检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2019年第2期37卷 255-264页

作者：黄龙飞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学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 国家海洋局海洋环境科学与数值模拟功能实验室山东青岛266061

根据2017年中国第33次南极科考期间获取的普里兹湾虎鲸声信号观测资料,采用Teager能量算子法对虎鲸回声定位信号进行了检测,并分析了其脉冲间隔的统计特征。对115段回声定位信号的参数分析结果显示:脉冲间隔的范围为10.5～183.5 ms,均... 详细信息

根据2017年中国第33次南极科考期间获取的普里兹湾虎鲸声信号观测资料,采用Teager能量算子法对虎鲸回声定位信号进行了检测,并分析了其脉冲间隔的统计特征。对115段回声定位信号的参数分析结果显示:脉冲间隔的范围为10.5～183.5 ms,均值与标准差分别为67.5和27.6 ms。进一步分析,发现脉冲间隔数值的变化具有显著的规律性,根据拟合表达式可以将信号分成5种类型:加速型、减速型、匀速型、先减速后加速型、先加速后减速型。其中减速型的总体占比最高,为58.3%;其次为匀速型与加速型,分别为20.0%,14.8%;其余2类占比最低,均仅为3.5%。普里兹湾虎鲸回声定位信号脉冲间隔规律性变化可能是虎鲸调节其信号以适应活动海域多海冰环境的结果。此外,加速型、减速型、匀速型与先减速后加速型、先加速后减速型的脉冲间隔参数存在较大差异,且后2种类型的-3 dB带宽以及峰值频率与脉冲间隔存在显著的负相关关系,这表明虎鲸在发出后两种类型的回声定位信号时处理的情况与前3种类型相比可能更为复杂与特殊。

关键词：普里兹湾虎鲸回声定位信号 Teager能量算子脉冲间隔

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西行穿越南海台风的特征及机制研究

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海洋科学进展 2019年第4期37卷 543-550页

作者：于龙孙佳回贞立郭延良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

基于日本气象厅1982-2018年台风最佳路径数据集,选取生成于西北太平洋后西行穿越南海的台风个例,通过对比分析探讨研究了该类台风的轨迹、强度、运动速度和生命周期等特征。研究发现,西行穿越南海的台风最早出现于6月,10月份最为活跃。... 详细信息

基于日本气象厅1982-2018年台风最佳路径数据集,选取生成于西北太平洋后西行穿越南海的台风个例,通过对比分析探讨研究了该类台风的轨迹、强度、运动速度和生命周期等特征。研究发现,西行穿越南海的台风最早出现于6月,10月份最为活跃。该类台风的最大强度和平均强度分别比西北太平洋台风的平均水平强5~10 m/s和1~4 m/s(随月份变化)。此类台风在9-11月的平均生命周期可达7.0~7.5 d。进一步分析发现,生成于135°E东西两侧台风也存在明显差异。135°E东侧生成的台风期间,副热带高压和垂直风切变较弱、海表温度较高,导致台风强度更强,一般在菲律宾以东海区达到最大强度;135°E西侧生成的台风期间,副热带高压和垂直风切变较强、海表温度偏低,导致台风强度较弱,一般在南海中西部达到最大强度,但进入南海后在暖海表温度驱动下有二次增强现象。

关键词：台风西行路径南海时空特征

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耦合海浪的地球系统模式FIO-ESM

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气候变化研究快报 2020年第1期9卷 26-39页

作者：宋振亚自然资源部第一海洋研究所山东青岛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

地球系统模式是定量描述气候系统的数值模型,也是理解和预测气候变化、评估人类对气候变化影响的核心工具,其发展是全球变化领域的前沿。尽管当前地球系统模式取得了巨大的进步,但仍面临一些共性偏差问题。自然资源部第一海洋研究所通... 详细信息

地球系统模式是定量描述气候系统的数值模型,也是理解和预测气候变化、评估人类对气候变化影响的核心工具,其发展是全球变化领域的前沿。尽管当前地球系统模式取得了巨大的进步,但仍面临一些共性偏差问题。自然资源部第一海洋研究所通过引入小尺度海浪在海洋混合和海气通量上的作用,率先发展了两代耦合海浪的地球系统模式FIO-ESM,能够有效减缓模拟偏差,提高模拟和预测能力。本文围绕耦合海浪分量模式这一特色,以FIO-ESM模式中引入的浪致混合、斯托克斯漂流对海气通量作用、海浪飞沫对热通量作用和海表温度日变化过程等4种特色物理过程为切入点,阐述了两代模式发展的考量,总结了FIO-ESM在气候变化研究和短期气候预测上的应用,系统回顾了两代模式的发展历程。最后,结合海浪在气候系统中的作用,对地球系统模式未来发展进行了展望,为模式的发展提供参考。

关键词：地球系统模式 FIO-ESM 海浪耦合模式气候模式

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X波段雷达海面回波谱宽特征研究

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海洋学报 2019年第7期41卷 149-158页

作者：纪立佳张彦敏王运华徐延东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

海面电磁回波频谱宽度与海浪波高密切相关,可应用频谱宽度进行海浪有效波高反演。本文应用线性滤波法仿真出了海表散射面元在雷达视向上的投影速度,建立了回波谱宽模型,分析了雷达空间分辨率、回波时间序列长度及海洋环境参数等因素对... 详细信息

海面电磁回波频谱宽度与海浪波高密切相关,可应用频谱宽度进行海浪有效波高反演。本文应用线性滤波法仿真出了海表散射面元在雷达视向上的投影速度,建立了回波谱宽模型,分析了雷达空间分辨率、回波时间序列长度及海洋环境参数等因素对频谱宽度的影响,同时还针对如何在实际观测过程中选择回波时间序列长度、观测方位角等参数进行了讨论。最后还将理论结果与CSIR-X波段雷达实测数据谱宽估计结果进行了比较。结果表明,剔除雷达噪声以及频率泄露的影响后,基于高斯分布标准偏差的谱宽估计方法所得结果与理论结果吻合很好,这从而证明了理论结果的可靠性。本文所得结果对海浪有效波高反演具有一定参考价值。

关键词：海面模拟海杂波多普勒特性频谱宽度

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南海中尺度涡的形转、内转及平移运动研究

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海洋通报 2020年第5期39卷 536-547页

作者：杨雪晴韩贵艳田丰林马纯永王帅陈戈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室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266200 帝国理工学院物理系英国伦敦SW72AZ 自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 中国海洋大学海洋高等研究院山东青岛266100

中尺度涡旋的运动整体可分为两部分:平移及转动。平移指涡旋在整个生命周期内的水平移动,而转动除了包括内转(海表地转流引起的涡旋自身水体转动)外,还包括形转(涡旋实际边界最佳拟合椭圆的转动)。本文基于1993—2018年共计26年间的卫... 详细信息

中尺度涡旋的运动整体可分为两部分:平移及转动。平移指涡旋在整个生命周期内的水平移动,而转动除了包括内转(海表地转流引起的涡旋自身水体转动)外,还包括形转(涡旋实际边界最佳拟合椭圆的转动)。本文基于1993—2018年共计26年间的卫星高度计涡旋识别与追踪数据,首次对南海中尺度涡旋的完整运动形式,即形转、内转、平移展开了系统的研究。其中,对内转及平移的分析,可通过涡旋的识别追踪数据集直接进行;为研究涡旋形转,提出了一种基于涡旋识别追踪数据自动提取涡旋形转信息的算法,以此得到涡旋形转方向、每天形转的角度以及形转圈数等信息,获得涡旋形转数据集。通过对涡旋识别追踪数据以及形转数据集的统计分析发现:南海涡旋的平移方向多为西向,且其速率呈偏态分布,主要以南海南部偏高。同样,涡旋的内转速率也呈偏态分布,高速率内转的涡旋主要分布在吕宋海峡附近。涡旋的形转主要以南海南部速率偏高,且与涡旋的寿命及长轴有一定的关系,倾向于随着涡旋寿命的增长、涡旋长轴的增大而变慢。同时南海涡旋的这三种不同运动形式之间也存在一定的相关性。

关键词：南海中尺度涡旋形转内转平移

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南海北部陆架海域内潮特征的观测研究

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海洋与湖沼 2019年第1期50卷 1-11页

作者：蒋暑民戴德君乔方利马洪余自然资源部第一海洋研究所青岛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青岛266061 自然资源部数据分析与应用重点实验室青岛266061

利用2014年南海东沙岛西北部海域70余天的流速剖面高频观测资料,研究分析了该海区正压潮、内潮的时空分布特征。结果表明,观测海区正压潮流以O_1,K_1,M_2,S_2为主;斜压潮流中,除四大分潮之外,MU_2与2Q_1分潮能量也较强;内潮的主轴方向... 详细信息

利用2014年南海东沙岛西北部海域70余天的流速剖面高频观测资料,研究分析了该海区正压潮、内潮的时空分布特征。结果表明,观测海区正压潮流以O_1,K_1,M_2,S_2为主;斜压潮流中,除四大分潮之外,MU_2与2Q_1分潮能量也较强;内潮的主轴方向基本沿东南-西北方向,近似与局地等深线垂直。全日内潮的锁相部分占全日内潮能量的17.5%,而半日内潮的锁相部分占半日内潮能量的30%;进一步研究发现半日内潮主要由第一模态主导,而全日内潮第二模态占比50%,约为其第一模态能量的两倍;内潮模态能量占比显示出显著的大小潮调制的半月周期。对比不同垂向模态计算方法发现,当流速观测深度有限时,利用全水深温盐资料计算观测范围内流速垂向模态是更为准确的方式。

关键词：南海内潮锁相潮流垂向模态

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IPCC耦合模式对北太平洋海–气系统冬季重现的模拟

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海洋学报 2019年第9期41卷 114-125页

作者：赵霞杨光中国科学院海洋研究所中国科学院海洋环流与波动重点实验山东青岛266071 自然资源部第一海洋研究所海洋与气候研究中心山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋动力过程与气候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实验室山东青岛266237 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

冬季重现(再现)是中高纬度大尺度海表温度重要的持续性特征,是热带外海洋特有的现象。北太平洋大气环流也存在这一现象,它可能会强迫产生这一海域海温的冬季重现。本文利用IPCC20C3M耦合模式资料,评估了耦合模式模拟北太平洋海–气系统... 详细信息

冬季重现(再现)是中高纬度大尺度海表温度重要的持续性特征,是热带外海洋特有的现象。北太平洋大气环流也存在这一现象,它可能会强迫产生这一海域海温的冬季重现。本文利用IPCC20C3M耦合模式资料,评估了耦合模式模拟北太平洋海–气系统冬季重现的能力。北太平洋海温冬季重现的空间范围是海盆尺度的,中部重现时间比其周围晚。大气环流场的冬季重现主要是在北太平洋中部,它与海温冬季重现关系密切。大多数IPCC耦合模式基本上可以模拟出太平洋海温大范围的冬季重现现象。与重现范围的模拟相比,耦合模式对重现时间地理差异的模拟都比较差。各模式对大气环流冬季重现时空分布特征的模拟较差,大部分模式未能模拟出大气环流场中主要的重现区域。而且,大气环流冬季重现对海温重现的可能影响并没有体现在这些耦合模式中。耦合模式对北太平洋大气冬季重现的模拟还有待改善。

关键词：北太平洋海–气系统持续性冬季重现(再现) IPCC模式评估

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基于机器学习订正模型的未来百年全球海表温度预估研究

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气候变化研究快报 2020年第4期9卷 270-284页

作者：匡志远宋振亚董昌明南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京自然资源部第一海洋研究所山东青岛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南京信息工程大学海洋数值模拟与观测实验室江苏南京

经过半个多世纪的发展,气候模式已成为理解气候变化机理和预测预估未来气候不可或缺的工具,然而由于其对气候变化的模拟能力仍存在一定的不足,这影响了气候预测预估的精准性。基于机器学习的订正模型在天气预报和气候预测预估等方面的... 详细信息

经过半个多世纪的发展,气候模式已成为理解气候变化机理和预测预估未来气候不可或缺的工具,然而由于其对气候变化的模拟能力仍存在一定的不足,这影响了气候预测预估的精准性。基于机器学习的订正模型在天气预报和气候预测预估等方面的探索性研究中表现出了较好的应用潜力。本文基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)和BP (Back Propagation)神经网络发展了气候模式全球月平均海表温度(Sea Surface Temperature, SST)的订正模型,基于历史观测数据和气候模式FIO-ESM v2.0参与第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercom-parison Project 6, CMIP6)的历史试验结果确定了模型参数,进而对该模式三种排放情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5)的未来百年全球月平均SST开展了预估订正。结果表明:采用本文建立的机器学习订正模型,能够有效降低历史试验的模拟偏差,均方根误差由0.401℃降至0.096℃,平均绝对偏差由0.338℃降至0.077℃,相关系数由0.33提升到了0.95。经过订正后,未来三种排放情景下的全球平均SST增温趋势分别为0.424℃/100a、1.325℃/100a和3.185℃/100a,本世纪末20年(2081~2100)年平均的全球平均SST较最近20年(1995~2014)将分别升温0.608℃、1.183℃和2.409℃。

关键词：机器学习订正模型海表面温度 FIO-ESM v2.0 未来预估

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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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基于HY-2A/SCAT数据极地海冰检测方法研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2019年第10期49卷 140-149页

作者：赵朝方徐锐赵可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试点实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266011

本文基于HY-2A/SCAT数据,采用贝叶斯算法、线性判别算法、支持向量机算法、基于主成分分析(Principal component Analysis,PCA)的BP神经网络算法对极地地区的海冰进行检测,并将检测结果与SSMIS海冰密集度数据进行比较。结果表明:四种检... 详细信息

本文基于HY-2A/SCAT数据,采用贝叶斯算法、线性判别算法、支持向量机算法、基于主成分分析(Principal component Analysis,PCA)的BP神经网络算法对极地地区的海冰进行检测,并将检测结果与SSMIS海冰密集度数据进行比较。结果表明:四种检测算法得到的海冰边界介于SSMIS 0%~30%海冰密集度边界之间。在高风速条件下,海冰和海水的后向散射特征区分不明显可能造成冰水误判,以2013年9月16日北极海冰检测为例,贝叶斯算法检测结果误判最少,其次为基于PCA的BP神经网络算法,线性判别和支持向量机两种算法误判率较高。考虑到检测算法的运行效率和冰水误判率,选择贝叶斯算法和支持向量机算法进行海冰面积的季节趋势分析,两种算法得到的海冰面积变化趋势都能反映季节性变化,且在海冰生长季支持向量机算法探测的海冰面积与SSMIS 15%密集度海冰范围保持较好的一致性。

关键词： HY-2A/SCAT 海冰检测贝叶斯线性判别支持向量机神经网络

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