南海海面散度场与涡度场的季节变化特征

本文使用ＣＯＡＤＳ海面风资料，逐月计算了南海的散度场和涡度场，发现其具有明显的季节变化。夏季的辐合区正是台风多发海域。冬半年南海东北部的正涡度区，是东北季风在海峡附近地形影响下形成的，并可能成为南海东北部冬季气旋式海洋环流维持的外强迫源。     

基于成像高度计数据的系统姿态误差估计

本文基于平台高度误差、基线倾角误差与海面测高误差之间的理论关系,结合成像高度计测量数据和最小二乘理论,提出了一种平台高度误差和基线倾角误差的估计方法,并对不同海况条件,通过仿真分析,评估海浪因素的影响.结果表明,该方法可有效估计成像高度计系统姿态误差.     

测量不确定度在计量器具示值误差符合性评定中的应用

测量不确定度在法制计量工作中得到广泛的应用,就如何在计量器具示值误差的符合性评定工作中的具体实施进行了阐述.     

基于直方图分析和Jensen-Shannon散度的海表温度锋检测

海洋锋是海洋中的重要现象之一,通常可以利用锋面检测算法在遥感图像中进行提取。针对在海洋遥感图像质量较低、噪声较多的情况下梯度较小而尺度较大的海表面温度锋提取效果不佳的问题,对基于Jensen-Shannon散度的锋面提取方法进行了改进。具体改进是在计算图像散度时先进行直方图分析,即根据水温分布中的极小值对水温数据进行重新分组,然后使用新生成的水温分布来计算散度,另外还使用了Canny算法中的非极大值抑制对散度图中的锋面进行了细化。实验结果表明,改进后的方法提取出的锋面与使用梯度幅值表示的锋面基本吻合,同时比原方法更适合用于提取受噪声影响较多的水温图像中的大尺度锋面。     

误差方差二次型估计模型的转化

研究一般的回归模型中误差方差的二次型估计的容许性，研究方法是模型的整体转化和局部转化，结果有：（１）二次约束下的线性模型等价于相应的无约束的线性模型。（２）线性（齐次或非齐次）等式约束下的线性模型等价于某个无约束的线性模型。（３）单个非齐次不等式约束下的线性模型等价于某个无约束的线性模型。（４）通过例子证明了多个线性不等式约束的线性模型不能等价于某个无约束的线性模型。（５）某类非齐次二次型估计的容许性等价于相应的齐次二次型估计的容许性     

气象资料的误差对台风暴潮数值预报精度影响的估计

本文计算了台风气象要索的观测与预报的误差对台风暴潮数值预报精度的影响。结果表明,由于台风气压场分布形势、中心气压、风速、最大风速半径诸因子的观测与预报的误差可造成台风暴潮在 24小时的数值预报中出现0.51米的平均绝对误差。     

赤道太平洋近表层上升流的估计

利用1979-2006年间的卫星跟踪漂流浮标资料计算得到多年平均的赤道太平洋近表层流场,并估计赤道中东太平洋上混合层水平流场的散度和上升流流量.主要结论包括:1)赤道中东太平洋上升流区域主要集中在日界线以东以赤道为中心的±2°纬度带内,并且赤道南北约4°处各有一下沉流区域;2)赤道中东太平洋附近(165°E-85°W,2°S-2°N)散度平均约为2.0×10-7s-1,对应30m深处上升流区域整体体积输送约为43Sv,其中大约一半的上升流水体随热带流圈在赤道外4°N/S附近下沉,其余部分向两极输送;3)赤道中东太平洋辐散在春季达到最大值2.1×10-7s-1,而在秋季最弱;4)在El Ni(n)o期间辐散减弱,而在La Ni(n)a期间辐散增强,其中纬向流所致的辐合辐散也起到一定作用.     

两类增长曲线模型误差方差估计——二次型容许估计

研究两类增长曲线模型误差方差的二次型估计的容许性，在损失函数为（ｄ－σ２）／σ４时，对这两类模型分别给出一个二次型估计在二次型估计类中可容许的充要条件     

关于最小二乘问题近似解误差估计的进一步分析

Brezinski等人给出了最小二乘问题近似解的一族误差估计。该误差估计含有1个实参数。本文的贡献有3个方面:其一是给出了1种参数选择策略;其二是对该族误差估计的性质做出进一步分析;其三是分析了应用于Tikhonov正则化时应注意的一些问题。     

基于PAADCP 的海流流速的误差分析及校正方法

为了更加合理、有效地利用海流测速数据,必须进行误差分解和校正。通过分析相控阵声学多普勒海流剖面仪(PAADCP)测试海流流速的原理,提出了海试数据粗差区别与动态校正的算法,采用小波多尺度分析方法,降低了系统误差和随机误差,建立了海流流速的误差分析与校正方法。利用海试实测的垂向流速数据,分析了一般情况下的海流流速的误差,得到垂向流速的均值±0.02 m/s,误差精确度小于0.23 m/s,验证了方法的有效性及合理性。所得算法和方法对于海流测速数据的实时处理和后处理具有实用价值。     

遥感SST产品误差在海-气CO2通量计算中的传递及贡献分析

海-气界面CO2通量的估算对于碳的生物地球化学循环和全球气候变化等研究具有重要的意义,利用遥感手段是进行全球尺度海表面碳通量估算的唯一手段,但是由于不确定性的存在限制了海-气界面CO2通量遥感估算产品在决策应用上的可靠性。本文通过建立海-气界面CO2通量直接控制参量(气体交换速率k、海表面CO2溶解度S和海表面CO2分压pCO2sw)误差结构图,以通量估算的主要影响因子—海表温度（SST）为例,建立了SST在通量计算中的误差传递流程图,并采用Monte Carlo方法模拟了SST误差在通量计算中的传递规律和对最终误差的贡献。结果表明在遥感SST误差为0.5℃并为正态分布的假设下,误差在k、S计算中的传递为指数分布和近似指数分布,而在pCO2sw模型计算中为正态分布,最终在通量FCO2中的传递为指数分布;在大气CO2分压为固定值370μatm的情况下,SST对最终的通量结果带来的误差为1.2mmol?m-2?day-1左右。本文以SST为例,提供了一种通量计算中遥感参数误差传递和贡献的计算方法,可以为其他遥感获取的参量提供分析依据和参考。     

长江口上升流区营养盐的分布及其通量的初步估算

根据2004年5月份长江口调查资料,分析了春季长江口上升流现象及其对营养盐分布的影响;初步估算了春季上升流的营养盐通量。结果表明:在春季,低温、高盐、低溶解氧的上升流稳定存在于122°20′～123°00′E,31°00′～32°00′N海区的10m 层和底层之间,并可以涌升到10m 层以上海区。上升流为上层海区输入了丰富的 PO_4-P 和相对低浓度的 NO_3-N 和 SiO_3-si。对上升流营养盐通量的计算表明,春季上升流中磷酸盐输送通量远高于长江径流输入,可能会成为影响该海区磷酸盐分布以及浮游植物生长的一个值得关注的因素:而氮和硅营养盐则不如长江径流输入量大。     

Mitigating horizontal divergence “checker-board” oscillations on unstructured triangular C-grids for nonlinear hydrostatic and nonhydrostatic flows

A complication of finite-volume triangular C-grid methods is the numerical emergence of horizontal divergence errors that lead to grid-scale oscillations in vertical velocity. Nonlinear feedback via advection of momentum can lead to numerical instability in velocity modes via positive feedback with spurious vertical velocities induced by horizontal divergence truncation error. Existing strategies to mitigate divergence errors such as direct divergence averaging and increased diffusion do not completely mitigate horizontal vertical velocity oscillations. We present a novel elliptic filtering approach to mitigate this spurious error and more accurately represent vertical velocities via improved calculation of horizontal divergences. These results are applied to laminar curved channel flows, demonstrating the applicability of the method to reproduce secondary flow features.     

An analysis of the error space of a high-resolution implementation of the GHER hydrodynamic model in the Mediterranean Sea

An ensemble of 250 model setups covering the Mediterranean Sea is built by perturbing various parameters: the bathymetry, the initial conditions, atmospheric forcing fields (air temperature, cloud coverage, wind), and internal model parameters (diffusion coefficients). The ensemble is then forwarded in time using the GHER hydrodynamic model, allowing to obtain information about the expected error associated with the forecast in a natural way. The evolution of this error is analyzed. In particular, we examine the time evolution and stationarity of its spatial average, and the spatial distribution of the error at different instants, by means of its first to fourth order moments, and of empirical orthogonal functions. We verify whether the a posteriori error distribution is Gaussian using the Anderson-Darling test. From these results, we are able to assess what parameters and forcing fields are most critical for the forecast. Qualitative conclusions are obtained throughout the text, in accordance with our expectations. Moreover, quantitative estimations of the expected error are also given.     

Formation mechanism of the cold-water belt formed off the soya warm current

The cold-water belt (CWB) is frequently formed off the Soya Warm Current (SWC) during summer and autumn. The detailed distribution of the flow and temperature fields observed by the R/V Sinyo-maru in the summer of 2001 captured the structures of the SWC and the CWB. The temperature and density distributions showed that the vertical distribution of the CWB is associated with the upwelling formed off the SWC. Numerical experiments using a two-layer model with realistic bottom topography have been performed to understand the formation mechanism of CWB and the upwelling structure off the current. In the experiment, the sea level difference between the Japan Sea and the Okhotsk Sea, and baroclinic flow assuming the Tsushima Warm Current were given along the open boundary. The numerical model well reproduces the current system of the SWC and upwelling region off it. The upwelling region is formed at the Soya Strait first, and then it spreads on the offshore side along the SWC as a developing current system. Analysis of the model data indicated that the geostrophic balance mainly dominates in the current system, while convergence of the bottom Ekman transport due to the SWC forms the upwelling region as the secondary circulation. In addition, the advection effect due to the SWC is found to strengthen the upwelling.     

一种分析台风路径预报误差的新方法

台风路径预报误差应包括距离误差和方向误差两个方面,而在以往的业务应用和科学研究中偏向于只考虑对应时刻预报和观测位置点间的距离误差。本文对评估台风路径误差的方法进行了改进,在距离误差基础上建立了一种新的表征台风路径误差的方法——多因子误差法。本文以中国气象局整编的热带气旋最佳路径数据为标准,对2008和2009年中国气象局、美国台风联合预警中心和日本气象厅预报的西北太平洋热带气旋路径,采用新的表征热带气旋路径预报误差的多因子误差法进行分析,并与普遍采用的距离误差法进行对比,结果表明:多因子误差分析方法和距离误差分析方法存在比较明显的差异,多因子误差法优势比较明显。本文是对更科学的台风路径预报误差评定方法的有益探索,有一定的参考价值。     

多源资料重构三维海温场的先验误差估计和诊断分析

针对遥感资料与实况观测融合重构三维海温场的问题,改进了最优插值中的先验统计信息估计,并研究了背景场和观测项的各自影响机制。在最优插值中,将背景场分别取为平均气候场（静态方案）和遥感合成场（动态方案）;在最优融合前,用后验诊断方法迭代优化了背景误差和观测误差协方差;融合完成后,用观测空间诊断误差和模式格点指标对比分析两种方案。主要结论:（1）动态方案相对于静态方案分析误差减小的绝对量值由二者的观测误差之差决定、减小的相对程度由二者的背景误差之比决定;（2）背景场的调整作用在中高纬占优势、在赤道海域与观测项调整作用相当,是由协方差相关尺度的准纬向分布特征决定的;（3）动态分析场的中尺度信号谱能量整体比静态分析场高1~3个量级,但在热带海域相当;（4）遥感资料通过分辨实况观测所无法分辨出来的海温中尺度特征,达到减小误差、提高有效分辨率的效果。     

多波束测深边缘波束误差的综合校正

边缘波束误差是影响多波束测深数据精度的主要因素,数据精度影响其可信度和使用范围,也是进行相关研究的基础.多波束勘测系统声呐参数的精确校正、勘测区声场模型的建立以及实时勘测海洋噪声的合理剔除是影响边缘波束数据质量的关键因素,严重时甚至导致勘测数据出现沿测线方向的条带状假地形或地形位置偏移.上述因素对多波束勘测数据的影响是一个综合作用的过程,靠单一的校正或编辑方法很难提高采集数据的精度.以多波束勘测原理和声学理论为指导,以多波束实测数据为研究基础和分析对象,运用GIS面向对象方法,全面分析造成多波束勘测大误差边缘波束的原因,并探寻改善已勘测多波束大误差数据、提高数据精度的综合处理方法,最终以可视化的方式实现人机交互处理.该项研究成果已初步应用于海洋项目总图编绘工作,并取得了预期效果.     

A review on the South China Sea western boundary current

The advances in understanding the South China Sea (SCS) western boundary current (SCSwbc) have been reviewed since the works of Dale (1956) and Wyrtki (1961) in the middle of the 20th century. The features of the pattern of SCSwbc and the oceanic phenomena associated with it are focused on. The current is driven mainly by monsoon over the SCS and partially by winds over the tropical Pacific governed by the island rule. The SCSwbc exhibits strong seasonal variation in its direction and patterns. In winter, the current is strong and flows southwestward along the South China shelf and slope from the east of Dongsha Islands to the northern central Vietnamese coast, then turns to the south along the central and southern Vietnamese coast, and finally partially exits the SCS through the Karimata Strait. In summer and early fall, the SCSwbc can be divided into three segments based on their characteristics. The southern segment is stable, flowing northward from the Karimata Strait up to about 11 N, where it separates from the coast forming an eastward offshore current. The separation of the current from Vietnamese coast induces some striking features, such as upwelling and cold sea-surface temperature. The middle segment off the central Vietnamese coast may have a bimodal behavior: northward coastal current and meandering current in early summer (June-July), and cyclonic gyre in later summer and early fall (August-September). The northern segment is featured by the summer SCS Warm Current on the South China shelf and a southwestward subsurface current along the continental slope.