基于船舶空气流场仿真的船舶测风偏差校正方法

船舶海面风观测易受船体和上层建筑造成的畸变气流影响,使测风数据存在偏差。针对船舶相对风测量偏差校正问题,采用CFD仿真方法研究船体周围钝体绕流气流场,量化桅杆左、右横桁实测相对风速、风向与舰桥上部参考测风点相对风速、风向偏差,利用最小二乘支持向量机分别对左、右舷测风偏差进行回归并建立校正模型。通过海上实船实验采集桅杆左、右横桁与舰桥上部测风点处的相对风测量数据,验证模型校正测风偏差的实际效果,结果表明CFD仿真建模方法能够有效降低实验船型56%的相对风速测量偏差。     

基于支持向量回归的海面高度统计预报方法研究

本文提出一种基于支持向量回归的统计预报方法,通过经验正交分解对原始数据矩阵进行时空分解,提取出空间模态和时间系数。由于海面高度变化具有非线性、大惯性的特点,对时间系数进行小波分析,能有效滤除其中的高频信号,得到表征海面高度变化的低频信号。利用支持向量回归方法对小波分解后的低频信号构建预报模型。最后,进行小波重构,还原时间序列长度,实现未来7天的海面高度预报。通过黑潮附近海域的海面高度预报结果验证,该预报方法的预报效果优于整合滑动平均自回归预报方法。本文通过机器学习的算法实现了海面高度的预报,为海洋预报方法提供了新的思路。     

大风影响下的莱州湾西岸单站底层泥沙输运特征分析

基于2018年10月21日至11月6日莱州湾西岸连续站观测数据,本文利用集合经验模态分解、希尔伯特?黄变换和小波分析法对底层单宽输沙率的小尺度特征做分析,并针对观测期间出现的大风天气对泥沙输运的影响进行了探究。结果表明,单宽输沙率在观测时间段内具有高频、潮周期、低频以及长周期尺度变化特征,周期尺度从小到大。其中高频和潮周期分量方差贡献率及所含能量最高,对输沙率的影响最强。边际谱显示东西方向输沙率的显著周期为13.3 h,南北方向大于11 h的周期较为显著。观测期间底层净泥沙通量分别为东向305.77 kg/m、南向597.25 kg/m,余流分量贡献最大,低频和高频分量贡献最小。上强迫风场主要在风速衰减期通过湍流和波浪影响输沙速率的时频分布,使其低频变化显著增强的同时,产生1 h周期左右的高频波动。交叉小波分析显示,风速和单宽输沙率在低频波段上相干性较强,且单宽输沙率会滞后风速1/4至1/2个周期。另外,风浪会增强泥沙输运的涨落潮不对称性,进而增加潮周期分量上的泥沙净输运。     

联合BEMD与LS-SVM的多波束异常数据探测方法

针对多波束水深数据非线性、非平稳性的特点,将二维经验模态(BEMD)和最小二乘支持向量机(LSSVM)引入到多波束水深数据异常值探测中,构建BEMD和LSSVM混合模型。首先,利用二维经验模态将多波束水深数据分解为不同频率的若干个本征模态函数;然后,考虑到异常数据处在高频部分,利用最小二乘支持向量机探测高频本征模态函数(IMF1、IMF2)中包含的异常值;最后,综合两组异常值判定原始水深数据中异常数据。通过实验证明方法的可行性且相比单一模型取得更好的异常值探测效果。     

基于局部均值分解和交叉小波的全球平均海平面变化与ONI 指数多尺度特征研究

为研究全球平均海平面与ENSO（El Niño-Southern Oscillation） 的相关性问题, 本文提出了一种结合局部均值分解和交叉小波原理的分析方法, 揭示全球平均海平面和ENSO 的影响机理和因果关联。利用全球平均海平面的时间序列进行局部均值分解得到PF 分量和余量, 表示海平面变化的高频分量、低频分量和趋势分量。剔除高频分量的影响, 利用最小二乘线性拟合趋势分量, 得到1991—2000 年的全球平均海平面上升速率为3.6 mm/a。接着对PF 的低频分量进行距平变换再与ONI 指数（Oceanic Niño Index, ONI） 分别进行Morlet 连续小波变换得到小波功率谱, 再将变换的连续小波分别进行交叉小波变换得到交叉小波功率谱和凝聚谱, 通过交 叉小波功率谱和交叉小波凝聚谱揭示信号在时频空间的能量共振和协方差分布规律, 其中交叉小波功率谱体现了共同的高能量区的相关性, 交叉小波凝聚谱体现了共同的低能量区的相关性。结果表明, 该方法能在多尺度上分析海平面的变化, 并能分析ONI 指数与全球平均海平面的关系, 可为全球平均海平面演变规律分析和预测等方面提供有力工具。     

基于小波分析的我国台风风暴潮直接经济损失周期分析及预测

本文选取1989-2021年我国台风风暴潮直接经济损失统计数据,依据线性趋势法和Mann-Kendall非参数检验法进行分析,结果表明,32年间我国风暴潮灾害经济损失呈现显著下降趋势,整体呈厚尾分布特征,采用对数化处理后呈显著的正态分布特征。采用Morlet小波变换对我国台风风暴潮直接经济损失的周期变化规律进行分析,t检验结果显示,全域存在准两次高频振荡,1～2年及7～8年的周期振荡,但随时间变化年际周期逐渐缩短为3～5年,说明风暴潮经济损失序列存在高频振荡和多周期嵌套的低频振荡规律。在此基础上,采用Daubechies小波分解分离高频信号和低频信号,均方根误差和信噪比精度分析结果表明,当小波基设置消失矩为7,分解层数为2时,我国台风风暴潮直接经济损失时间序列具有最优分解重构效果。对各分解层进行小波系数平稳性检验和白噪声检验,建立的小波分解-ARMA组合模型的模拟精度和预测精度均优于传统的自回归移动平均模型和Fourier级数拓展模型,证明了小波分解法在我国台风风暴潮经济损失快速评估中具有可靠性和优越性。     

基于小波分解和最小二乘支持向量机的ENSO集成预测

用小波分解和最小二乘支持向量机相结合的方法,建立了ENSO的集成预报模型。该方法将复杂海温系统分解为相对简单的带通分量信号,然后建立分量信号的独立预报模型,最后对预报结果进行集成。试验结果表明,模型在保留预报对象主要特征的前提下,有效地降低了预报难度,集成预报准确率和预报时效均较传统方法有明显的改进和提高。     

基于遗传算法-支持向量机模型在热带气旋强度预报中的应用

利用遗传算法对支持向量机(SVM)模型参数进行寻优,找到最优参数组合后代入SVM模型中,得到基于遗传算法的支持向量机模型(GA-SVM),利用此模型对热带气旋强度进行预报实验。该模型对热带气旋强度12 h、24 h和48 h的预报平均绝对误差分别为3.01 m/s、4.46 m/s和6.57 m/s;比最小二乘回归法的预报精度分别提高了12%、11%、14%。     

基于SVM的气候持续法在热带气旋路径预报中的应用试验

本文利用气候持续性因子,分别采用支持向量机法、神经网络法及最小二乘回归法建立西北太平洋地区12、24、36、48h热带气旋路径预报模型.通过1997～2002年的试报.支持向量机法明显优干回归方法和神经网络法,12h的预报水平分别提高了4.97%和2.75%,而且随着预报时效的延长,这种优势越来越明显,4Sh的预报水平提高了11.92%和7.88%.     

极低频海洋噪声与风的相关性研究

风通过影响海洋表面从而产生200 Hz以上的深海环境噪声,但有研究指出,通过风生表面波之间的非线性相互作用产生的驻波,能够与海床共振构成海底微震,从而产生10 Hz以下的噪声。针对这一新型风生噪声机制,本研究对威克岛海域10 Hz以下的极低频噪声进行了分析。比较了不同频率下海洋环境噪声功率谱级与风速的相关性,并讨论了风速和风向对设立在威克岛南北部二组水听器三联体信号的影响,结果表明2 Hz处的海洋环境噪声级与风速相关性最好,而风速和风向变化越剧烈海洋环境极低频噪声与风速风向的相关性越好。     

大学生海洋权益和海洋环境知识调查及分析

文章在分析大学生海洋权益和海洋环境知识调查问卷的基础上,得出大学生海洋权益和海洋环境知识总体较弱,如近50%的学生对有关海洋权益如领海制度、专属经济区等知识不了解,有86.62%的学生不知道我国管辖的海域面积,有2.16%的学生认为无人烟的海岛可以不要。但大多数学生海洋知识意识强烈,如有95.41%的学生把海洋知识作为自己知识视野的一部分,有85.35%的学生认为有必要在大学开设海洋类选修课程。进而分析了大学生海洋意识总体偏弱的原因和加强大学生海洋意识教育的必要性,最后提出加强的措施。     

深海研究与海洋强国——“第一届深海研究与地球系统科学学术研讨会”综述

简要介绍了"深海研究与地球科学学术研讨会"的概况,扼要阐述了各专题发言的学术成果,提出了我国海洋发展的战略目标。     

基于遥感和GIS相结合的广西海岸线时空变化特征分析

利用不同时段的遥感影像、数字化地形图和历史航空相片,在地理信息系统平台上获取广西海岸线的时空变化资料,并对其进行分析。结果表明:(1)近50年来,广西海岸线总的长度减小,在1955—1998年期间岸线长度呈递减趋势;(2)岸线由曲折向平直化演变,其中围垦段的岸线相对平直;(3)风流岭江南岸及企沙东面鹿墩岛海岸的自然侵蚀幅度不大,岸线变形较小。     

基于ARMA模型的潮位拟合及内插研究

在水深测量过程中,采集的潮位数据往往存在断缺现象,给水深测量内业工作者造成干扰。针对潮位数据断缺问题,对断缺数据简单预处理后,利用ARMA模型对潮位数据序列变化规律进行分析,拟合潮位时间序列数据变化趋势,然后将拟合的值内插到数据断缺处,以建立完整的潮位改正文件,最后对拟合模型进行精度评价分析。实验结果表明,拟合模型精度良好,可以快速获取符合要求的插值,提高工作效率。     

斜坡堤胸墙波压力的试验与分析

通过断面物理模型试验,获得了斜坡堤堤顶胸墙在肩宽B不同工况组合下,承受水平波浪力、底部浮托力的大量数据。对这些数据进行了分析,得出了斜坡堤堤顶胸墙波压力随肩宽B的变化规律。     

加筋板轮印载荷分布特性的试验与数值分析

轮印载荷的分布对于直升机甲板加筋板结构的设计至关重要。通过在橡胶块上加压的方式模拟轮印载荷,直接测量橡胶块与加筋板结构之间的接触压力,揭示轮印载荷分布特性,得到轮印载荷在加强筋和铺板之间的分布具有较强的不均匀性。利用ABAQUS软件进行轮印载荷分布的数值计算,结果表明,数值计算结果与试验结果吻合较好,试验工况下分布在加强筋上均布轮印载荷为接触面上均布轮印载荷的1.279倍。研究了加筋板面板初始缺陷、加强筋高度以及加筋板面板厚度对轮印载荷分布的影响。数值结果表明:考虑面板初始缺陷、降低面板厚度和增加加强筋的高度使轮印载荷分配到加强筋上的比例增大,但在相对刚度变化相同的情况下,降低面板厚度和增加加强筋高度对轮印载荷分布的影响不同。     

藻类生长对沉积物上磷迁移转化的影响

通过模拟中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和沉积物共存体系,探究了富营养化条件下,藻类与沉积物对无机磷的吸收/吸附作用的相互影响。采用自制的金汞伏安微电极测定了藻与沉积物共存体系中溶解氧(DO)的含量变化,分析了体系中溶解氧含量变化与磷消耗速率以及沉积物中磷形态分布变化之间的关系。结果表明,在本课题研究范围内,共存的藻类与沉积物互相影响彼此对磷的消耗过程,1.0×10^4、5.0×10^4和1.0×10^5 cells/mL三种初始藻密度的中肋骨条藻(Skeletonema costatum)48 h后对磷的吸收百分比分别达54.7%、73.4%、93.8%,添加沉积物后分别降至21.3%、34.1%和51.9%;沉积物对培养基介质中的无机磷的吸附百分比为42.5%,加入三种不同藻密度的藻体后分别降至9.1%、2.8%及0.3%。高密度藻与沉积物共存体系的耗磷速率与体系DO含量呈显著负相关(p<0.05)。体系中DO浓度降低会促进沉积物中Fe-P向水体中释放,从而导致沉积物中铁结合态磷(Fe-P)含量的降低。可交换态磷(Ex-P)、有机磷(OP)和Fe-P是藻类存在时沉积物向水体中较易释放的形态。     

AIS航标及其在海图上表示方法的探讨

介绍了AIS航标的原理和应用,分析了这种新型数字航标的特点,在对AIS航标与传统航标进行比较的基础上,重点探讨了AIS航标在海图上的表示原则和方法,提出了在海图上完整表示AIS虚拟航标的设想,对在海图上表示新的航标类型的方法提供了参考。     

海洋经济发展规划监测评估研究

随着全国海洋经济发展规划的贯彻落实和省级海洋经济发展规划的相继出台,对规划进行监测评估已迫在眉睫。文章设计了海洋经济发展规划评估指标体系框架,探讨了从国家层面上和项目层面上对规划监测评估的方法,借助信息化管理手段,推进和完善海洋规划管理体系,形成对海洋经济发展规划有效的监测评估。