角度散射光和入射激光分离,减小了系统后向小角度散射的测量盲区,而且能够获取全方位角的后向小角度散射光信号。选取聚苯乙烯标准粒子用于测量系统定标检验,结果表明,定标后的测量系统能够完成在173°~179.4°范围内水中悬浮颗粒物体积散射函数的测量,角度分辨率为0.01°。经对比分析,体积散射函数测量值与米散射理论值具有很好的一致性,验证了系统测量近180°水体体积散射函数的准确性和可行性。

关键词：后向小角度散射测量体积散射函数悬浮颗粒物米散射

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海洋激光雷达测量水体剖面偏振信号的仿真模拟

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红外与激光工程 2021年第6期50卷 74-83页

作者：李珂刘秉义杨倩唐军武吴松华中国海洋大学信息科学与工程学部山东青岛266100 青岛海洋科学与技术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 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东青岛266071

基于蒙特卡洛模拟方法,建立了一个水中激光偏振辐射传输模型,用于模拟分析船载偏振激光雷达水体垂直剖面的偏振探测回波,分析了不同光学参数的水体和激光雷达测量模式下的偏振测量误差。使用高斯分布设置了三种深度分布在10~30 m的低、... 详细信息

基于蒙特卡洛模拟方法,建立了一个水中激光偏振辐射传输模型,用于模拟分析船载偏振激光雷达水体垂直剖面的偏振探测回波,分析了不同光学参数的水体和激光雷达测量模式下的偏振测量误差。使用高斯分布设置了三种深度分布在10~30 m的低、中、高浓度散射层,其叶绿素a峰值浓度分别为0.1 mg/m^(3)、1 mg/m^(3)和10 mg/m^(3)。模拟了激光发射波长为532 nm,接收视场角为10~1000 mrad的船载海洋激光雷达的偏振回波信号,并分析了影响偏振测量误差的主要因素。研究结果表明,由于激光在水中的多次散射过程,随着探测深度、叶绿素a浓度和接收视场角的增大,激光雷达接收光信号的单次散射率不断降低,导致激光雷达直接测量的退偏振比的误差随之增大。以100 mrad接收视场角为例,中浓度散射层情况下,在散射层上(0~10 m)、散射层中(10~30 m)和散射层下(30~40 m)的退偏振比相对误差分别为16%、125%、281%;在散射层中,低、中、高三种浓度散射层的退偏振比相对误差分别为54%、125%、731%。视场角从10 mrad增大到1000 mrad时,退偏振比相对误差逐渐增大,在中浓度散射层情况下,其在散射层上、散射层中和散射层下的变化范围分别为6%~28%、17%~452%和10%~734%。文中结果表明,偏振海洋激光雷达探测水体退偏振比时,由于多次散射过程的影响,传统的退偏振比算法会引入较大误差,有必要在反演算法中对其进行校正,以提高激光雷达的探测精度。

关键词：海洋激光雷达偏振蒙特卡洛水体光学参数垂直剖面退偏振比

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孟加拉湾季风对热带气旋生成和发展的调制机制研究

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海洋科学进展 2020年第2期38卷 199-210页

作者：李志孟强薛亮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 国家海洋局南海调查技术中心广东广州510660

孟加拉湾与其他热带海盆不同,在季风影响下,该地区热带气旋具有双气旋季的独特结构(4—5月的春季转换期和10—11月的秋季转换期)。虽然孟加拉湾气旋频数在10—11月较多,但是4—5月超强气旋(Saffir-Simpson 4,5级)的生成率却远高于10—1... 详细信息

孟加拉湾与其他热带海盆不同,在季风影响下,该地区热带气旋具有双气旋季的独特结构(4—5月的春季转换期和10—11月的秋季转换期)。虽然孟加拉湾气旋频数在10—11月较多,但是4—5月超强气旋(Saffir-Simpson 4,5级)的生成率却远高于10—11月。1981—2016年,春季转换期内孟加拉湾超强气旋都与第一支北传季节内振荡(First Northward-propagating Intra-Seasonal Oscillation,FNISO)相应而生,然而并不是所有伴随FNISO发生的气旋都能发展成为超强气旋。因此本研究以气旋生成指数为基础,利用气旋最佳轨道数据以及NCEP的海气参量数据,诊断指出孟加拉湾夏季风形成的强垂直风速剪切配合低层大气旋度和气旋潜在强度抵消夏季风期间水汽对气旋生成的促进作用,造成双峰分布,而中层大气相对湿度差异双峰不对称的主因。FNISO强度的不同与深对流中心与气旋中心的相对位置的差异,使得部分气旋受季节内振荡影响更大,强深对流的超越作用导致更显著的高低层大气温差,促使气旋具有且达到更大的潜在强度。在年际尺度上大气高低层温差的不同也是引起气旋潜在强度不同的主要原因。当季节内尺度和年际尺度共同作用,使得部分气旋发展成为超强气旋。

关键词：季风气旋孟加拉湾季风转换期

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基于趋势项距平值迭进式方差控制的SBE9plus CTD奇异值剔除方法

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海洋科学进展 2021年第4期39卷 483-491页

作者：于龙孙佳熊学军郭延良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

针对海洋调查过程中SBE9plus CTD奇异值问题,提出了一种利用趋势项距平值迭进式方差对调查所得的温盐深剖面资料进行奇异值剔除的方法。首先通过EMD(Empirical Mode Decomposition)方法求取最优趋势项进而得到距平;然后根据观测仪器的... 详细信息

针对海洋调查过程中SBE9plus CTD奇异值问题,提出了一种利用趋势项距平值迭进式方差对调查所得的温盐深剖面资料进行奇异值剔除的方法。首先通过EMD(Empirical Mode Decomposition)方法求取最优趋势项进而得到距平;然后根据观测仪器的采样频率和下放速度对距平进行区块分割,通过方差控制识别出奇异值区;接着对每个奇异值区进行逐点判别,再次通过方差控制识别奇异值;最后针对识别出的奇异值,在保证上升过程数据与下降过程数据趋势基本一致且质量可靠的前提下,通过取上升过程相应水层正常数据予以平移替代,从而剔除整个剖面资料中的奇异值。本方法针对SBE9plus CTD剖面资料中的奇异值进行精准识别与靶向剔除,在最大程度保留数据原始特性的前提下,达到一次性尽除奇异值的效果,可为其他高频采样频率的CTD剖面资料奇异值剔除提供参考。

关键词： SBE9plus CTD 奇异值 EMD 趋势项距平迭进式方差

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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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环境-声场不确定性传递过程中代理建模方法

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水下无人系统学报 2018年第5期26卷 403-408页

作者：刘宗伟吕连港杨春梅姜莹于晓林黄龙飞国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术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 海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点实验室山东青岛266061

海洋环境参数的不确定性是声场预报不确定性的主要来源之一。海洋环境参数和声场之间通常具有非常强的非线性关系,导致通过海洋环境参数的不确定性来计算声场的不确定性较为困难。传统使用的蒙特卡罗方法,需要多次运行声场计算模型,导... 详细信息

海洋环境参数的不确定性是声场预报不确定性的主要来源之一。海洋环境参数和声场之间通常具有非常强的非线性关系,导致通过海洋环境参数的不确定性来计算声场的不确定性较为困难。传统使用的蒙特卡罗方法,需要多次运行声场计算模型,导致计算量过大。针对此,文中提出了一种新的基于多项式-克里金方法(PC-Kriging)的代理建模方法,可以高效地计算海洋环境参数至声场之间的不确定性传递过程。该方法使用多项式方法来提取系统响应的全局趋势,使用克里金方法逼近局地响应。同时,基于标准失配测试模型进行了计算机仿真,从模型逼近精度以及传播损失概率密度函数(PDF)2个方面进行验证。结果表明:PC-Kriging代理建模方法在逼近精度上优于单独使用多项式或者克里金方法,传播损失PDF也与蒙特卡罗方法结果吻合得较好,适合用于环境-声场不确定性传递过程计算。

关键词：水下声场预报环境-声场不确定性传递代理建模多项式-克里金方法标准失配测试模型

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岛屿环流理论发展回顾及展望

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海洋科学 2018年第8期42卷 122-130页

作者：王新怡孙宝楠王立伟连展国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 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 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学和数值模拟功能实验室山东青岛266061

为了寻找岛屿环流理论进一步发展的突破口,使其在长期气候变化背景下海洋的响应以及深海环流等海洋领域前沿研究方向中继续起到指导作用,首先回顾了岛屿环流理论的发展过程,对其重要的发展里程碑和实际应用进行了系统梳理。同时,对岛屿... 详细信息

为了寻找岛屿环流理论进一步发展的突破口,使其在长期气候变化背景下海洋的响应以及深海环流等海洋领域前沿研究方向中继续起到指导作用,首先回顾了岛屿环流理论的发展过程,对其重要的发展里程碑和实际应用进行了系统梳理。同时,对岛屿环流理论未来进一步丰富发展的重点方向进行了展望。分析结果显示,该理论仍存在深入发掘的潜力,可在积分路径设计、时间变化项的影响和地形及斜压效应的影响等多方面进行细节修正和补充,拓展其应用的时间和空间尺度。

关键词：岛屿环流理论积分路径设计时间变化项地形和斜压效应

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基于CALIOP数据的海雾检测方法研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2017年第12期47卷 9-15页

作者：赵经聪吴东赵耀天中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266200

提出了一种基于星载激光雷达CALIOP数据检测海雾的方法。通过对比分析不同条件下低云和低空气溶胶的衰减后向散射特性,以及研究CALIOP海表误判区的衰减后向散射特性,发现了海表误判区其实是一种与海表相接的云,即海雾。继而,通过反演海... 详细信息

提出了一种基于星载激光雷达CALIOP数据检测海雾的方法。通过对比分析不同条件下低云和低空气溶胶的衰减后向散射特性,以及研究CALIOP海表误判区的衰减后向散射特性,发现了海表误判区其实是一种与海表相接的云,即海雾。继而,通过反演海表误判区的消光系数和能见度,发现98%以上海表误判区的消光系数低于1km,对该方法进行了检验验证。本文所提出的海雾检测方法丰富了海雾案例选取途径,拓展了海雾样本点来源,对研究海雾特性具有积极意义。

关键词： CALIOP 海雾云气溶胶衰减后向散射

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基于多普勒激光雷达的边界层内湍流参数估算

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中国激光 2021年第11期48卷 164-173页

作者：靳翔宋小全刘佳鑫云龙邵士勇中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 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 深圳市环境监测中心站广东深圳518049 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室安徽合肥230031

2019年10月,使用相干多普勒测风激光雷达在深圳杨梅坑地区进行风廓线等观测。结合标准大气模型、温度日变化模型和地面气象站数据,估算了晴朗天气下边界层内大气折射率结构常数C_(n)^(2)和湍流动能耗散率ε。根据时间-高度垂直剖面,分... 详细信息

2019年10月,使用相干多普勒测风激光雷达在深圳杨梅坑地区进行风廓线等观测。结合标准大气模型、温度日变化模型和地面气象站数据,估算了晴朗天气下边界层内大气折射率结构常数C_(n)^(2)和湍流动能耗散率ε。根据时间-高度垂直剖面,分析了时空变化特征,研究了各参数变化对C_(n)^(2)的具体影响。折射率结构常数C_(n)^(2)与垂直速度方差σ_(a)^(2)有较强的相关性,相关系数-般在0.7以上。在白天湍流充分混合发展的情况下,湍流动能耗散率ε与C_(n)^(2)相关系数一般达到0.5以上,C_(n)^(2)、σ_(a)^(2)及ε的相关性体现了湍流在水平和垂直两个方向变化的一致性。这表明在缺乏温度压强数据情况下,基于温度压强模型估算C_(n)^(2)是可行的。基于误差分析,温度梯度对C_(n)^(2)的贡献率达28.84%.温度对C_(n)^(2)的贡献率达30.12%,这要求在计算过程中尽量获取准确的温度廓线。结果对研究深圳地区地气系统能量、物质交换和天气变化等具有借鉴意义。

关键词：大气光学大气湍流激光雷达折射率结构常数湍流动能耗散率

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基于海面影像的立体摄影相对定向方法

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海洋科学进展 2018年第1期36卷 34-43页

作者：王英霞姜文正陈胜中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 国家海洋局第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术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

海面影像的纹理信息少、匹配精度低致使现有的相对定向方法误差大,稳定性差;通过对其进行改进,有效地提高了相对定向参数标定的精度和稳定性。文中建议了几何模型,并以共面方程为控制方程,采用附有参数的条件平差法计算相对定向参数,同... 详细信息

海面影像的纹理信息少、匹配精度低致使现有的相对定向方法误差大,稳定性差;通过对其进行改进,有效地提高了相对定向参数标定的精度和稳定性。文中建议了几何模型,并以共面方程为控制方程,采用附有参数的条件平差法计算相对定向参数,同时发展了初始值计算方法,保证了迭代的收敛性。从两个方面入手提高相对定向参数标定的精度和稳定性,并给出了详细的计算流程:1)在摄影区域内近似均匀的选取特征点,并采用高精度的匹配方法进行影像匹配;2)在大量的共轭点对(不低于1 000个)中选取最优匹配点(不低于300个)进行相对定向参数计算。海面实测数据分析时通过迭代的方式在1 200个共轭点中逐渐剔除了粗差点和误差较大点,最终得到了由321个最优匹配共轭点计算出的精确相对定向参数,检验了所述方法的可行性。该研究解决了相对定向标定精度低、稳定性差的问题,提高了立体摄影海浪测量技术的可靠性,有利于其推广和应用。

关键词：海浪立体摄影相对定向共面方程

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