检索结果-内蒙古大学图书馆

区域气候模式对长江中下游梅雨的数值模拟:积云对流参数化方案和水平分辨率的影响

大气科学 2024年第6期48卷 2178-2200页

作者：李昊谦王璐陈林孙明葛子安程一峰张荣华南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 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南京210044

本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆... 详细信息

本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式的不同配置组合,本研究共开展了96组成员试验,分析了不同模式配置方案下2020年超强梅雨个例以及1990~2020多年长江中下游梅雨期降水的模拟性能。结果发现:RegCM4.7模式在长江中下游梅雨期降水模拟方面具有一定技巧,其中积云对流参数化方案的选取对模拟结果影响较大,Tiedtke方案对梅雨降水的模拟技巧相对较高,而Grell方案相对较低。分析发现Tiedtke方案能够更合理地再现对流降水以及对流降水与层状云降水的比率,这可能是导致该方案对梅雨降水整体模拟效果较好的原因。进一步地,水平分辨率对梅雨期降水模拟的影响与地形因素有关,低水平分辨率(60 km)试验在复杂地形区域表现出显著的降水湿偏差,随着水平分辨率的提高,复杂地形带来的降水湿偏差可以明显减小。研究发现,在低分辨率试验中,中尺度对流系统(MCS)降水被长时间地锢囚在山区陡峭地形处,这将导致长时间尺度上的平均降水表现出湿偏差;而高分辨率试验能够更好地刻画复杂地形区域MCS从午后生成并逐渐向东传播的日变化特征,进而合理地再现梅雨期平均降水。最后,RegCM4.7中的微物理方案和陆面模式的选取对降水的模拟影响不大。综上,一系列数值试验结果表明区域气候模式RegCM4.7对包括2020年超强梅雨个例在内的长江中下游梅雨期降水具有较好的模拟技巧,相较而言,当RegCM4.7模式采用Tiedtke积云对流参数化时梅雨降水整体模拟技巧相对最佳,若更关注复杂地形区域的降水可考虑采用高水平分辨率配置。

关键词：梅雨模拟 RegCM4区域模式积云对流参数化方案模式分辨率 2020超强梅雨

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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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菲律宾海底层水体在1990s—2010s之间的暖化

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热带海洋学报 2018年第6期37卷 26-32页

作者：黄财京谢强陈举舒业强陈玲舫中国科学院深海科学与工程研究所海洋环流观测与数值模拟实验室海南三亚572000 中国科学院大学北京100049 热带海洋国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 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266000

跨菲律宾海的重复断面水文观测揭示:菲律宾海底层水体从1990s到2010s增暖了0.002～0.01℃。在西马里亚纳海盆和四国海盆,较冷的下层绕极深层水(Lower Circumpolar Deep Water,LCDW)减少,较暖的LCDW增加;而在菲律宾海盆,较冷的变性LCDW减... 详细信息

跨菲律宾海的重复断面水文观测揭示:菲律宾海底层水体从1990s到2010s增暖了0.002～0.01℃。在西马里亚纳海盆和四国海盆,较冷的下层绕极深层水(Lower Circumpolar Deep Water,LCDW)减少,较暖的LCDW增加;而在菲律宾海盆,较冷的变性LCDW减少,较暖的变性LCDW增加。菲律宾海盆4000dbar的热通量是0.0413W·m^(–2),而西马里亚纳海盆和四国海盆的是0.0221W·m^(–2)。菲律宾海盆由于深层海洋热膨胀引起的局地海平面上升速度是0.0621mm·yr^(–1),而西马里亚纳海盆和四国海盆的是0.0333mm·yr^(–1)。

关键词：暖化底层水体菲律宾海

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基于CatBoost和XGBoost组合模型的水深反演

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海洋测绘 2023年第3期43卷 59-63页

作者：曾书玉谢涛孔瑞瑶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

为获取高精度的水深信息以满足海洋研究各领域的需要,提出一种CatBoost和XGBoost模型组合的水深反演模型。选取Sentinel-2A卫星遥感数据,以瓦胡岛为研究区域,引入CatBoost和XGBoost模型,对二者进行线性组合,构建CatBoost-XGBoost组合模... 详细信息

为获取高精度的水深信息以满足海洋研究各领域的需要,提出一种CatBoost和XGBoost模型组合的水深反演模型。选取Sentinel-2A卫星遥感数据,以瓦胡岛为研究区域,引入CatBoost和XGBoost模型,对二者进行线性组合,构建CatBoost-XGBoost组合模型。实验结果表明:组合模型的决定系数、均方根误差、平均绝对误差以及平均相对误差分别为95.32%、1.29 m、0.86 m、20.51%,与单一模型相比,组合模型的水深反演精度有一定提高。

关键词：海洋遥感水深反演组合模型 CatBoost模型 XGBoost模型

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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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南海西北部上层海洋对连续台风的近惯性响应

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中国科学：地球科学 2019年第4期49卷 731-740页

作者：马永贵张书文齐义泉经志友广东海洋大学海洋与气象学院湛江524088 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266237 河海大学海洋学院南京210098 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广州510301

文章基于2011年9～11月南海西沙潜标观测资料,研究了西沙海域上层海洋对连续台风Nesat(1117)和Nalgae(1119)过境的近惯性响应.结果表明:两个台风过境都产生了强烈的近惯性振荡,且台风路径右侧的近惯性流速明显大于左侧. Nesat引起的近... 详细信息

文章基于2011年9～11月南海西沙潜标观测资料,研究了西沙海域上层海洋对连续台风Nesat(1117)和Nalgae(1119)过境的近惯性响应.结果表明:两个台风过境都产生了强烈的近惯性振荡,且台风路径右侧的近惯性流速明显大于左侧. Nesat引起的近惯性内波平均垂向相速度为0.25cm s^(-1),垂向群速度为0.85m h-1,垂向波长为***所引起的近惯性内波垂向相速度和群速度均小于Nesat,垂向波长仅为Nesat的1/2.两个台风引起的近惯性能量下传深度存在明显差异, Nalgae约为200m,而Nesat可下传至300m.产生这一差异的主要原因是Nesat引起的近惯性能量不易耗散,同时能够以较快的速度向深海传播.此外,两个台风引起的近惯性内波频率都存在明显的蓝移现象. Nesat引起的近惯性内波频率在100～150m深度受多普勒频移的影响明显增大;然而Nalgae引起的近惯性内波频率却在100～150m深度显著减小,这是由于两个台风过境期间,西沙海域背景场涡度差异所致.

关键词：连续台风近惯性振荡近惯性能量传播

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南海北部陆坡海区春末第一模态内孤立波观测及特征分析

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海洋科学进展 2022年第3期40卷 399-407页

作者：王火平鞠霞孙佳于龙中海石油(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

为获取南海北部陆坡海区第一模态内孤立波的动力结构及时间变化特征,本文利用该海区1套内孤立波浮标观测数据,对陆坡海区的内孤立波现场观测数据分析,识别判定了2021年5月5日至6月3日共30 d的179次第1模态内孤立波过程,并进行了内孤立... 详细信息

为获取南海北部陆坡海区第一模态内孤立波的动力结构及时间变化特征,本文利用该海区1套内孤立波浮标观测数据,对陆坡海区的内孤立波现场观测数据分析,识别判定了2021年5月5日至6月3日共30 d的179次第1模态内孤立波过程,并进行了内孤立波的特征分析。南海北部陆坡海区第1模态内孤立波剖面流场为双层结构,上层主要为西偏北向流动,下层流向与之相背,流速转向发生在100~150 m深度处。内孤立波期间,最大流速多发生于上层,流速为60~120 cm/s,底层流增强,上层流与下层流流向相反。受内潮影响,研究区域内孤立波存在半日和全日2个周期,主要以20~30 min间隔的波列形式向西偏北方向传播。本文关于南海北部陆坡海区第一模态内孤立波的分析研究有助于提升对该海区内孤立波时空变化特征的认识,为工程水下施工提供参考和依据。

关键词：内孤立波南海陆坡现场观测传播方向

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南海珊瑚礁白化遥感热应力检测改进方法研究

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自然资源遥感 2021年第4期33卷 136-142页

作者：刘白露管磊中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院青岛266100 中国海洋大学三亚海洋研究院三亚572022 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266237

近年来受全球气候变暖等因素的影响,全球珊瑚礁白化事件频发,而美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的珊瑚礁监测(Coral Reef Watch,CRW)系统在南海的监测结果存在低估问题。文章基于1985... 详细信息

近年来受全球气候变暖等因素的影响,全球珊瑚礁白化事件频发,而美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的珊瑚礁监测(Coral Reef Watch,CRW)系统在南海的监测结果存在低估问题。文章基于1985年起的180例南海及周边海域的珊瑚礁白化相关报道,通过计算不同阈值组合的白化漏检率、误检率与准确率,评估得到最佳阈值组合,最终实现对南海珊瑚礁白化热应力检测的改进。实验结果表明:①NOAA阈值对应的白化检测结果漏检率为70.70%,长期的白化低估现象确实存在;②采用改进后的临界阈值(critical threshold,CT)与警报阈值(alert threshold,AT),可将白化检测准确率由58.13%提升至73.90%,同时漏检率与误检率均低于30%。通过2007年6月南沙群岛的白化事件,发现相较过去的低估,改进后的热应力指数能对事件做到有效检测,并能适时标记白化警报级别。结果证明热应力检测的改进方法能提高珊瑚白化监测水平,有利于南海珊瑚礁的管理与保护。

关键词：珊瑚礁白化南海遥感 SST 热应力

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基于相干多普勒激光雷达的飞机尾涡观测

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光学学报 2021年第9期41卷 1-18页

作者：王筱晔吴松华刘晓英尹嘉萍潘卫军王玄中国海洋大学信息科学与工程学院海洋技术系山东青岛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 中国海洋大学海洋高等研究院山东青岛266100 青岛镭测创芯科技有限公司山东青岛266100 中国民用航空飞行学院空中交通管理学院四川广汉618307

相干多普勒激光雷达(Coherent Doppler Lidar,CDL)凭借高精度、高时空分辨率等优势已成为晴空尾涡探测的主要手段。为了提高飞机尾涡观测效率并实现数据的快速处理和实时显示,基于2018年在四川开展的尾涡观测实验,提出了一种基于CDL频... 详细信息

相干多普勒激光雷达(Coherent Doppler Lidar,CDL)凭借高精度、高时空分辨率等优势已成为晴空尾涡探测的主要手段。为了提高飞机尾涡观测效率并实现数据的快速处理和实时显示,基于2018年在四川开展的尾涡观测实验,提出了一种基于CDL频谱宽度和径向风速的尾涡快速识别方法,并基于此方法分析了典型机型的尾涡演化过程。结果表明,不同机型的尾涡演化趋势相似,均在距地面约50 m处产生并向下、向外扩散,尾涡环量逐渐减小,但由于近地面效应的影响,会伴有短时间环量增加现象。随着飞机重量和翼展的减小,尾涡的耗散时间缩短,左右涡初始涡核的间距减小,频谱宽度融合现象更明显,该现象消失所历经的时间增加。

关键词：大气光学激光雷达航空安全飞机尾涡快速识别与演化

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上层海洋对台风“凯萨娜”(2009)的响应特征

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海洋科学 2019年第9期43卷 1-11页

作者：王冠琳李大伟徐腾飞滕飞魏泽勋国防科技大学气象海洋学院江苏南京211101 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

本文利用多源卫星遥感数据和Argo浮标数据对2009年台风"凯萨娜"过后,南海上层海洋的物理和生态响应特征进行了分析。结果表明,"凯萨娜"引起的上升流流速最大可以达到1.6×10^–3m/s,台风过后,海表面温度(SST)... 详细信息

本文利用多源卫星遥感数据和Argo浮标数据对2009年台风"凯萨娜"过后,南海上层海洋的物理和生态响应特征进行了分析。结果表明,"凯萨娜"引起的上升流流速最大可以达到1.6×10^–3m/s,台风过后,海表面温度(SST)下降显著,最大降温幅度可以达到6℃,海表面高度降低,先前存在的中尺度冷涡进一步加强。台风过后,沿着台风路径,叶绿素浓度升高,最大值可以达到2 mg/m^3以上,初级生产力升高到台风过境前的5倍。SST的最大降温中心与海面高度下降区域以及叶绿素浓度升高的区域一致。Argo数据表明台风诱发了强烈的垂向混合和艾克曼泵吸,不同位置处,垂向混合和艾克曼泵吸的强度不一样。通过混合和泵吸过程,台风可以把海洋内部的营养盐输送到海洋表层,对整个南海的物理和生态过程有重要影响。

关键词：台风海表面温度海表面高度叶绿素 Argo

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