冬季大风影响下的渤黄海水交换特征

利用 ROMS海洋数值模式对 2006年冬季渤黄海的海洋动力环境进行模拟,基于温度、盐度模拟结果,使用谱混合 模型进行水团分析,定义了渤海海峡地区的水交换区。并进一步讨论了冬季大风事件对水交换区的影响,给出了冬季大风影 响下的渤黄海水交换特征。研究得出,冬季的黄海水团以“舌”形分布于渤海海峡地区,水交换区则表现为沿" 舌" 形边缘 呈带状分布,具有西北--东南的走向趋势,并且在“舌”尖处的水交换面积最大。通过缩小研究范围,发现位于黄海最北部 的沿岸海域并不参与渤黄海之间的水体交换。最后研究发现,冬季大风事件对渤海水交换具有促进作用,具体表现为：大风 过程使黄海暖流对渤海的入侵更加深入,水交换区向渤海方向伸展,南部的水交换带变宽,河流径流进入渤海后与渤海水的 混合区加大,并发生北移。     

冬季大风影响下的渤黄海水交换特征

利用ROMS海洋数值模式对2006年冬季渤黄海的海洋动力环境进行模拟,基于温度、盐度模拟结果,使用谱混合模型进行水团分析,定义了渤海海峡地区的水交换区。并进一步讨论了冬季大风事件对水交换区的影响,给出了冬季大风影响下的渤黄海水交换特征。研究得出,冬季的黄海水团以“舌”形分布于渤海海峡地区,水交换区则表现为沿“舌”形边缘呈带状分布,具有西北——东南的走向趋势,并且在“舌”尖处的水交换面积最大。通过缩小研究范围,发现位于黄海最北部的沿岸海域并不参与渤黄海之间的水体交换。最后研究发现,冬季大风事件对渤海水交换具有促进作用,具体表现为：大风过程使黄海暖流对渤海的入侵更加深入,水交换区向渤海方向伸展,南部的水交换带变宽,河流径流进入渤海后与渤海水的混合区加大,并发生北移。     

东海黑潮水交换区的定义及其时空分布规律研究

将谱混合模型(Spectral Mixture Model,SMM)方法应用到黑潮水与东中国海陆架水之间的水交换中。在此基础上,定义了东海黑潮流系与东中国海大陆架之间的水交换区,并进一步对该带状交换区的空间分布和时间变化规律进行研究。首次得到该交换区面积随时间的变化与东海黑潮流系穿越东中国海大陆架200 m等深线的向岸体积通量的变化呈现出-0.78的显著的负相关关系。另外,研究结果还揭示出,来自太平洋的季节内信号有可能穿越黑潮主轴进入东中国海海域。     

1998年夏、冬季南海的水团及其与太平洋的水交换

根据 1998年夏季和冬季 2个航次的实测资料 ,对南海的水团进行划分和分析 ,并利用1997年 7月和 12月的实测资料 ,对巴士海峡 (吕宋海峡 )和民都洛水道附近的温盐分布进行分析。1998年冬季的资料分析结果表明 ,可将南海外海水划分为 6个水团 ,即南海表层水团 (S)、南海次表层水团 (U)、南海次 -中层混合水团 (UI)、南海中层水团 (I)、南海深层水团 (D)和南海底盆水(B)。 1998年夏季还可在南海中鉴别出黑潮表层水团 (KS)和黑潮次表层水团 (KU) ,但在冬季观测期间无黑潮水越过 119.5°E经线进入南海 ;夏季有苏禄海水在 5 0～ 75 m层经民都洛水道侵入南海。然而 ,1997年夏季和冬季的资料分析表明 :夏、冬两季都有大洋水通过吕宋海峡北段进入南海 ,南段有南海水流入太平洋。这些现象可能与 1998年前后的厄尔尼诺有关。     

模糊数学方法在南海北部海区水团分析中的应用

Some methods of fuzzy sets are applied to the analysis of water masses in the north area of the South China Sea. In distinguishing water masses with the fuzzy clustering method, the authors propose a fuzzy similar relation based on Euclidean distance, and suggest a method for determining the number of water masses by the F-test, and further adjust rationally the boundaries of water masses and the membership relation of samples by the elastic classification method. Eight water masses are distinguished in the area, i.e., Nearshore Diluted Water F, Nearshore Mixed Water M, Warm Surface Water WS, Surface Water S, Surface-Subsurface Mixed Water SU, Subsurface Water U, Subsurface- Intermediate Mixed Water UI and Intermediate Water I. These point-sets of various water masses on the θ-S diagram may be summed up in three types, that is, the deformed elliptical convex point-set, the half-boundless convex point-set and the point-set with single-side concave. For them, we have proposed methods of making their memb     

海洋信息组织与存储模型研究及其在"数字海洋"中的应用

基于中国数字海洋建设的经验和成果,制定了海洋数据要素的分类方案,将海洋信息分为5大类:海洋点要素、海洋线要素、海洋面要素、海洋网格要素、海洋动态要素.采用基于特征的方法和面向对象的技术设计了适合数字海洋大型信息系统工程建设的时空数据模型,探讨了海洋空间数据模型、海洋立体格网数据模型、关系数据模型在数字海洋数据仓库建设中...     

海洋信息组织与存储模型研究及其在“数字海洋”中的应用

基于中国数字海洋建设的经验和成果,制定了海洋数据要素的分类方案,将海洋信息分为5大类：海洋点要素、海洋线要素、海洋面要素、海洋网格要素、海洋动态要素。采用基于特征的方法和面向对象的技术设计了适合数字海洋大型信息系统工程建设的时空数据模型,探讨了海洋空间数据模型、海洋立体格网数据模型、关系数据模型在数字海洋数据仓库建设中...     

海洋中液-固界面作用的分形研究 Ⅱ.混合交换剂表面分维的加和性规律和非加和性规律研究

用SAXS方法验证了海洋化学液-固界面研究中一些混合交换剂体系的分维分别具有加和性和非加性规律。实验测得:针铁矿/蒙脱石、水锰矿/无定形氧化铁、δ-MnO_2/针铁矿、δ-MnO_2/无定形氧化铁等混合交换剂体系的表面分维对混合百分率具有线性加和性;而高岭石/无定形氧化铁、无定形氧化铁/蒙脱石、δ-MnO_2/蒙脱石、δ-MnO_2/氧化铁凝胶等混和交换剂具有非线性加和性。上述诸体系在海水介质中平衡一年后,SAXS测定的表面分维皆具有非线性加和性,或非线的程度有所增加。     

模糊多元分析方法及其在对马暖流源区水团和锋面涡旋分析中的应用

本文选用1989年4月中日黑潮合作调查的海洋水文、海洋化学和海洋生物等多种指标的观测资料,应用模糊多元分析方法,划分了对马暖流源区(28°～32°N,125°～130°E)的水团,分析了对马暖流源区水的来源,并对本研究海区所观测到的类似于墨西哥湾流在流经乔治亚陆架时所产生的锋面涡旋进行了初步分析.此外,文中还把模糊多元计算的结果与实测资料作了对照,计算的结果与观测结果吻合较好.     

DSS模型系统建模与实现方法研究及其在海洋中的应用

把进程代数(Process Algebra简称PA)引入到DSS模型系统建模中来,提出了一种新的DSS模型建模理论体系,该建模理论可以描述模型之间激发、使用、选择、重复、同步和并发等行为：建立了该建模理论体系与组件对象模型的对应关系,提出了基于组件技术的模型系统实现方法,并通过一个海洋实例给出实现方法的具体应用。     

地磁场模型在海洋磁测资料处理中的应用研究

地磁日变改正是海洋磁测资料处理过程中的一个重要环节。本文利用地磁场综合模型与IGRF模型联合计算了西太平洋某调查工区的地磁日变数据,对比分析了相同位置的海洋地磁日变站观测数据。使用两种不同类型的地磁日变数据,分别对该测区中15条测线进行了磁测数据处理,并对这些测线及其56个交叉点进行了误差分析。研究结果认为：①当用计算数据做海洋磁测的处理时,其交叉点内符合精度在调差前基本满足海洋地质规范的要求,在调差后完全符合海洋地质规范的要求,但使用计算数据的精度低于实测数据。②磁静时,计算日变曲线和实测日变曲线拟合程度高;磁扰时,两者幅值差异较大,磁扰越强相关系数越小。磁情指数K＞4时的模型计算数据,建议谨慎使用或不使用。     

基于水动力ROMS与BOX耦合模型的长江口及邻近水域水通量及水体交换特性

本研究将水动力模型ROMS(regional oceanic modeling system,区域海洋模式系统)与箱式(box)模型结合,详细阐述了长江口及邻近水域四个季节的水通量特征及水体交换特性。研究发现:总的水通量整体受季风控制,季风的作用在于使水体在南北方向上交替输送,而台湾暖流对春夏季底层水南向输运具有重要作用;直接进入123.5°E以东外海区域的水通量很小,而是先从南边界流出研究区域,然后通过海洋环流系统进入外海。在强烈季风下,水体更新依赖于季风方向的水平通量,主要是同层水体而不是表底层水体之间的交换。虽然水体更新时间较长的区域与缺氧区基本一致,但本研究认为该区域底层水体缺氧的本质原因是跃层阻隔了表底层水体之间的交换。     

基于Argo温度异常剖面的海洋涡旋无监督分类方法研究

本文利用涡旋内温度异常剖面对黑潮延伸体区域的涡旋进行分类与分析.基于卫星高度计识别的涡旋数据和与涡旋时空匹配的Argo浮标温度异常剖面数据,本文提出了一种优化的高斯混合模型无监督聚类方法实现涡旋内Argo浮标温度异常剖面的自动聚类,进而实现与剖面时空匹配涡旋的自动分类.实验结果表明,相同类型的A rgo温度异常剖面呈现...     

质子激发X射线荧光分析及其在海洋科学中的应用

质子激发X射线荧光分析是一种多元素微量分析技术,具有高灵敏度、高空间分辨率和非破坏性等特点,近年来在地球科学诸多领域得到大量应用.本文简介了质子激发X荧光分析技术的基本原理、实验装置及特点,与其他地质学方法进行了比较,并着重介绍该技术在海洋科学领域的应用进展.     

谱松弛动力降尺度方法及其在吕宋海峡黑潮模拟中的应用

本文采用区域高分辨率海洋数值模型,将谱松弛动力降尺度方法应用于吕宋海峡及其邻近区域,对吕宋海峡黑潮流径的流型特征进行模拟与分析。实验结果显示,应用谱松弛法能够较好地改善区域模型的模拟效果：通过约束大尺度误差,不仅能直接约束区域内的大尺度海洋状态,也间接调整了小尺度过程的演变规律,改善了吕宋海峡黑潮流径的模拟效果。     

贝叶斯统计方法在海浪方向谱研究中的应用

较详细介绍了贝叶斯统计方法在海浪方向谱估计中的应用,指出先验分布的不同对估计结果没有影响,由于均匀分布与最大熵原则相对应,使其具有某种特殊性.数值模拟表明贝叶斯方法对双峰方向分布估计的有效性,将其应用于黑海实测资料,证明双峰方向分布的出现依赖于估计方法分辨力的大小,而用最大似然法得到的双峰方向分布值得怀疑.最后给出出现双峰方向分布的一种可能物理解释.     

两种显著性检验方法在海洋大数据序列主成分分析中的应用

介绍海洋大数据序列主成分分析的两种显著性检验方法,采用该两种方法可以辨别具有真实意义的主成分模与代表随机噪声信号的模态。此二法均能很好地应用于大数据序列主成分模的显著性检验。在进行海洋大数据序列时-空变化主成分分析中,为尽可能减少或避免数据中随机噪声的影响,建议对主成分模进行显著性检验。     

基于CFD的水动力与泥沙输移模型研究及其在海洋海岸工程中的应用

随着海洋、海岸工程日益趋于复杂化,无论是在工程施工还是在设施运营过程中都存在流体-结构物-泥沙相互作用的过程。近年来,计算机技术的飞速发展,为复杂因素影响下的流场及泥沙输移过程的精细化模拟研究提供了必要的技术支撑。本文从计算流体力学的角度出发,总结归纳了目前在海洋、海岸工程中广泛应用的水动力模型和泥沙输移模型。通过梳理各类模型中的湍流模拟方法和泥沙输移模拟方法的特点和适用范围,阐明了现有模型存在的问题及技术挑战,并且从模拟精度及求解效率等方面对流场水动力及泥沙输移过程的数值模型的未来发展趋势做出了合理展望。     

动边界技术在POM模型中的研究与应用

POM(Princeton Ocean Model)是基于原始方程组的三维斜压海洋模型,其垂向采用σ坐标,便于引入大陆架地形,因此被广泛地应用于河口近岸海域的潮流数值模拟中。但是POM采用固定边界,无法模拟河口近岸海域由于涨落潮而引起的漫滩流。本文概述了国内外动边界技术的研究进展,分析了各种方法的利弊,提出了一种适合于POM模型的干湿法动边界处理技术。该方法以单元为干湿判断对象,保证了水量平衡和计算精度。将该动边界技术引入POM模型中,成功地模拟了南通海域的潮流场,较好地重现了涨落潮造成的潮间带间歇性出没。验证结果表明计算值与实测值吻合较好,真实地反映了该海域的水动力特征。     

遥感水边线技术在潮间带冲淤分析研究中的应用

以辽东湾盘锦滩为试验区,利用遥感水边线方法研究了潮间带的冲淤演变,结合遥感水边线和海图0m线边界建立了3个时段的潮滩数字高程模型,获得了辽东湾盘锦滩不同时段近20a来的冲淤空间变化,并用2008年实测地形资料对遥感水边线和反演地形进行了评价。研究结果表明,从Landsat5,4,2合成彩色影像上目视解译的水边线与实测地形走向相近;实测地形与反演地形之间的误差集中在-0.9m～0.8m之间,平均误差为-0.16m,标准偏差为0.40,误差在±0.6m之间的区域占总面积的81.1%。遥感技术作为一种补充手段,可用于潮间带岸滩演变空间分析,其精度有待于进一步提高。