不同模态海洋内波特征的诊断分析

本文利用谐波分析理论提出了海洋中内波在不同模态下的特征参量的诊断方法,给出了两种背景场的求取方法:函数逼近法和平均法,并对一个实测内波资料进行了诊断分析,得到了不同模态下内波温度振幅和周期的特性。     

基于实测资料的内波振幅修正参数

针对海洋内波参数反演的技术难点,本文从原始内波动力学方程组出发,提出了一套更容易实现的内波波长反演方法,通过加入与波长、水深相关的振幅修正系数,得到了改进的内波振幅反演方法,并与实测资料进行了对比验证。结果证明,加入参数修正后的内波振幅精度得到了较大提高。     

中国海南岛东部海域内波特性观测分析

在海南岛东部海域内波生成区和传播区,采用CTD与温度链实测数据,结合潮流资料,从发生周期、时间与振幅等方面分析了海南岛东部海域内波的特性,发现此处内波与潮汐间存在较强的对应关系,周期表现为不规则全日潮周期,内波多发于高潮时后1~4h内,占总发生次数的75%。2009年观测得到的内波周期范围主要集中在10~29min之间,约占总数的70%,振幅主要集中在6~15m,约占总数的80%;2010年观测得到的内波周期主要集中在10~45min之间,约占总数66.8%,振幅集中在10~29m,约占总数75%。海南岛东部海域潮致内波的周期与振幅的差异性可能是由海水深度与上升流的影响导致的。     

基于VMD对SAR海洋内波参数的自动反演

经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)是反演海洋内波参数的有效方法之一,但由于EMD存在模态混叠等问题,对海洋内波进行参数反演时会产生一定误差。相比较于EMD,变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)能够有效地抑制模态混叠现象。为了更好地对海洋内波进行参数反演,提出了一种基于VMD对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)遥感图像中的内波参数进行自动反演的方法。该方法先对SAR图像进行Canny处理,获取图像中的内波条纹信息,再根据内波传播方向自动选取灰度剖面;然后利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)信号特征自适应分解模态函数的特点,再将分解得到的有效模态数作为VMD中参数K的参考值;最后利用VMD分解后的数据进行内波参数反演。试验结果表明:通过对Canny预处理后的条纹信息进行灰度剖面自动选取,解决了人为选取剖面所可能导致的误差;通过对剖面信号进行VMD处理不仅解决了EMD模态混叠的问题,成功地反演出内波的前导波振幅,而且所反演的结果与EEMD反演参数以及实测资料数据吻合得很好。     

基于EMD算法的海洋内波参数反演

利用合成孔径雷达(SAR)图像研究海洋内波具有其他遥感探测及实地海洋测量不可替代的优势,然而从SAR数据中提取内波参数的方法却往往由于人工选取的位置不同使得反演的内波参数产生不同的偏差,为了尽量避免人工操作带来的误差并有效反演内波参数,文中提出了一种SAR图像海洋内波波向与波长参数估计的新方法。通过人工选取内波前导线上的3个位置点,计算机自动地获取内波的位置和内波的波向,提取内波断面,在此基础上利用EMD算法反演内波波长,结合内波区域海水密度剖面数据,进一步反演内波振幅参数。通过对实测SAR图像数据进行处理的结果可知,采用该方法对内波SAR图像进行处理,能很好地定位内波位置并获得传播方向及内波波长参数,结合海水密度剖面,实现了内波振幅参数反演。人工干预选取3个位置点,自动计算内波前导线弯曲弧度并自动计算5个内波剖面,减少了由于人工干预操作不同形成的偏差。     

基于Radon 变换获取东沙群岛附近 三个内孤立波的传播速度

由于大振幅非线性内波对东沙群岛附近的海上石油平台具有很大的破坏性,已有多名学者对该海域的非线性内波的 传播波速进行了研究。主要根据2009 年6 月24 日15 时40 分至25 日16 时40 分“科学一号”考察船在东沙岛东北部陆架 上K106 站进行的长达25 h的X波段雷达、温度链、ADCP 同步观测数据,在该海域利用Radon 变换技术获取了本次观测到 的内孤立波的传播速度。利用孤立波到达前30 min的ADCP流速值,计算得到内波传播方向上的背景流大小为0.04 m/s。最终 得出6月24 日22时30 分时的内孤立波传播速度为3.04 m/s,传播方向约为297毅;6 月25 日8 时30 分的内孤立波传播速度 为2.73 m/s,传播方向约为289毅;6 月25 日12 时内孤立波的传播速度为2.59 m/s,传播方向约为283毅。第一个孤立波与后 两个孤立波,在振幅和速度大小上存在明显不同,其生成机制也可能不同。     

浅海内波垂直模式方程的一种解析解

给出了一些海区实测浮力频率剖面的数学模型.利用超几何函数对内波垂直模式方程进行了解析求解,得到内波模式方程的解析解和频散方程.利用得到的解析解给出了一种理想条件下内波前三阶简正模式的结构.     

基于多源遥感数据的日本海内波特征研究

日本海特殊的地理位置和复杂的地形使得该海域内波表征极为复杂，遥感是大范围观测内波的有效手段，已被广泛应用于内波的探测研究。本文利用MODIS、GF-1和ENVISAT ASAR遥感影像，开展了日本海内波特征研究。通过提取内波波峰线，生成了日本海内波空间分布图；获取了内波的波峰线长度和传播速度，并基于非线性薛定谔方程反演了内波振幅。研究结果表明，日本海内波分布范围宽广，不仅大陆架沿海区内波分布密集，深海盆地也探测到了大量内波；日本海北部45°N附近海域有少量内波出现，利用高分影像探测到朝鲜陆架浅海区有大量小尺度内波，大和海盆、大和隆起的西南部海域没有发现内波。日本海内波波峰线长达100多千米，深海区的传播速度大于1 m/s；浅海区内波振幅约10 m左右，深海区可达60 m以上。     

利用海流观测资料检验近海内波

本文基于分层流体中内波流的切变效应,从不可压缩流体的连续方程出发,导出了流体中可能存在内波的必要条件和不存在内波的充分条件,作者利用某些测站海流计垂直阵列的观测结果,对上述条件进行了验证,在观测资料的处理中,首先用福里哀分析方法将实测海流中的潮周期成分分离出来,然后又依据某些考虑将潮周期内波流从实测海流的潮周期成分中分离出来,观测结果与理论分析相当一致,并由此得出内波的一些性质,从而得出结论:海流计垂直阵列的观测资料是检验近海内波的重要手段.     

内孤立波破碎所致混合的实验研究

为定量分析内孤立波破碎的混合过程,本文在二维内波水槽中进行了两层流体第一模态内孤立波在斜坡上破碎的实验,运用粒子图像测速技术(PIV)测量内孤立波传播、破碎、反射过程的流场,计算涡度、湍动能和湍耗散率。结果表明不同振幅内波在不同角度斜坡上破碎时各个量的分布特征十分相似,各组实验各要素时间序列中均有两个峰值,分别发生于非线性增强和破碎时刻。得到破碎时湍耗散率与内孤立波振幅的关系为:较小振幅内波的湍耗散率与振幅呈2次关系,无因次振幅增大到0.9湍耗散率趋于不变;与斜坡角度的关系为:对于小振幅内波斜坡角度增大,破碎程度降低,耗散率减小;振幅较大时,存在一个角度使破碎程度最大。破碎引起的湍耗散率的量级在10–7到10–4m2/s3之间,比实测海洋中内孤立波传播界面和内潮遇地形破碎的湍耗散大1个量级。     

赤潮藻类温度生态幅的定量表达模型研究

首先在Moisan的温度和比生长率关系基础上,依据Shelford耐受性定律,建立了赤潮藻类温度生态幅(最适温度、适温范围、耐受范围)的定量表达模型。同时,依据此模型可定量导出赤潮藻类的生物学零度。其次,结合实验培养数据,建立了东海原甲藻比生长率的温度响应模式,并利用研究结果定量得到该藻种的温度生态幅,这与已有的实验研究和现场监测结果有较好的一致性。     

Beach sediment temperature variations through depth and time

Data obtained from a site at mean tide level on Belfast Lough, Northern Ireland, show temperature fluctuations on various timescales. Hourly means differ markedly from month to month but are similar for different depths during the same month. The short-term temperature fluctuations recorded at the surface are largely dissipated at a sediment depth of 20 cm with the proportion of total flux occurring at any depth remaining similar irrespective of the absolute temperature range. It is suggested that temperature flux ratios may provide an objective in situ assessment of beach exposure and/or water flow through sediments. A plea for a standardized methodology is made.     

青岛近海表皮温度和表层温度之差的观测及模糊数学分析

１９９３．１１．２３．９：００－１１．２８．９：００随“东方红”号海洋考察船,采用“走航式海面遥感参数自动观测系统”在青岛近海进行了５个昼夜的连续观测。根据所得资料,首先对表皮水曙和表层水温之差与各因子之间的关系进行了分析,然后利用数学方法对所获数据进行了计算。结果表明,海洋表皮水温与表层水温之差和海面风速,气温与水温之差及太阳辐射等均有明显关系。但此关系难以用传统数学方法准确表述。应用模糊推理方     

2017 年中国近海海温和气温气候特征分析

2017 年，全球平均海表温度较常年值偏高0.29~0.43 ℃，是自1960 年以来第三热的年份，仅次于2015 和2016 年，同时是没有厄尔尼诺事件影响的全球海洋最热年。1960-2017 年，中国近海年平均海表温度呈显著波动上升趋势，每十年升高0.16 ℃。2017 年中国近海年平均海表温度较常年值偏高0.64 ℃，是自1960 年以来的中国近海第二最热年份，仅次于1998 年。基于国家海洋局沿海海洋观测台站资料分析，1960-2017 年，中国沿海年平均海表温度以每十年0.15 ℃的速率上升（高于全球平均海表温度的升温速率每十年0.11 ℃）。2017 年中国沿海海表温度较常年值偏高0.8 ℃，是1960 年有记录以来的最高值，比2015 年所创的最高纪录高0.2 ℃。1965-2017 年，中国沿海年平均气温以每十年0.30 ℃的速率上升。2017年中国沿海气温较常年值偏高1.1 ℃，也是1965 年有记录以来的最高值，比2016 年高0.2 ℃。     

电流型集成温度传感器的应用

介绍ＡＤ５９０温度传感器的测温原理及其测量精度分析，据此设计一种防爆型温度变送器     

A method for correcting the temperature effect on uCPT measurements in seabed sediments

Abstract

The zero load readings of cone resistance (q_c) and sleeve friction (f_s) measured by a piezocone (uCPT) shift with the ambient temperature. A method of correcting the effect of temperature on uCPT measurements in seabed sediments has been proposed for the case where there is no temperature sensor in the uCPT probe. This method is based on the assumption that the “actual” profile of f_s of soft shallow seabed sediments linearly increases with depth, and a rate of increase of α?=?0.2?kPa/m was obtained using measured ground temperatures and f_s values in seabed sediments in Isahaya Bay, Japan. An “actual” f_s profile can then be constructed using the measured f_s value at the shallow surface and the value of α. Using the differences between the measured and the estimated “actual” f_s profiles, the ground temperature profile can be obtained, and then the effect of temperature on the uCPT measurements can be corrected. The proposed method was used for temperature corrections on uCPT measurements in Isahaya Bay, Japan. The values of undrained shear strength (s_u) from the temperature-corrected uCPT measurements agree well with the laboratory measured values of s_u using the undisturbed soil samples.     

Virgin rock temperatures from well logs — accuracy analysis for some advanced inversion models

Temperature data from 18 measurement series obtained during logging of the Oseberg field in the northern North Sea are presented. Because the measurement series are taken at approximately the same depth, they should give identical temperatures after depth correction, and are suitable for assessing the performance of different models used to determine virgin rock temperatures from well log information.We have used this data set to test the properties of the different models given by Shen and Beck (1986). Although these models were built to simulate closely the thermal recovery of a well and are unbiased, the uncertainties in the temperature estimates when applied to real data are found to be no less than those from simpler (biased) models. This fact confirms the conclusion of Hermanrud (1989a) who showed that physical factors other than those presently accounted for significantly influence the thermal recovery of a borehole.     

赤潮藻类温度生态幅的定量表达模型研究赤潮藻类温度生态幅的定量表达模型研究

首先在Moisan的温度和比生长率关系基础上，依据Shelford耐受性定律，建立了赤潮藻类温度生态幅(最适温度、适温范围、耐受范围)的定量表达模型。同时，依据此模型可定量导出赤潮藻类的生物学零度。其次，结合实验培养数据，建立了东海原甲藻比生长率的温度响应模式，并利用研究结果定量得到该藻种的温度生态幅，这与已有的实验研究和现场监测结果有较好的一致性。     

渤海中部海底恒温层温度及泥温相位随深度变化特征

利用渤海中部两点一年中４个季节泥温观测资料，近似确定两测点海底恒温层泥温分别为１１．０℃和１１．７℃。认国泥温随深度变化可视为一垂向波－泥温波，并利用这一概念分析了泥温相位随深度变化特征，８＾＃，Ａ（Ｂ）平台测点泥温波波长分别为ｌ８＝８ｍ和ｌＡ（Ｂ）＝１０ｍ。研究建议，以０．５ｍ处多年泥温平均值作为海底恒温层温度。     

中国远洋作业渔场海表温度异常年际变动分析

基于美国国家海洋大气局(NOAA)气候预测中心月平均SST资料,利用时间序列的统计学特征分析了中国7个主要远洋作业渔场1982~2011年海表温度异常(SSTA)年际变动,用功率谱方法计算时间序列的显著变动周期,并用相关分析探讨了去除趋势项后的SSTA与南方涛动指数(Southern Oscillation Index,SOI)的相关性。结果表明,1982~2011年中国主要远洋作业渔场SSTA为–0.3~0.3℃,波动周期约为3~4 a,平均SSTA总体呈现上升趋势,与SOI存在显著的相关性(r=–0.509),说明渔场的SSTA与ENSO事件有着密切联系;从渔场SSTA升降趋势来看,除了东太平洋和东南太平洋SSTA出现下降趋势,其余渔场的SSTA均有一定程度的上升,其中西北太平洋SSTA上升最为显著;从渔场SSTA的变化周期来看,东太平洋和西南大西洋的SSTA变化周期为3~4 a,东南太平洋为4 a,西太平洋为5 a,其余的短期周期性较不明显,约为10 a;与SOI时间序列进行相关分析得到,东太平洋、中大西洋以及西南大西洋均与SOI存在显著的相关性,相关系数分别为–0.895、0.471和–0.598,其余渔场与SOI无显著相关。通过各渔场间的对比得到以下特征:赤道附近海域东太平洋SSTA变化往往与西太平洋和中大西洋反相,而与印度洋同相;中纬度海域的3个渔场中,南半球中纬度渔场温度变化要比北半球中纬度渔场小;东、西印度洋SSTA存在显著相关性,印度洋内部SSTA正负变化情况基本一致。