Argo观测剖面数据量的时间变化与周期分析

海洋渔业预报使用的遥感数据一般只能获得海洋表面的环境信息,而Argo数据可以为渔业预报提供较深处的温盐数据,为了在渔业预报中按其时间周期进行使用,需要计算它的周期以提高预报质量.通过功率谱估计计算出2001-2008年的数据存在较长的周期为62.7 d和117.5 d,较短的周期为4.9 d和9.8 d,同时还有一个约...     

用最大熵方法估计同相谱和异相谱

本文提出了同相谱和异相谱的最大熵方法间接估计公式.该公式只使用一个预报误差过滤器,在实际谱估计中,它比Ulrych提出的需要3个独立的预报误差过滤器的公式更准确.按照该公式,本文对东海实测海流数据作了同相谱和异相谱估计.由计算结果,发现存在着一周期为7-8天、波长约为600千米、向北传播的低频波动.     

数据融合下的短期潮位预报测试及分析

针对短期验潮数据分析难度大、预报精度低的问题,设计了一种基于数据融合技术的短期潮位预报方法,利用扩展卡尔曼滤波(EKF),将通用的潮汐模型计算水位融合到调和预报模型之中,生成精度更高的融合预报值。数据测试表明,对于3天的验潮数据,EKF方法至少对向后5天的预报有效,融合值较两种源数据的平均优化度分别为33%和60%;对于7天的验潮数据,EKF方法在向后20天的预报中几乎都产生了优化效果。该方法适宜在资料缺乏的海区使用,为短期潮位预报提供了一种新的解决方案。     

台湾海峡及近岸区域精细化海浪数值预报系统

基于第三代海浪模式,采用四重嵌套网格,建立了WaveWatchⅢ和SWAN嵌套(方案一)和SWAN自嵌套(方案二)两套台湾海峡及其近岸区域海浪预报系统.通过对一次台风过程3天和7天的海浪预报实验,对两套预报系统作了检验.结果表明,方案一的3天和7天的预报误差分别为14.78％和19.53％,方案二的分别为10.38％和15.85％.两套系统的预报精度均能达到海浪精细化业务化预报要求.     

并矢相关谱分析方法在非线性资料分析中的应用

本文利用到率并矢相关谱估计方法,对青岛月平均气温（1896年1月—1992年12月）足赤道局部地区日表层水温（0°±0．5°S,165°±0．5°E;1986年12月6日—1991年11月16日）进行了谱分析,结果表明：青岛气温除具有1年周期的主频振荡和二倍峰频处0．5年周期二阶非线性耦合效应外,还隐含有2年周期的低频耦合振荡及0．4年周期的高频耦合振荡;赤道局部地区日表层水温含有90天,63天,50天,40天和29天等几个主要的低频周期振荡。     

表层海水温度场趋势预报的几种方法简介

本文主要介绍了用于表层水温场趋势预报的几种方法:方差分析法、周期分析法和综合时间序列分析法,并用这些预报方法对东海及外缘海域、[Ⅰ,Ⅱ区]进行了水温场趋势预报试验,选出了预报海区表层海水温度场的各种显著周期。本文还给出了1982年的预报结果分析及方差分析法和周期分析法的拟合结果。分析得出预报海区海水温度场存在6～7年的长周期振动和2～3年的短周期振动,为表层海水温度场趋势预报提供了重要依据。     

渔业与埃尔—尼诺预报

埃尔－尼诺事件，不仅仅是海洋与气象的理论问题，而且已成为有商业价值的经济问题。在渔业部门已将它作为渔业管理的参数之一。本文简略地介绍埃尔－尼诺与渔业关系；而且用中国南海西沙气象台３２年的资料，根据数理统计原理，建立预报埃尔－尼诺方程。这种预报方法，便于渔业部门使用，也是一种补充预报方法。     

基于朴素贝叶斯的西北太平洋柔鱼渔场预报模型的建立

西北太平洋是中国进行柔鱼(Ommastrephes bartramii)捕捞生产的重要海区,准确预报渔场出现的位置对提高渔业捕捞产量、节省燃油有重要的意义。本研究利用2002—2011年中国在该海域的历史产量数据、渔场时空数据以及包括海表温度、叶绿素浓度a、表温梯度强度和叶绿素梯度强度在内的海洋环境数据,基于朴素贝叶斯方法,建立了西北太平洋柔鱼渔场的预报模型。为满足朴素贝叶斯方法对条件独立性的假设,利用独立成份分析,重新获得相互独立的属性变量。通过求Cohen′s Kappa系数最大值的方法,确定3种CPUE类型的先验概率,建立可用于渔场预报的朴素贝叶斯预报模型。作为实际验证,将2012年7~11月我国柔鱼渔船在西北太平洋实际生产数据与预报的高CPUE渔场位置进行叠加,平均综合预报精度达到69.9%,表明该模型对西北太平洋渔场的预报具有较好效果和可行性。     

南海海浪业务化数值预报系统检验

为检验南海海浪业务化数值预报系统的预报效果,利用2010年和2011年3-11月的观测资料,通过计算预报值和观测值的绝对误差、相对误差等统计参数和线性回归分析对南海海浪业务化数值预报系统进行检验.统计结果显示有效波高和平均周期的预报误差24 h＜48 h＜72 h,有效波高的24 h、48 h、72 h预报平均绝对误差小于0.5 m,平均周期的24 h、48 h、72 h预报平均绝对误差小于0.8 s;预报误差有明显的季节变化,10月和11月的预报误差显著小于其它各月;回归分析结果显示预报值与观测值存在中度高度线性相关关系,随着预报时效的增长相关度逐渐递减,预报值较观测值偏大.总体来说,该系统的预报误差在可接受的范围之内,满足业务化预报的要求,但与欧洲气象中心等发达国家的预报系统比较来看,该系统还存在较大差距.     

渤海海峡水交换多时间尺度变化特征研究

基于长时间的FRA-JCOPE数据,本文着重对渤海海峡水交换的多时间尺度变化特征进行了分析。通过分析认为,渤海海峡水交换具有明显的季节(360天和180天周期)、季节内(120天周期)和年际变化特征,且空间分布呈现较为明显的“南出北进”特点。360天季节变化特征表现为夏强冬弱,局地风场、海峡两侧海表高度梯度、陆地径流的季节变化对其具有重要影响;180天周期的季节变化和120天周期季节内变化信号与局地风场关系不大,主要受到海峡两侧海表高度梯度的调制。同时,渤海海峡水交换受1997—1998年ENSO影响较为显著:正常年份时,渤海海峡水交换流入、流出量基本相当,但当1997—1998年ENSO显著年份时,流出量略大于流入量,这是由于黄渤海环流增强,进而导致渤海海峡水交换增强造成的。     

Argo剖面浮标的检测及其施放探讨

Argo剖面浮标是一种新颖的海洋观测设备 ,它的抛弃式测量特性决定了对其检测和正确施放的重要性。为了确保 Argo剖面浮标在海上长期 (4～ 5 a)工作 ,并能获得可靠的观测资料 ,本文对 Argo浮标的检测和海上(调查船 )施放步骤作了详尽介绍 ,以供借鉴。     

Improvement of short-termforecasting in the northwest Pacific through assimilating Argo data into initial fields

The impact of assimilating Argo data into an initial field on the short-term forecasting accuracy of temper- ature and salinity is quantitatively estimated by using a forecasting system of the western North Pacific, on the base of the Princeton ocean model with a generalized coordinate system （POMgcs）. This system uses a sequential multigrid three-dimensional variational （3DVAR） analysis scheme to assimilate observation da- ta. Two numerical experiments were conducted with and without Argo temperature and salinity profile data besides conventional temperature and salinity profile data and sea surface height anomaly （SSHa） and sea surface temperature （SST） in the process of assimilating data into the initial fields. The forecast errors are estimated by using independent temperature and salinity profiles during the forecasting period, including the vertical distributions of the horizontally averaged root mean square errors （H-RMSEs） and the horizontal distributions of the vertically averaged mean errors （MEs） and the temporal variation of spatially averaged root mean square errors （S-RMSEs）. Comparison between the two experiments shows that the assimila- tion of Argo data significantly improves the forecast accuracy, with 24% reduction of H-RMSE maximum for the temperature, and the salinity forecasts are improved more obviously, averagely dropping of 50% for H-RMSEs in depth shallower than 300 m. Such improvement is caused by relatively uniform sampling of both temperature and salinity from the Argo drifters in time and space.     

基于卫星遥感海温数据的南海SST预报误差订正

尝试利用卫星遥感高分辨率海表温度资料GHRSST (Group for High Resolution Sea Surface Temperature) 与海表温度(sea surface temperature, SST)数值预报产品之间的误差, 建立一种南海SST模式预报订正方法。首先, 利用南海的Argo浮标上层海温数据对GHRSST 海温数据进行验证, 结果表明两者之间均方根误差约为0.3℃, 相关系数为0.98, GHRSST 海温数据可用于南海业务化数值预报SST的订正。预报订正后的SST与Argo浮标海温数据相比, 24h、48h和72h的均方根误差均由0.8℃左右下降到0.5℃以内。与GHRSST 海温数据相比, 南海北部海域(110°E—121°E, 13°N—23°N)订正后的24h、48h和72h的SST预报空间误差均显著减小, 在冷空气影响南海期间或中尺度涡存在的过程中, SST预报订正效果也较为显著。因此, 该方法可考虑在南海业务化SST数值预报系统中应用。     

利用 Argo 数据计算吕宋海峡以东海域水文特性参数和流场 *

利用2006年Argo浮标资料分析吕宋海峡以东海域水团季节特性和混合层的月平均变化规律;并分别利用Argo多年季节平均资料与2006年资料,以秋季为例,基于P矢量方法计算该区域流场;同时考虑风生流的影响,将所得结果分别与利用Levitus和高度计资料计算的流场进行比较。结果表明,水团特性季节变化不明显,春冬季表层水团与夏秋季比较表现为低温高盐;次表层、中层和深层季节变化不大;混合层深度明显表现为冬季最深、夏季最浅的季节性变化。利用2002—2009年Argo季节平均资料基于P矢量方法能得到地转流场的基本结构,与Levitus资料的计算结果相比较,除可以反映黑潮,还可以反映一些涡旋结构;利用2006年秋季Argo资料计算流场与高度计资料计算的地转流场比较,其流场结构位置吻合得比较好,但存在流速偏小等不足,这可能与Argo资料较少且分布不均以及插值误差等有关,但其可以获得流场的三维结构,而利用高度计资料计算只能得到表层流场结构。     

基于Web Services的Argo数据应用服务框架与实现

分析了 Argo 数据应用研究现状,结合Web服务技术,提出了 Argo 数据应用服务框架,把 Argo 数据及应用模型均封装成Web服务,从而提高了分布式环境下,数据的互操作性、应用的可移植性及透明性.基于该框架,开发设计了"中国南海 Argo 数据应用服务平台",该系统可以集成分布式环境中,基于异构平台的数据服务和应用服务,可为用户提供透明的、"一站式"的 Argo 数据 Web 应用.     

基于案例推理的东海区鲐鱼中心渔场预报

根据1998～2005年的东海区上海、宁波、江苏和舟山四大渔业公司的鲐鱼(Pneumatophorus japonicus)生产统计数据以及同期的卫星资料反演的海表温度、叶绿素a浓度数据,利用案例推理方法,设定了上级结果的相似距对下级检索的影响权重因子,进一步研究渔场渔情的分析预报.通过试验性预报实例的预报结果与实际情况比较表明,预测精度达到75%,可以较好地反映出渔场的分布,为渔业资源的开发利用服务.     

Fishery analysis using gradient-dependent optimal interpolation

The current lack of high-precision information on subsurface seawater is a constraint in fishery research. Based on Argo temperature and salinity profiles, this study applied the gradient-dependent optimal interpolation to reconstruct daily subsurface oceanic environmental information according to fishery dates and locations. The relationship between subsurface information and matching yellowfin tuna(YFT) in the western and central Pacific Ocean(WCPO) was examined using catch data from January 1...     

基于气候性温盐关系模型对Argo数据进行质量控制的研究

通过全球Argo计划的实施,我们获得了大量的温盐剖面数据。如果对浮标所在洋区的状况不是很了解,很难判断Argo浮标电导率传感器的工作状态及盐度数据的可靠性。为了避免错误的数据,必须对Argo进行有效的质量控制。国家海洋信息中心根据西北太平洋海区的南森站和CTD温盐数据,建立了高质量的气候学温盐数据集,对投放在西北太平洋海区的Argo浮标数据进行了相应的质量控制。结果表明,利用Argo浮标所在海区的气候学数据对Argo数据进行质控是比较有效的方法之一。     

全球Argo资料共享与服务平台设计与实现

Argo资料已成为海洋环境和气候变化研究重要的实测资料来源和基础数据支撑。自2007年全球Argo实时海洋观测网建成以来,每年产生的Argo资料稳固增长,数据总量呈现出海量增长趋势,如何实时有效地对Argo数据进行组织管理与信息服务已成为当前Argo资料共享的关键难题。本文针对Argo数据多源异构的时空特性及多元化的信息服务需求,综合运用分布式混合数据库架构,设计了一种适用于全球Argo资料组织管理的弹性扩展云存储模型,建立了基于Matlab的Argo网格化产品高效可视化方法,构建了基于Flex RIA的WebGIS服务框架,并研制了"全球Argo资料共享与服务平台"实例。平台实现了对全球Argo资料的查询浏览、快速下载及可视化分析等功能,并已在中国Argo实时资料中心部署及对外服务。