基于ROMS模式的南海SST与SSH四维变分同化研究

卫星遥感观测获得了大量高分辨率的海面实时信息,包括海面温度（SST）和海面高度（SSH）等,同化进入数值模式可有效提升模拟精度。本文基于ROMS模式与四维变分同化方法（4DVAR）,使用AVHRR SST和AVISO SSH数据,开展了南海区域同化实验。为检验同化的效果,分别利用HYCOM再分析资料和Argo温盐实测数据分析了同化结果的海面高度、流场及温盐剖面的精度。对比结果表明,SST和SSH的同化能够改善ROMS的模拟结果:同化后海面高度场能够更为准确地捕捉海洋的中尺度特征,与HYCOM海面高度再分析资料相比,平均绝对偏差和均方根误差分别为0.054 m和0.066 m;与HYCOM 10 m层流场相比,东向与北向流速平均绝对偏差分别为0.12 m/s和0.11 m/s,相比未同化均提升约0.01 m/s;温盐同化结果与Argo温盐实测具有较高的一致性,温度和盐度平均绝对偏差为0.45℃、0.077,均方根误差为0.91℃、0.11,单个的温盐廓线对比说明,同化结果与HYCOM再分析资料精度相当。     

ATOVS反演数据在大气中尺度模式MM5中的同化试验

基于中国海洋大学卫星地面站接收到的NOAA系列卫星数据,利用1种神经网络反演方法获取大气温度、湿度及风矢量垂直廓线数据。以2004年第14号台风"云娜"为例,在中尺度气象模式MM5中运用松弛逼近法对这些反演数据进行了一系列同化试验。结果表明:仅同化温度与湿度的效果比同时同化风矢量、温度与湿度的效果好;台风的路径与强度有所改善,不采用人造涡旋方案时同化效果相对采用人造涡旋方案时更能体现出改进作用。     

基于遥感数据的温度剖面预报研究

为了提高温度剖面的预报精度,提出了一种基于遥感数据的温度剖面预报方法.文中使用27个实测温度剖面和遥感SST、SSHA数据实现了对温度剖面的预报,并用该点的ARGO数据进行了检验.实验结果表明,将遥感数据同化到温度剖面的预报中是可行的,并能有效的提高温度剖面的预报精度.     

杭州湾三维悬浮泥沙输运模型初始场的伴随法反演研究

在悬沙输运的数值模拟中,初始场的准确给定至关重要。目前诸多确定初始场的方案均存在一定的缺陷,初始场的准确性有待进一步提高。本文基于一个三维悬沙输运伴随同化模型,通过孪生实验和实际实验,对模型初始场进行了伴随法反演研究。在孪生实验中,首先验证了初始场的相对重要性;其次,探讨了初始场的反演结果对优化算法、初始猜测值、卫星遥感数据数量、同化时间窗口宽度和背景流场误差的敏感性;最后,比较了伴随法和插值法重构初始场的能力。孪生实验结果表明:最速下降法对初始场的优化反演效果要优于三种共轭梯度法和有限记忆BFGS法;初始场的反演效果对初始猜测值、卫星遥感数据数量和背景流场误差不敏感,而对同化窗口宽度较为敏感;与插值法相比,伴随法是重构模型初始场更有效的手段。实际实验中,在杭州湾海域同化典型的小潮时期和大潮时期的GOCI卫星遥感资料所得表层悬沙浓度数据,优化反演了初始场。实际实验结果表明:数据同化后,得到了更符合实际的最优初始场,表明伴随法是实现初始场优化反演的有效手段。该研究对进一步改进悬沙输运模型的初始化方案具有一定的参考价值,也对其他数值模型的初始化方案具有一定的借鉴价值。     

MODAS试验数据统计分析

模块化海洋数据同化系统（MODAS）通过同化卫星遥感测得的海面温度和海面高度,产生一种动态气候态,能够更接近地预报出海洋的真实状况。介绍了MODAS基本原理,并选择试验海区,对MODAS数据进行了统计和分析。     

数据同化在浅海温度同步性调查中的应用

建立了一个功能较为完善的四维同化系统,解决了温度调查资料中存在的同步性问题。为了检验同化方法和模式程序的正确性,以及讨论同步性误差的校正效果,从同化结果与锚系调查数据、同化结果与遥感数据、比对断面均方根误差和海表平均温度4个方面进行了探讨,结果表明:1)同化结果与锚系调查数据对比显示,改进参数的NMC方法(来自美国国家气象中心)能够适用于长江口外海域中的温度四维同化,同化温度结果与锚系调查数据在变化趋势上一致,在数值上最大差异不超过0.4℃;2)同化结果与遥感数据对比显示,同化结果能够将调查资料推演到完整的时空范围,并具有较好的变化趋势和精度;3)根据比对断面均方根误差分析,调查资料中两个比对断面温度间的均方差误差为3.8℃,而同化结果与实测数据的均方根误差低于0.6℃,说明同化方法有效地降低了调查资料中的同步性误差;4)海表平均温度分析显示,同化结果能够避免调查不同步引起的各种温度斑块,并且其温度分布和锋面结构能够更如实地反映实际情况。     

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。     

HJ-1B 卫星海表温度定量反演业务化算法研究——以中国北部海区为例

利用中国2008年9月发射的自主 HJ-1B 卫星热红外遥感影像数据,基于实测数据对已有海表温度反演的单窗算法进行了改进与简化,重新订正了大气透射率和大气平均作用温度估算方程,建立了基于实测数据验证的 HJ-1B 卫星海表温度定量反演业务化算法.将本算法与段四波等的改进算法用于实验海区海表温度的反演,反演结果与卫星同步实测海温数据的对比表明:本研究算法反演结果与现场同步实测海表温度平均误差约为0.76,℃段四波等改进算法反演结果平均误差约为1.09℃.本算法为 HJ-1B 卫星海表温度产品的业务化应用提供了便捷可行的方案     

利用环境一号卫星热红外影像反演渤海海表温度

针对环境卫星热红外遥感影像,结合美国环境预报中心(NCEP)再分析数据,运用覃志豪单窗算法(MW),修订了该算法的主要参数计算公式,建立了反演海洋表面温度的流程.利用2009年10月4日渤海上空的热红外遥感影像进行反演试验,同时对比反演结果和美国中等分辨率成像光谱仪(MODIS)的海表温度产品(MOD28)之间的差异....     

海洋卫星遥感数据同化在海洋声场研究中的应用

卫星遥感数据同化技术已成为海洋学研究的一个有效手段。本文选取了日本以东黑潮流域作为研究海区,介绍了最优插值同化方法对海洋温度场和盐度场的分析,在此基础上对实验海区声场进行了研究。文中为了说明数据同化的优越性,利用WOA数据与其进行比较,体现了同化数据对真实场描述的可靠性。     

南大洋环流动力学研究动态

本文基于南大洋环流研究最新资料，从资料来源、动力模式以及有待解决的问题几个方面较详细地阐述南大洋环流动力学研究动态。     

长江口外赤潮多发区近几十年来的古生产力记录及环境意义

选取长江口外赤潮多发区沉积物柱状样,在高分辨率测年基础上,通过有机碳、有机碳同位素(δ13C)、生物硅、绿素等多项指标的分析获得了调查海区古生产力的变化信息。并结合近几十年来营养盐浓度及组成结构的变化探讨了海洋浮游藻类组成结构的变化在海洋古环境中的记录。柱状样年代可追溯到20世纪40年代初。δ13C值在柱中的分布为-26.15×10-3~-19.5×10-3,表明有机碳为陆源与海生的混合。生物标志物在柱状样中的分布可大致分为三个阶段,50年代以前含量均较低;50年代至80年代含量均增加,表明海洋浮游藻类活动强烈且以硅藻为主,与此阶段长江口营养盐浓度迅速增加相对应;80年代以后,生物硅的含量下降至整个柱中最低水平,绿素有所降低,但高于50年代前的水平,而有机碳含量增加,表明在该时段硅藻生物量降低,其他藻类生物量有所增加,这与长江口营养盐氮盐持续增加而硅酸盐逐年降低、氮与磷的含量比值、磷与硅的含量比值迅速增大有关。沉积记录还表明此阶段陆源有机碳的贡献增强。     

Modeling the water circulation in the North Atlantic in the scope of the CORE-II experiment

A numerical experiment on the reproduction of the variability in the state of North Atlantic water in 1948–2007 with a spatial resolution of 0.25° has been performed using the global ocean model developed at Institute of Numerical Mathematics, Russian Academy of Sciences (INM RAS), and the Shirshov Institute of Oceanology (IO RAS) (the INM–IO model). The data on the state of the atmosphere, radiation fluxes, and bulk formulas of the CORE-II protocol are used as boundary conditions. Five successive 60-year calculation cycles have been performed in order to obtain the quasi-equilibrium state of a model ocean. For the last 20 years, the main elements of large-scale ocean circulation have been analyzed and compared with the WOA09 atlas data and the results of other models.     

近30年来莱州湾滨海湿地景观格局变化特征研究

基于莱州湾滨海湿地特征以及野外实地观测数据,利用landsat遥感影像手段,揭示1990—2018年莱州湾滨海湿地景观格局变化特征,并结合景观指数分析莱州湾滨海湿地异质性.结果表明,1990—2018年间,莱州湾滨海湿地呈现人工滨海湿地面积增加而天然滨海湿地面积减少的趋势.截至2018年莱州湾滨海湿地面积总计1954 ...     

Trends in the variation of the sea level in the lagoons of the Southeastern Baltic

This paper analyses the global tendency of the sea level rise (SLR) and its long term influence on the sea level upstream drainage cascade based on the example of the level’s variation in the Vistula Lagoon of the Baltic Sea compared to the other lagoons and coastal regions of the southeastern part of the Baltic Sea. A steady positive trend in the water level variations was revealed; its magnitude varies significantly depending on the time period. In general, during the 100–150 year period, the rate of the SLR in the lagoons and coastal areas of the Baltic Sea (1.7–1.8 mm per year) is close to the SLR rate in the World Ocean. In the second half of the 20th century, the increased rate of the SLR in the lagoons and marine areas became stronger (up to 3.6 mm per year in the Vistula Lagoon and in 1959–2006 in the sea and exceeded the rate of global ocean SLR). It dramatically increased at the end of the last century both in the lagoons and in the sea (up to 10.0–15.0 mm per year). This is the response not only to the global climate warming but it is likely that it is also a response to the changes of the climate driving forces that influence the regimes of the local wind and precipitation in the catchment.     

The Moho transition zone in the Oman ophiolite-relation with wehrlites in the crust and dunites in the mantle

Field data in the Oman ophiolite show that the Moho transition zone (MTZ), which is on average 300 m thick above mantle diapirs, reduces to 50 m away from diapirs, with a sharp transition at the outskirts of the diapirs. We show here that this reduction is dominantly due to compaction of a dunitic mush present above diapirs in the MTZ, with upward injection of a wehrlitic magma in the crust, and, to a lesser extent, due to tectonic stretching. In order to explain the fraction of wehrlites injected into the crust, which is in the range of 25%, it is necessary that mantle upwelling is active, with a mantle flow velocity away from diapirs several times faster than the spreading velocity. If this velocity exceeds 5 times the ridge spreading-rate, a significant part of the MTZ may be entrained down into the mantle, flowing away from the diapir as tabular dunites.     

Distribution of Pacific-origin water in the region of the Chukchi Plateau in the Arctic Ocean in the summer of 2003

1Introduction Besidestheprecipitationandriverdischarges,the watersinthePacificOceanandtheAtlanticOceanare thesourcesoftheArcticOceanwater.TheAtlantic waterenterstheArcticOceanviatheFramStraitand theBarentsSea.Foritsdenserfeatureduetohigh salinity,mostofitsinkstothenorthofSvaldbardand circulatesinallthedeepbasinsintheArcticOcean, formingthedeepandbottomwatersoftheArcticO- cean(Aagaardetal.,1985;Rudelsetal.,1999).The BeringStraitistheonlychannelforthePacificwater toflowintotheArcticOce…     

Variability of the Kuroshio in the East China Sea in 1995

INTRODUCTIONTherearemanyresearchworksabbottheKUrOShioVTanditSSeaSOnalvacationintheEastChinaho(GUan,1988;Nishizawaetal.,1982;TangandTaShiro,1993;SunandKaneko,1993;Yuanetal.,1990;Yuanetal.,1993;Yuanetal.,1994;Yuanetal.,1995;LiuandYuan,1997a,b).~previou...     

近15 a来三门湾海域氮、磷营养盐分布与富营养化状况的变化分析

以1997年8月中旬和2011年10月中旬对三门湾附近海域开展的海域水质现状调查为依据,分析了近15 a间该海域水体环境氮、磷营养盐的分布现状及变化特征。结果表明:近15 a来,三门湾海域的无机氮和活性磷酸盐含量均成倍增长,水体营养程度由轻度富营养化逐步上升为重度富营养化;从营养结构来看,活性磷酸盐仍为限制性富营养化因子;大量的海水养殖是导致该海域营养盐大幅提高的直接原因。因此,为控制三门湾的富营养化现象进一步加剧,建议适度控制海水养殖规模,调整海水养殖结构,加强对三门湾沿岸排污控制,以获得养殖经济效益和生态环境效益的协调、可持续发展。