检索结果-内蒙古大学图书馆

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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基于统计回归方法的多普勒激光雷达反演颗粒物浓度研究

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光子学报 2021年第12期50卷 60-69页

作者：崔立凯宋小全杨雅雯刘佳鑫李珍妮云龙张明棣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

2019年9月至10月,利用相干多普勒激光雷达在深圳石岩地区(113.9°E,22.7°N)与深圳气象梯度塔进行了联合观测实验,基于激光雷达后向散射强度直接反演PM2.5、PM10颗粒物浓度。反演得到的不同高度颗粒物浓度与梯度塔上颗粒物同步... 详细信息

2019年9月至10月,利用相干多普勒激光雷达在深圳石岩地区(113.9°E,22.7°N)与深圳气象梯度塔进行了联合观测实验,基于激光雷达后向散射强度直接反演PM2.5、PM10颗粒物浓度。反演得到的不同高度颗粒物浓度与梯度塔上颗粒物同步混合监测仪实测结果进行统计回归分析。结果表明:本次实验中,PM2.5和PM10的反演结果与实测结果的相关性均达到0.8以上,其中PM2.5的反演结果更好。吸湿因子分析表明,120 m和220 m处2.5~10μm的大颗粒物质亲水性更强,70 m处2.5μm以下细粒子亲水性更强。颗粒物浓度反演与比对结果表明,多普勒激光雷达可以用来观测颗粒物浓度。

关键词：多普勒激光雷达 PM2.5浓度 PM10浓度回归分析法

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海冰密集度卫星遥感反演研究进展

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海洋科学进展 2022年第3期40卷 351-366页

作者：谢涛赵立南京信息工程大学遥感与测绘工程学院江苏南京210044 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 南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044

海冰密集度是海冰的重要参数之一,在冰区导航、海上作业、海冰模式验证和气候模型改进等方面具有重要意义。卫星遥感具有覆盖范围广、重访周期短、成本相对低等优势,已成为获取海冰密集度的主要观测手段。本文从主被动微波遥感和光学遥... 详细信息

海冰密集度是海冰的重要参数之一,在冰区导航、海上作业、海冰模式验证和气候模型改进等方面具有重要意义。卫星遥感具有覆盖范围广、重访周期短、成本相对低等优势,已成为获取海冰密集度的主要观测手段。本文从主被动微波遥感和光学遥感的角度,回顾了现阶段海冰密集度卫星遥感反演研究进展情况,包括海冰监测传感器、海冰密集度反演算法和海冰密集度产品等。结果表明,被动微波遥感是目前获取海冰密集度的主要方式,已发展出许多成熟的业务化算法;主动微波遥感数据已成为制作冰情图的主要数据源,海冰密集度反演算法由合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)图像分类向深度学习算法发展;光学遥感海冰密集度算法较为成熟,但受限于云层和夜晚限制,其反演结果多用于其他海冰密集度产品的验证。受传感器硬件限制,3种观测手段各有其长处与不足。为获得高精度、高时空分辨率的海冰密集度数据,开展多源数据融合研究是解决传感器性能瓶颈的有效手段。大数据时代,基于深度学习的海冰密集度卫星遥感反演技术快速发展,需要深度融入海冰密集度卫星遥感领域知识。海冰密集度卫星遥感反演应着力于海冰预报服务,致力于提高我国的海冰预报能力。

关键词：海冰密集度卫星遥感微波遥感光学遥感

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气候变化情景下东南印度洋亚南极模态水的演变趋势研究

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海洋学报 2021年第11期43卷 1-21页

作者：邱子珊徐腾飞魏泽勋聂珣炜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

基于参与第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的8个地球系统耦合模式所输出的历史模拟结果,本文通过与观测对比,评估了CMIP6模式对东南印度洋亚南极模态水的模拟能力,并预估了在中等强迫情景和高强迫情景下,该模态水潜沉率、体积及性质的变... 详细信息

基于参与第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的8个地球系统耦合模式所输出的历史模拟结果,本文通过与观测对比,评估了CMIP6模式对东南印度洋亚南极模态水的模拟能力,并预估了在中等强迫情景和高强迫情景下,该模态水潜沉率、体积及性质的变化趋势。结果表明:与Argo观测相比,CMIP6模式中南印度洋混合层偏深且上层海洋的位势密度偏小,因此其模拟的东南印度洋亚南极模态水潜沉率偏大而位势密度偏小。不同CMIP6模式之间模拟的东南印度洋亚南极模态水潜沉区存在差异,混合层侧向输入是导致这一差异的主要原因。此外,在历史模拟和两种情景试验中,东南印度洋亚南极模态水均呈现出潜沉率和体积减小、温度升高、盐度和密度降低的趋势。其中,在高强迫情景下,变化趋势最大,中等强迫情景次之,历史模拟中的变化趋势最小。这表明,辐射强迫越强,东南印度洋海表温度升高和淡水输入增加的趋势越大,导致混合层变浅及其南北梯度减小的趋势越快,东南印度洋亚南极模态水潜沉率、体积和性质变化的趋势也随之增大。

关键词： CMIP6 东南印度洋亚南极模态水潜沉率气候变化情景试验

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高分辨率变焦式连续波测风激光雷达设计与实验

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大气与环境光学学报 2022年第4期17卷 393-408页

作者：崔桐陈相成戴光耀张洪玮王琪超吴松华中国海洋大学海洋高等研究院信息科学与工程学院海洋遥感研究所山东青岛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

为实现近场风场的非接触式高分辨、高精度测量,弥补脉冲相干测风激光雷达在近场风场测量存在盲区的缺陷,选用对人眼安全的1550 nm工作波长的高功率连续波光纤激光器作为光源,基于激光多普勒相干测风原理,通过改变连续波激光聚焦位置实... 详细信息

为实现近场风场的非接触式高分辨、高精度测量,弥补脉冲相干测风激光雷达在近场风场测量存在盲区的缺陷,选用对人眼安全的1550 nm工作波长的高功率连续波光纤激光器作为光源,基于激光多普勒相干测风原理,通过改变连续波激光聚焦位置实现风场不同位置的风速探测。为提高系统的信噪比(SNR),优化选取了当前系统本振光功率参数;并通过优化设计“有效频谱质心”算法,对连续波测量体积内存在多个速度分量数据进行处理,从而提高数据反演精度。使用该激光雷达系统与超声波风速计进行对比实验,风速数据相关性为0.98,标准差为0.16 m·s^(−1)。在此基础上,利用该激光雷达系统进行长期风速观测实验,选取不同天气气溶胶含量差别较大的多组数据进行分析,同时对近地面及近建筑物风场内风速的变化进行了探究。局地风速观测实验结果表明,该激光雷达系统的风速测量区间为0.3∼18 m·s^(−1),风场测量位置2∼30 m,能够实现风场风速梯度的连续测量。

关键词：连续波激光相干探测测风激光雷达变焦

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中沙群岛海域春夏交季温盐分布特征

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海洋科学进展 2022年第3期40卷 408-422页

作者：王勇智鞠霞杜军刘长建王德武周润生薛文静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 自然资源部南海调查技术中心广东广州510500 中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100

中沙群岛主要由中沙大环礁和黄岩岛组成,其温盐分布对于本区渔业生产、航海保障和水下通讯等具有重要意义。尤其是春夏之交的季节转换时期,该海域水温和盐度及其相应的跃层特性存在显著的季节变化,掌握其季节变化特征具有重要现实意义... 详细信息

中沙群岛主要由中沙大环礁和黄岩岛组成,其温盐分布对于本区渔业生产、航海保障和水下通讯等具有重要意义。尤其是春夏之交的季节转换时期,该海域水温和盐度及其相应的跃层特性存在显著的季节变化,掌握其季节变化特征具有重要现实意义。本文基于2019年5月(南海春夏季风转换期)中沙大环礁、黄岩岛和2020年6月(夏季风爆发期)中沙大环礁海域大面站调查数据分析,发现中沙大环礁海域水温和盐度分布特征在夏季风爆发前后具有显著的差异性,2个航次的温跃层分布也呈现出较大不同,2019年5月黄岩岛海域温盐中上层分布与中沙大环礁相似,但底层有所差异,跃层深度也较大。2020年6月中沙大环礁内水体升温较快,各层水温均高于2019年5月,其中以底层水体升温最为显著;2019年5月中沙大环礁内水温水平梯度较大,且随着水深加大水平梯度也越大,2020年6日水平温度梯度逐渐减小。2个航次的盐度分布与水温分布较为相似。结合调查时段的海表热通量变化和卫星高度计资料分析认为,2019年5月中沙大环礁西南部海洋吸热高于东北部,故表层水温西南高东北低;2020年6月至7月环礁西南部海洋吸热低于东北部,故表层水温西南低东北高。由于中尺度涡的作用,中沙大环礁区域局部产生低温高盐或高温低盐水,并导致2020年6月中沙大环礁大部分海域的温跃层加深。

关键词：中沙大环礁温度温跃层中尺度涡

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下放式海洋观测中同轴铠装缆自缠绕/打结原因浅析及解决方案

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海岸工程 2023年第3期42卷 231-240页

作者：云升军郭延良熊学军于龙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

结合CTD/LADCP(Conductivity-Temperature-Depth/Lowed Acoustic Doppler Current Profiler)观测实例,从作业海况、水下单元架构、水下姿态三方面分析研究下放式海洋观测中同轴铠装缆自缠绕/打结状况发现,仪器观测架在布放过程中存在旋... 详细信息

结合CTD/LADCP(Conductivity-Temperature-Depth/Lowed Acoustic Doppler Current Profiler)观测实例,从作业海况、水下单元架构、水下姿态三方面分析研究下放式海洋观测中同轴铠装缆自缠绕/打结状况发现,仪器观测架在布放过程中存在旋转现象,旋转产生的扭力作用于同轴铠装缆;扭力得不到释放,在海况较差的情况下极易造成同轴铠装缆的自缠绕/打结。为解决这些问题,本文进一步提出了一套实用的改进方案,在既保证能够在较差海况下作业、又不减少观测仪器的前提下,改进仪器观测架和同轴铠装缆的连接结构,同时增加机械转环及附属结构。观测实践证明,该方案可以有效避免与CTD/LADCP观测类似的下放式观测中同轴铠装缆因自缠绕造成的“打结”现象的出现,大大提高了现场观测效率,保证了仪器安全和数据顺利传输。该技术源自基本海洋观测实践,可为广大海洋调查工作者提供有益的借鉴。

关键词： CTD LADCP 同轴铠装缆转环自缠绕打结

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印度尼西亚海潮致混合研究现状与展望

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海洋科学进展 2021年第1期39卷 1-8页

作者：魏泽勋徐腾飞王永刚李淑江滕飞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

印度尼西亚海(简称印尼海)位于热带太平洋和印度洋交汇的海域,是全球最大的内潮生成海域。内潮耗散导致强烈的潮致混合,一方面将温跃层以下的海水卷入上层,降低印尼海海表温度,之后通过海气相互作用产生显著的天气和气候效应;另一方面... 详细信息

印度尼西亚海(简称印尼海)位于热带太平洋和印度洋交汇的海域,是全球最大的内潮生成海域。内潮耗散导致强烈的潮致混合,一方面将温跃层以下的海水卷入上层,降低印尼海海表温度,之后通过海气相互作用产生显著的天气和气候效应;另一方面对穿越印尼海的印度尼西亚贯穿流的物质与能量输运也有着重要影响。自Arlindo计划以来,人们对印尼海潮致混合的认识不断深化,并通过在海洋环流数值模式中考虑印尼海强潮致混合过程,提升了对印尼海和全球大洋环流的模拟效果。但由于缺乏现场观测资料和针对性的潮致混合参数化方案,印尼海潮致混合特征的定量描述及其在海洋环流与气候模式中的表达尚未完全解决。本研究对印尼海潮致混合及其在海洋环流和气候数值模式中的应用的最新研究成果进行了概述和展望,并对未来该海域混合观测方案和潮致混合参数化方案提出了针对性建议。

关键词：印度尼西亚海潮致混合印度尼西亚贯穿流数值模拟

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应用于海洋物性监测仪的小型浮标水动力分析

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海洋科学进展 2021年第1期39卷 136-145页

作者：梁冠辉孙宝楠薛宇欢陶常飞官晟周兴华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

为验证研制的国产气象水文传感器的性能,设计了直径3 m的圆盘式小型浮标,拟搭载所有传感器在2000 m以深海域开展应用试验。统计了试验海域的有义波高、波浪周期、最大风速和表层流速等环境参数,计算了浮标的质量、重心、吃水、受力投影... 详细信息

为验证研制的国产气象水文传感器的性能,设计了直径3 m的圆盘式小型浮标,拟搭载所有传感器在2000 m以深海域开展应用试验。统计了试验海域的有义波高、波浪周期、最大风速和表层流速等环境参数,计算了浮标的质量、重心、吃水、受力投影面积和惯性矩等设计参数。以三维势流理论和波浪辐射-绕射理论为基础,使用AQWA软件在频域内对浮标进行水动力计算,仿真了浮标工作时所受的一阶波浪力、附加质量、附加阻尼和运动幅值响应因子,通过仿真结果对浮标设计方案进行优化,优化后的浮标计算结果随波浪频率变化平缓,幅值合理且无激增点,表明该浮标与工作海域内的波浪没有发生明显谐振,对环境载荷有足够的承受能力,方案可用于浮标研制。

关键词：浮标势流:水动力:频域分析耐波

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基于漂流浮标观测分析日本福岛以东表层海洋物质的散播轨迹

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海洋与湖沼 2022年第5期53卷 1027-1044页

作者：卢锡胡石建王凡胡敦欣刘海龙刁新源于仁成中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东青岛266237 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029

认识海洋中的物质如何散播对于理解海洋环境变化和人类活动污染在海洋中的扩散过程具有非常重要的意义。利用历史海表漂流浮标观测数据,对日本福岛以东海域的表层物质散播轨迹进行了拉格朗日示踪分析和观测模拟试验研究。结果发现,福岛... 详细信息

认识海洋中的物质如何散播对于理解海洋环境变化和人类活动污染在海洋中的扩散过程具有非常重要的意义。利用历史海表漂流浮标观测数据,对日本福岛以东海域的表层物质散播轨迹进行了拉格朗日示踪分析和观测模拟试验研究。结果发现,福岛以东海域海表浮标的散播路径主要分为东、南两支,其中速度较快的东支为主要通道,沿黑潮延伸体汇入北太平洋流,最短用时大约22个月即可到达北美西海岸;南支则沿黑潮延伸体以南的大范围南向流向西南方向运移,速度较慢且明显受涡旋活动影响,最快大约5个月即可到达吕宋海峡和中国台湾以东海域,进而进入南海和东海等中国近海海域。通过开展观测模拟试验,发现海表浮标散播的概率密度分布呈现以福岛附近海域为核心、向西南和正东方向递减扩展的形态,其中,到达中国近海的浮标主要通过吕宋海峡进入。文章详细讨论了研究结果的局限性、不足之处,以及因基于大量现场观测而具备的重要参考价值。

关键词：福岛核污染西太平洋扩散轨迹漂流浮标

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