基于最小二乘支持向量机的副热带高压预测模型

采用EOF时空分解、小波频牢分解和最小二乘支持向量机（LS-SVM）交叉互补方法,建立夏季500 hPa位势高度场的预测模型,用以描绘和表述副热带高压形势场的形态和变化。首先用经验正交函数分解（EOF）方法将NCEP/NCAR再分析资料500 hPa位势高度场序列分解为彼此正交的特征向量及其对应时间系数,随后提取前15个主要特征向龟的时间系数（方差贡献96.2%）,采用小波分解方法将其分解为相对简单的带通信号,再利用LS-SVM方法建立各分量信号的预测模型,最后通过小波时频分量重构和EOF时空重构,得到500hPa位势高度场的预测结果以及副热带高压形势场的预测。通过对预测模型的试验情况和分析对比,结果表明:基于上述思想提出的算法模型能较为准确地描述500 hPa位势高度场的形态分布并预测1~7 d的副热带高压活动,对10~15 d的副热带高压活动预测结果也有参考意义。     

海温观测资料的三维时空分布和偏度特征研究

利用包含Argo和WOD05的历史现场观测数据集,分析研究了全球历史海温观测的三维时宅分布特征,并对观测数据的偏度特征进行研究.研究结果表明:1)海温观测数据在全球许多海域(特别是南大洋和北冰洋)较为稀少,大多数观测集中在北欧沿海、北美的东西部沿海和西北太平洋区域以及其他少数区域;北半球观测数据明显多于南半球;2)海温具有明显的非对称性分布特征,其非正态分布和有偏现象是一个全球的普遍现象,且随着海区和深度而变化;非正态分布网格数量在任意给定的深度层次上占总网格数的比率超过80%:3)海温观测在各水平层次总体上具有正偏的特性,但在黑潮、湾流、南极绕极流等区域呈现出负偏的特征;具有正偏分布特征的区域网格数量占全球网格总数的比例随着深度的增加而增加,至600 m时达到75%左右.     

基于相空间重构的西太平洋副高指数的动力随机性与复杂性

基于NCEP/NCAR再分析资料,计算了西太平洋副热带高压脊线指数的逐候时间序列,对该时间序列进行了相空间重构,对相空间重构中最佳嵌入维数和延迟时间的选择进行了分析,画出了相应的伪相图,同时还对副高脊线指数吸引子的关联维数进行了计算,得到副高脊线指数关联维数为3.10±0.05.通过动力参数的计算和重构后相空间递归图的分析,讨论了副高活动的动力随机性和复杂性.分析结果对副高系统复杂性和可预报性的认识以及副高动力模型反演有参考意义.     

基于观测的南海越南沿岸次表层涡旋

In this study, subsurface eddies near the Vietnam coast of the South China Sea were observed with in situ observations, including Argo, CTD, XBT and some processed and quality controlled data. Based on temperature profiles from four Argo floats near the coast of Vietnam, a subsurface warm eddy was identified in spring and summer. The multi-year Argo and Global Temperature and Salinity Profile Programme(GTSPP) data were merged on a seasonal basis based on the data interpolating variational analysis(DIVA) method to reconstruct the three-dimensional temperature structure. There is a warm eddy in the central subsurface at 12.5°N, 111°E below300 m depth in spring, which does not exist in autumn and is weak in winter and summer. From CSIRO Atlas of Regional Seas(CARS) and Generalized Digital Environment Model(GDEM) reanalysis data, this subsurface warm eddy is also verified in spring.     

基于领海基线外推领海、毗连区和专属经济区的2种算法及其比较

由于领海基线一般由折线组成且地球表面为球面,基于领海基线外推领海、毗连区和专属经济区的实际计算存在困难。文章基于交圆法设计最短距离法和椭圆法2种算法并对其优劣性进行比较,研究表明:外推12nmile领海和24nmile毗连区的界线基本与外推的领海基线平行,外推200nmile专属经济区的界线形状变化较大;最短距离法精度高但计算量较大,椭圆法所需计算时间短但精度较低且没有消除误差。     

基于Kalman滤波的副热带高压数值预报误差修正

利用Kalman滤波方法，对T106数值预报产品进行了误差修正和预报优化。用1995-1996年夏季（5-8月）T106数值预报产品资料建立预报模型，并提供递推参数初始值，其后以1997年夏季（5-8月）T106资料为独立样本对副高面积指数和脊线指数进行动态订正预报。预报效果的对比分析表明，Kalman滤波方法较其它统计预报方法的自适应能力更强。能够对预报对象提供更为准确、有效的跟踪和描述。对数值预报产品的副高预报误差修正效果良好。     

基于遗传聚类算法的印度洋环境特征区划

利用全球海洋 Agro 观测计划提供的温、盐浮标资料,开展了印度洋海域水下环境特征提取与区划分析.在垂直方向运用Akima 方法对浮标剖面进行插值,提取一组表征跃层、声速场的特征指标,并针对常规模糊 C 均值聚类算法中初始聚类数难以客观选取和聚类结果易陷入局部最优等问题,利用遗传算法的全局搜索能力对聚类算法作了改进.通过在遗传进化过程中引入动态变化的聚类中心解决了聚类数难以客观确定的问题,并在该算法的生存策略中引入 Boltzmann 选择机制,提高算法的收敛速度.在对印度洋海域温、盐跃层、声速分布及层结稳定度分析的基础上,利用改进的遗传聚类方法对印度洋海域水下环境特征进行聚类区划,得到一个基本的特征分类构型,结合各类构型的典型特征,分析了对水下潜器活动、声纳探测和水声通信等的影响.     

Argo浮标温盐剖面观测资料的质量控制技术

Argo浮标可用来监测全球大洋从海表到2000 m深层的变化,鉴于Argo浮标的剖面观测数据存在位置错误、可疑剖面、异常数据以及盐度漂移等诸多问题,必须对Argo浮标资料进行有效的质量控制.本文基于Argo观测剖面资料与法国海洋开发研究院(IFREMER)提供的可靠历史观测数据集,提出了一种Argo资料质量控制的新途径.该方法通过寻找Argo浮标不同剖面位置与其"最佳匹配"历史剖面资料对比判别的途径,可以有效地识别Argo观测误差,特别是能够将由于Argo位置环境变化引起和由Argo浮标自身漂移引起的两类Argo浮标盐度偏移现象进行有效甄别,减少了对Argo浮标盐度剖面偏移的误判,有效节约了Argo浮标质量控制时间.本文还提出基于"三倍标准差"的异常数据检测方法,并将其与传统异常数据检测法相结合进行剖面异常数据剔除,有效实现了对异常数据的剔除.基于本文提出的Argo资料质量控制方法,对中国Argo实时资料中心网站提供的全球Argo浮标剖面进行了质量控制再分析,进一步剔除和订正了其中的一些数据误差,生成了经新的质量再控制后的全球Argo浮标剖面资料集.通过将质量再控制处理前后的数据与Ishii资料进行比较发现,处理后的数据比处理前的数据误差减小,表明本文提出的方法合理有效.     

卫星高度计融合产品的研发综述EI北大核心CSCD

卫星高度计融合产品广泛应用于海洋环境监测、海洋中尺度系统研究和海洋数值预报等业务领域,具有极高的科学和社会价值。当前同时在轨运行并发布沿轨数据的高度计卫星维持在5—6颗,为了立足现有数量的观测卫星,最大程度地提取有效观测信息,本文以改进融合产品的有效分辨率并提升高度计产品质量为主线,详细介绍了现有卫星高度计融合产品的研发现状。前人的研究结果表明:卫星高度计融合产品的质量主要3个方面的影响:(1)制作产品所选择的卫星种类:因不同种类卫星的轨道高度、周期差异,导致获取的海表高度时空精度也存在不同;(2)高度计标准的选择:资料处理中的仪器参数、地球物理参数、环境校正、平均海面的构造等;(3)融合处理资料的方法:不同融合方法在背景场的选择、背景误差相关系数尺度的差异以及观测误差的处理等。针对众多学者关注的热点和亟需解决的难点问题,本文系统地介绍了当前卫星高度计融合产品的种类,对比分析产品质量。同时针对卫星高度计的融合方法,着重介绍了卫星高度计融合产品质量的提升途径。文中进一步强调了融合方法与有效分辨率的关系,为提升卫星高度计融合产品质量,提高融合产品的有效分辨率,扩大卫星高度计融合产品的应用范围提供参考。