基于Argo剖面和SST以及SLA数据重构三维网格温度场

基于2004年1月—2017年4月的Argo剖面数据和SST数据,采用客观分析方法,构建出三维网格温度初始场,再采用回归分析方法统计出海面高度异常与三维网格温度初始场之间的相关关系,最后利用高分辨率的海面高度异常信息重构三维温度分析场。在西北太平洋区域构建了0.5°×0.5°的月平均三维温度分析场,垂向分辨率5 m(5～300 m)和10 m(300～700 m)。通过与BOA_Argo和EN4的逐月平均温度数据的时空分布对比分析表明:所构建的温度场能够较为真实地反映海洋温度场的垂向结构变化特征,能将SST信号的特征反映到混合层,并且能反映下层水团变化过程和特征。该分析场可以用于研究下层中小尺度温度变化特征,也可以作为模式初始场改进模式对海洋下层温盐的模拟结果。     

基于遥感数据的三维温度场参数化分析方法研究

为了满足海洋研究以及海洋调查的需求,本文基于Argo剖面和海表面温度数据开发了一个新的拟合三维温度场的算法。选取西北太平洋区域作为验证算法有效的实验海区。该水域的经纬度范围设定为：30°～40°N, 140°～155°E, 水平分辨率为0.25°。深度方向为从海表到2 000 m水深,水域划分为29层。拟合算法首先将Argo温度剖面以5个深度划分为6层,分别为混合层、夹层、温跃层、过渡层、第一深层、第二深层,然后以第一猜想值和线性回归得到的海表面温度作为初始条件重构三维温度场。重构的三维温度场的剖面与原观测剖面的均方根误差较小,相关性较好,表明该算法是合理有效的。     

基于YOLO算法的海洋中尺度涡三维结构构建

海洋中尺度涡是一种常见的中尺度海洋现象,研究海洋中尺度涡的分布及运动特性对航运、气候、军事等具有重要作用,海洋中尺度涡的识别是海洋学和计算机科学领域的一个热门研究课题。运用深度学习的方法和框架,对中尺度涡的二维识别和三维结构构建展开研究分析。首先,获取全球海洋再分析数据并进行流线可视化,构建涡旋流线数据集;其次,利用YOLO v5s卷积神经网络对涡旋流线数据集进行训练,并对南海区域中尺度涡进行有效检测。实验结果表明,YOLO v5s训练后得到最优模型经过测试,平均检测精度均值达到了86.10%;最后,根据涡旋检测结果,对检测出的同时刻不同深度的涡旋判断是否属于同一涡旋,确定后进行该涡旋的三维结构构建。     

基于Surfer Automation技术的三维立体渲染图的绘制

三维立体渲染图是由许多三维数据点通过透视变换 ,再加上表面灰度而生成的图形。研究了新版Surfer软件提供的Automation技术 ,用VB编程语言在客户应用程序中快速实现了三维立体渲染图绘制功能 ,做到了客户开发软件界面和功能的完美统一。     

基于Cesium的海洋环境要素三维可视化研究

基于海洋环境要素数据多源的特点,三维地球的可视化显示更有利于海洋复杂信息传递.Cesium是一款免费、拥有诸多API(application programming interface)的开源地图引擎,本文将二维可视化渲染效果较好的点方式可视化法、点图标映射法和流线法应用在Cesium三维地球引擎中,以NetCDF数据...     

三维激光扫描技术在海洋模型试验中的应用

基于三维激光扫描技术,使用Leica ScanStation 2地面三维激光扫描仪对胶州湾物理模型试验地形进行测量.结果表明,三维激光扫描技术比常规的地形测量技术具有更多的优势,为海洋物理模型试验地形提供了一种高效、可行的测量手段.     

基于Skyline的海洋地质三维可视化系统开发与实现

融合海洋地质专题信息与海洋基础数据、遥感数据等,采用B/S架构实现基于Skyline的海洋地质Web三维GIS系统的组织、发布和应用技术,为海洋地质三维地理信息系统的实现奠定了基础,并从三维场景建模、B/S架构Web可视化和系统功能设计等方面详细地介绍了Skyline软件在海洋地质GIS中的集成应用。     

国内外海洋造船技术的发展动态

从20世纪90年代以来,国内外海洋造船业无论在民用船舶(运输船舶、工程技术船舶、海洋调查船、渔船、公务船、辅助工作船舶),还是在军用船舶等方面,都有很大的发展,在造船技术、船舶的大小以及性能上都有新的突破,陆续制造出一些技术含金量很高的特种船舶,如,小型无人潜水艇、遥控微型侦察船、混凝土潜艇、     

基于海洋硅藻三维结构的微纳米材料研究进展

海洋硅藻种类繁多,具有因种而异的形状奇特的刚性细胞壁,称作硅质壳。硅质壳主要由无定形的二氧化硅构成,在纳米至微米尺度的三维结构(如孔、脊或管状结构)上表现出高度的规律性和精确的重现性。仿效硅藻,在温和的条件下制造超精细微纳米材料,成为众多从事生物、化学、材料研究工作者追逐的焦点。本文从硅藻硅质壳的形成机理及体外仿生、影响硅藻硅质壳结构的外在因素、硅藻硅质壳的化学修饰与应用3个方面的研究进展进行了综述。     

海洋地质三维可视化数据模型的设计方法

随着海洋地质调查程度的日益深入,海洋地质调查数据越来越多。海洋地质调查地震勘探解释成果图是研究海洋地质构造,指导海洋油气勘探开发的重要资料。借助海洋地质调查地震勘探解释成果图数据,通过数据预处理、构建地层面和加入断层约束线处理,并根据三维可视化展示的需求,制定了一体化的三维可视化数据模型结构。基于一体化数据模型,利用三维图形软件开发包Open Inventor,在.Net平台上采用C#开发语言开发了海洋地质三维可视化软件,实现了地层数据、断层数据、井数据的综合展示和交互,通过实际资料的应用表明,一体化三维可视化数据模型具有一定的研究价值,可以很好地服务于地质研究人员。     

利用海面温度和海面动力高度反演西太平洋月平均温度场

海水三维温度场是海洋研究和海洋工程领域中最重要的数据资料之一。本研究基于量纲分析法获得海面参数和海水内部温度剖面之间的函数关系,进而提出了一种利用海面温度和海面动力高度反演大洋月平均三维温度场的方法。本研究基于该方法估算了西太平洋海域0～1 000 m深度范围月平均三维温度场,并将反演结果与基于Argo资料获得的三维温度场进行了比较,其结果证明了该方法的有效性。     

利用卫星遥感海面温度、高度联合反演南海北部三维温度场

利用历史观测得到的温度剖面数据,通过严格筛选和插值,建立了南海北部的气候态垂向温度剖面。随后,利用回归统计分析的方法构建了海面温度异常(SSTA)、海面高度异常(SSHA)联合扩展温度剖面的经验回归模型,并采用卫星遥感得到的SST和SSH数据扩展了南海北部的三维海洋温度场,其时间分辨率为天,空间分辨率为0.25°×0.25°。通过与观测数据的对比研究,扩展得到的温度场可以较为准确地反映南海北部温度剖面的结构特征,并且能有效地体现出一些中尺度变化过程。结果表明,本研究反演得到的三维温度扩展场是较为可靠的,它可以作为海洋数值模型的初始场,实现现场观测数据和卫星遥感数据的互补,有助于更好地分析南海北部温度场的三维结构及变化特征。     

台风背景下海浪对海表流场和海表温度的影响

海浪作为海-气界面中重要的物理过程,对海洋上混合层的近表面分布具有重要作用。本文以台风"威马逊"和"麦德姆"为背景,基于FVCOM耦合模式模拟了台风浪及上层海洋的响应过程,探讨了海浪对海表流场和海表温度的影响。结果表明耦合模式能够较准确地模拟出有效波高,台风过境后海表流场在海浪的作用下反映出与台风相对应的气旋性特性,改变的流场量级可达0.4 m/s;海表温度出现不同程度的下降,最大降温约4℃,最大降温中心与流场变化区域相对应,且降温区相对台风路径呈显著的"右偏性"。最大降温滞后台风中心过境2 d左右,恢复时间一般超过10 d,与实况相吻合。     

赤道外北太平洋冬夏海温场的EOF分析

利用较高分辨率的SODA资料,对赤道外北太平洋海洋上层各层的海温,特别是对中纬度北太平洋海温明显异常的海域(其被定义为关键区)做了海温的EOF分析,得到以下结论:北太平洋第一模态空间场上,冬、夏在中纬度北太平洋中西部均有较强正值带出现。在关键区第一模态空间场上,冬、夏两季近表层在日本本州岛的东、西面海域均分别有较强正值区,而次表层则仅存前者;这表明近表层海温(前者)受辐射、蒸发等影响明显,而次表层海温(后者)则其主要受流场垂直运动的影响,前者属海温的热力变化而后者则属海温的动力变化,两者性质不同。北太平洋和关键区的第一模态冬、夏海温变化的趋势均相近,两者在年尺度上均有持续性;两者的年际变化冬、夏均不明显,但均有明显的约20年的年代际变化;两者时间系数的演变均与太平洋年代际振荡(PDO)中的冷、暖位相期有较好的对应;这两个模态均可称为PDO模态。     

Multitime scale variations of sea surface temperature in the China seas based on the HadISST dataset

The variability of the sea surface temperature(SST) in the China seas has been studied in seasonal,interannual and interdecadal scales based on the monthly data of HadISST spanning from 1870 to 2007. The main results obtained are SST in the China offshore changes most actively at the seasonal scale with the intensity diminishing from north to south,as the temperature differences between summer and winter reaching 17 and 4 C in the northern and southern areas,respectively. Moreover,seasonal variation near the coastal regions seems relatively stronger than that far from the coastline;significant interannual variations are detected,with the largest positive anomaly occurring in 1998 in the overall area. But as far as different domains are concerned,there exists great diversity,and the difference is also found between winter and summer. Differed from the seasonal variations,where the strongest interannual variability takes place,resides to the south of that of the seasonal ones in the northern section,nevertheless in the South China Sea,the most significant interannual variability is found in the deep basin;interdecadal changes of summer,winter and annual mean SST in different domains likewise present various features. In addition,a common dominant warming in recent 20 a are found in the overall China offshore with the strongest center located in the vicinity of the Changjiang Estuary in the East China Sea,which intensifies as high as 1.3 C during the past 130 a.     

渤海冰情与老虎滩水温的关系

本文对2000～2004年连续5年冬季老虎滩水温与渤海冰面积数据进行统计分析,得到渤海海冰面积与老虎滩水温的回归关系,对冬季海冰预报具有一定的参考意义。     

Trends of sea surface temperature and sea surface temperature fronts in the South China Sea during 2003–2017

The trends of the sea surface temperature(SST) and SST fronts in the South China Sea(SCS) are analyzed during2003–2017 using high-resolution satellite data. The linear trend of the basin averaged SST is 0.31°C per decade,with the strongest warming identified in southeastern Vietnam. Although the rate of warming is comparable in summer and winter for the entire basin, the corresponding spatial patterns of the linear trend are substantially different between them. The SST trend to the west of the Luzon Strait is characterized by rapid warming in summer, exceeding approximately 0.6°C per decade, but the trend is insignificant in winter. The strongest warming trend occurs in the southeast of Vietnam in winter, with much less pronounced warming in summer. A positive trend of SST fronts is identified for the coast of China and is associated with increasing wind stress. The increasing trend of SST fronts is also found in the east of Vietnam. Large-scale circulation, such as El Ni?o, can influence the trends of the SST and SST fronts. A significant correlation is found between the SST anomaly and Ni?o3.4 index, and the ENSO signal leads by eight months. The basin averaged SST linear trends increase after the El Ni?o event(2009–2010), which is, at least, due to the rapid warming rate causing by the enhanced northeasterly wind. Peaks of positive anomalous SST and negatively anomalous SST fronts are found to co-occur with the strong El Ni?o events.     

基于IPCC预测结果的北太平洋海表面温度变化分析

利用IPCC-AR4气候模式诊断与比较计划(PCMDI)20C3M试验和A1B情景试验模拟数据,研究了在温室气体排放情景下,北太平洋海表面温度的变化及其对太平洋风应力旋度变化的响应。结果表明,温室气体中等排放A1B情景与20C3M情景相比,北太平洋年平均海表面温度表现为一致增温的趋势,且最大的增温中心位于黑潮及其延伸体区。与20C3M试验相比,CO2增加情景下北太平洋中部东风加强,增加向北的Ekman输送,使得北太平洋内区增温。风应力旋度零线也向北略有移动,导致黑潮延伸体向北移动并得到加强,从而引起延伸体区较强增温。风应力旋度零线的纬度附近产生的Rossby波,向西传播到黑潮延伸体区,进一步加强黑潮延伸体区的温度异常。海洋对北太平洋风应力场变化的局地响应及延迟响应,使黑潮延伸体海域海表面增温远大于周围海区。     

Dual-channel technique for the reconstruction of the sea surface temperature field in the Tropical Atlantic

A technique for the reconstruction of the sea surface temperature (SST) fields is proposed which involves linear dual-channel methods for the atmospheric correction and four procedures of cloudiness filtration. The technique was employed for processing the IR images obtained from NOAA satellites at night in the Tropical Atlantic (36th cruise of theRV AKADEMIK VERNADSKY). Analysis of the SST charts showed the high efficiency of the technique proposed.UDK 551.465.16(261.5)Translated by Mikhail M. Trufanov.