海洋声层析的基本原理和应用

从射线声学和简正波声学的角度，概述了海洋声层析的基本理论，包括射线走时反演、简正波走时反演、简正波相位反演和简正波水平折射层析。海洋声层析以反演海水温度和流速为基础。还总结了声层析在海洋学研究中的应用。     

海洋声层析研究的两个热点问题

综述了目前海洋声层析研究的两个热点问题，归纳了用声学方法监测气候变化和反演内波两个领域所取得的研究进展，总结了研究过程中存在的问题。     

海洋声层析研究的两个热点问题

综述了目前海洋声层析研究的两个热点问题 ,归纳了用声学方法监测气候变化和反演内波两个领域所取得的研究进展 ,总结了研究过程中存在的问题     

地转经验模态方法在深海声层析中的应用

为获取墨西哥湾区域海水的温度、盐度和比容异常数据,采用地转经验模态GEM方法,通过将墨西哥湾区域的所有历史实测温盐深数据整合在一起,建立一个散点的拉格朗日矩阵,将已有的温盐深数据投影到此二维空间上,从而建立一个传播时间与温度、盐度和比容异常的经验关系。进而结合IES实测的传播时间便可最终反演得到温度、盐度和比容异常,得到流速剖面。最后根据构建的墨西哥湾区域的地转经验模态,便可推知墨西哥湾区域的海水传播时延随着温度、盐度和比容异常的变化关系,为更好地研究该海域深海温盐流场提供了有效根据。     

国际海洋观测技术发展趋势与中国深海台站建设实践

20世纪80年代以来,海洋观测呈现"多元化、立体化、实时化"的发展趋势,地区和国家的海洋观测系统在关键海域发挥着重要作用。随着技术的发展和理念的创新,区域海洋观测系统被广泛应用并得到不断完善。国际海洋观测台站如英国爱尔兰海区域、美国卡罗来纳州海区和加拿大维多利亚海底实验观测网的多元化观测系统(VENUS)都是值得借鉴的例子,他们把多元化、立体化的实时测量数据与海洋物理、生态和生物化学模式紧密结合起来,实现了海洋环境的可预报性。同时,美国、英德法等国和日本实施的一系列海底观测系统,使海洋观测更加完备化。在这种国际大背景下,我国积极推进的海洋观测研究网络工程中的第一个深海台站——西沙海洋观测研究站在2008年已经建设完成并投入运行,该台站实现了长时效的多参数海洋环境实时监控。西沙观测系统主要包括自动气象站、岛屿外缘坐底式海底和海底边界层观测子系统、生物捕获器、西沙上层海洋环境观测子系统和海洋光学监测子系统等。由于海洋环境结构复杂、工作环境恶劣以及资源缺乏等因素的影响,海洋观测一直是高风险的工作。最后希望通过比较国内外观测系统,中国海洋观测事业能够学习国外先进的思路和技术,自身取得更大进步。     

全球海洋观测系统介绍

在21世纪,保证经济繁荣和提高生活质量的关键是加强对环境的管理、评价和预报。要做到这一点,就必须对占地球表面71％的大洋的状况进行长期而系统的观测和预报。全球海洋观测系统(GOOS)就是在此背景下由4个国际机构发起与组织实施。发起机构为:政府间海洋学委员会(IOC)、世界气象组织、国际科学联合会理事会和联合国环境规划署。GOOS项目办公室没在巴黎IOC总部、现负责人是英国的C.P.萨默海斯博士(原英国海洋科学研究所所长)。IOC正在联合国教科文组织中为GOOS的负责人谋求一个常设岗位。     

海洋观测方法之研究

本文讨论了海洋观测技术的定义,厘清了其与海洋探测技术和海洋监测技术的关系,并在认识海洋观测数据本质的基础上,从技术性、实时性、经济性和适用性等4个方面,来讨论海洋观测方法。本文研究表明,抓着观测数据的本质保障观测数据的质量;观测手段特别是平台技术决定观测技术的实时性;实时性反映海洋观测任务的需要及观测技术的水平;经济性决定观测技术的选用;适用性进一步决定海洋观测技术的最佳形式,甚至衍生出新的观测技术。     

卫星通信技术在海洋观测系统中的应用

本文首先分析、比较地球同步气象卫星、ＡＲＧＯＳ和ＩＮＭＡＲＳＡＴ三种卫星通信系统的不同特点和适用范围，接着介绍九十年代发展迅速的移动卫星通信技术，最后论述卫星通信在提高海洋观测系统性能上的作用，建议我国有关部门进一步应用卫星通信技术，使海洋观测系统跃上一个新台阶。     

海洋声学测温及声层析法

海洋声层析法作为检测海洋内部变化一有力手段，正面临着海洋声学大尺度观测新挑战。本文就海洋声传播的绝热近似；声传播时间的非线性偏移；声速剖面的线性及非线性反演等与声学大尺度观测相关的一些水声学问题的发展现状及存在问题等进行了综述性论述。文中还介绍了赫德岛预演实验等利用声层析法观测海洋内部变化的一些具体应用例     

现场波浪观测技术发展和应用

介绍与海洋工程有关的应用于水下、水面、水上和太空不同空间位置的现场波浪观测技术。根据不同仪器量测的基本原理,分析其对工程应用的适合性和局限性;并讨论了现场波浪观测的发展趋势以及我国应采取的对策。     

基于文献计量分析的海洋观探测仪器技术发展态势研究

海洋观探测技术是海洋科学和技术的重要组成部分,对预警海洋灾害、开发海洋资源和空间、保护海洋环境、维护海洋权益、加强国防建设非常重要,海洋观探测仪器的研发是海洋观探测技术发展的重要基础和支撑。本文以Web of Science为数据统计源,基于战略咨询智能支持系统(ISS)平台和CiteSpace工具,通过文献计量和可视化分析,从发文量、涉及学科、作者、机构、关键词等方面对1998—2022年海洋观探测仪器技术论文进行了统计分析,总结了当前海洋观探测仪器技术领域的研究态势和研究热点,得出以下结论:(1)近10余年海洋观探测仪器技术研究呈快速增长趋势。虽然中国在该领域起步较晚,但发展迅速,2018年后发文量稳居世界第一,top 10高被引论文作者有3位是中国学者,中国研究学者在该领域具有较高影响力。但是发文量top 10机构多为美国研究机构,top 10高产作者中尚无中国学者,中国在该领域科研机构和研究人员的影响力和竞争力方面还需继续提高。(2)从词云聚类分析结果看,该领域全球研究热点集中在无人机、地磁仪、微波辐射计、海表温度和水色研究上。需要注意的是,ocean sensor关联词多为聚...     

海洋台站自动化观测系统模块化的实现

本文介绍了采用模块化技术实现海洋台站自动化观测系统的研究情况,为满足不同的环境条伯和观测项目的要求,将海洋台站自动化观测系统设计成独立的硬件和软件模块,组装灵活,方便实用。     

一种新型多功能海洋浮标

介绍一种多功能海洋考察与观测用浮标的结构、性能。浮标带有短波无线电遥控和数据传输功能、可外挂多种传感器;该浮标采用小水线结构,在较高海况下,具有较好的安定性。浮标配置了差分型全球定位（DGPS）接收机和短波电台,可对浮标的位置和工作状况实施实时监测,对浮标的工作程式实时遥控并进行必要的数据传输。浮标电子舱内具有大容量多通道数据采集记录系统,DGPS的lpps（1 pulse per second）信号被用于多浮标数据采集的精确同步。浮标可用于海洋监测、考察;也可用于水下目标高精度大地坐标测量等海洋工程。     

Remote acoustic sensing methods for studies in oceanology

In this paper, the lines of investigation on a problem of the development of remote acoustic sensing methods in oceanology are formulated. This paper summarizes the results of investigations into the possibilities for monitoring temperature and flow fields in shallow seas. In the discussed experiments, the instrumentation being constituents of the complex for longduration remote monitoring of marine medium climatic variability and that of the acoustic tomography of shallow sea dynamic processes is used. The acoustic instruments were located on the POI FEB RAS acousto-hydrophy sical polygon (Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy o f Sciences) near the Gamov Peninsula. Acoustic receiving and transmitting systems operating with multiplex phase-manipulated signals (of M-codes) at frequency range 250-2500 Hz form the basis for this complex.     

物理海洋传感器现状及未来发展趋势

文中对目前我国物理海洋要素观测传感器技术发展现状进行了分析。在国家科技计划支持下,我国的物理海洋观测传感器技术取得了快速发展,但与国际上先进的传感器技术水平相比,国内具有自主知识产权的传感器仍有较大差距。随着未来海洋观测需求的不断发展,小型、轻重量、低功耗、高精度、高灵敏、智能化新型传感器必将是今后5~10年研究与开发的重点。     

海底AUV关键技术综述

海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例,给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。     

胶州湾流速场的声层析反演研究

采用结合匹配法和经验正交函数法的射线声层析反演方法,针对流场水平分布不均匀特点,使用距离等效分段方法对反演算法进行改进,利用三个断面声层析数据,对胶州湾口潮流场的垂直和水平分布进行反演。与传统方法比较,大大降低与实测流速垂直分布间的偏差,平均偏差小于0.02 m/s,流场垂直分布间的相关系数提高到0.85以上。分析了声传播断面上不同的流场结构,以及涨潮期间在胶州湾团岛附近出现的涡流现象,并计算得到湾口海水流量变化。结果表明,改进的射线声层析反演方法可有效地用于水平分布不均匀流场监测,仅采用少量声学观测站位,即可获得大范围的复杂流场三维信息,有利于近海海洋资源开发、海洋环境保护和船舶航行安全。     

A coastal acoustic tomography experiment in the Tokyo Bay

Eight sets of coastal acoustic tomography (CAT) systems were deployed during November 29 to December 10, 2002 at the coasts on both sides of Tokyo Bay to measure tidal current structures at 15-rain interval.Sound transmission across the Tokyo Bay (between Yokohama and Chiba)was successfillly traced,even under severe interference from ship generated wakes and bubbles.Tidal current fields changing from northward to southward flow are well reconstructed by the inverse analysis of travel-time difference data for a period with the best sound transmission condition. It is suggested that the CAT is the most powerful tool to continuously map tidal current fields in the coastal seas with heavy shipping traffic and fisheries activity.     

中国近海现场海洋观测系统设计评估

中国科学院正在发展一个在中国近海(包括黄海、东海和南海)现场海洋观测系统。观测系统包括3个沿岸观测站点、4个近海离岸浮标和由观测船只按固定航线做的船舶观测断面。观测站点、浮标和断面的位置已经预先确定,这个计划在2008-2011实施。利用基于卡尔曼理论的样本集合方法对这样一个能够监测大尺度的季节和年季变率的观测系统设计进行了评估。根据卡尔曼滤波理论,用集合样本的方法能够给出经过同化这个观测系统位置的观测资料后能够减少多少分析误差和分析场的不确定性。用2个来自不同模式、不同分辨率的模式的结果作为集合样本来计算静态的背景误差协方差,这2套样本分别是来自分辨率是0.5°×0.5°的模式同化结果和高分辨0.125°×0.125°的模式结果。由这2个不同资料得到的结果是一致的。发现来自3个近岸和4个离岸浮标得到的观测能够有效地减少SST在渤海、黄海、东海和南海中部的分析误差。然而在越南东部和台湾东部海域,分析误差减少的百分比相对要小。最后,给出了中国近海最优的观测位置序列设计。