海洋表层温度剖面数值模拟

遥感测量海水表面温度(SST)需用海表面以下实测温度资料加以校正,由于长时间大范围进行海洋表层海水垂向温度剖面野外观测非常困难,建立经有限资料验证的数值模型十分重要。文章基于美国加利福尼亚湾3组船载光学实验的气象及海温资料,考虑太阳热辐射作用与海表面冷温层效应,建立了一个海表下20m深度范围内水温剖面演变的数值模型。通过冷温层计算合理加密了表层网格,使数值模型更准确地估计海表散热作用。计算结果与野外实测海温资料对比显示,海表剖面测试仪(SkinDeEP)未能准确定位和捕捉海表冷温层,实验方法有待改进。整合模型能准确描述海温剖面的演变趋势,在近海表20cm深度内,特别是与遥感SST相关的近海表1cm深度内,模拟结果优于无本皮肤层模型的计算结果。     

利用海洋温度剖面与海表盐度反演盐度剖面方法研究

为解决海洋中大量观测数据只含有温度剖面而缺乏盐度观测的问题, 基于历史观测的温盐剖面资料, 考虑到盐度卫星数据的发展, 采用回归分析方法, 在孟加拉湾建立了盐度与温度、经纬度、表层盐度的关系, 并对不同反演方法的反演结果进行检验评估。结果发现, 在不引入海表盐度(sea surface salinity, SSS)时, 最佳反演模型是温度、温度的二次项与经纬度确定的回归模型, 而SSS的引入则可以进一步优化反演结果。将反演结果与观测结果进行对比, 显示用反演的盐度剖面计算的比容海面高度误差超过2cm, 而引入SSS后的误差低于1.5cm。SSS的引入能够较为真实地反映海洋盐度场的垂直结构和内部变化特征, 既能够捕捉到对上混合层有重要影响的SSS信号, 又能够反映盐度在跃层上的季节内变化以及盐度障碍层的季节变化。水团分析显示, 与气候态相比, 盐度反演结果可以更好地表征海洋上层水团的变化特征。     

海洋声速剖面的自动聚类研究

以海区30'网格方区多年月平均统计的声速剖面作为原始数据集,提取声速剖面的表层、主跃层和深海等温层分层结构特征,把我国近海及其邻近海域预分为Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ类区。对Ⅱ,Ⅲ类区声速剖面,应用有序样本聚类算法分别进行表层分离。根据各类区的表层声速剖面数据,通过归一化处理和Akima差值采样得到梯度剖面,建立起按月归一化后的声速剖面分层梯度样本集,并应用系统聚类法和SOFM神经网络方法分别进行聚类分析,再根据分类结果并结合各类型海区的声学特点,得到各类型海区声速剖面的典型类型。通过对大量历史数据的分析结果表明,该方法为自动分类海洋声速剖面提供了一条有效路径,弥补了长期以来海洋声速剖面主要依靠人工分类的不足。     

海洋赤潮生态模型参数优化研究

根据中日合作海洋生态围隔试验观测资料,对乔方利等１９９８年提出的赤潮过程生态模型（乔方利等,２０００）进行参数优化研究,得到赤潮过程营养２盐半饱和常数：硅藻,ＫＮ＝１．４ｕｍｏｌ／Ｌ、ＫＰ＝０．１２９ｕｍｏｌ／Ｌ、ＫＳｉ＝１．１６ｕｍｏｌ／Ｌ;鞭毛藻,ＫＮ＝０．３４５ｕｍｏｌ／Ｌ、ＫＰ＝０．１１３ｕｍｏｌ／Ｌ以及其它等共１８个参数的最优取值,并详细讨论了目标泛函的构造和多目标函数参数优化的方法。     

杭州湾海水密度研究

用磁力浮沉子密度测量装置,在１５ ～２５ ℃之间的三个温度下测定了杭州湾３０ 个水样的密度。结果表明,测定值皆高于相应条件下国际标准海水状态方程的计算值,在海水盐度范围５．５６～２６ ．４ ,密度平均偏差值为２８ ．２ ～１２０ ．５ ×１０－ ３ｋｇ／ｍ３ 。测定密度和计算密度的偏差随盐度的降低而增大,与盐度的变化成直线相关;与（Ｃａ２ ＋ ）／Ｓ和比碱度之间皆呈指数曲线相关。杭州湾海水枯水期和丰水期水样的（Ｃａ２ ＋ ）／Ｃｌ 比平均值分别超出大洋水平均值２８ ．８％ 和２０ ．６％ ;杭州湾海水枯水期和丰水期的比碱度平均值分别超出大洋水平均值６０ ．３ ％ 和３０２ ％ ;（Ｍｇ２ ＋ ）／Ｃｌ 比、枯水期水样ＳＯ２ －４ ／Ｃｌ 比及Ｓｒ２ ＋ ／Ｃｌ 比与大洋水平均值相同或相近,丰水期水样ＳＯ２ －４ ／Ｃｌ 高出大洋水平均值７ ．１ ％ ;结合主要离子在湾内平面分布图,得出杭州湾海水高的Ｃａ２ ＋ ／Ｃｌ 比、比碱度和ＳＯ２ －４ ／Ｃｌ 比,除了受江水输入影响以外,主要还是受湾北岸工业区废水排放的影响。并首次给出了杭州湾海水的密度公式。     

珠江口海水密度的研究

用磁力浮沉子密度测量装置,在１５ ～２５ ℃之间的三个温度下测定了珠江口２０ 个水样的密度。结果表明,测定值皆高于相应条件下国际标准海水状态方程的计算值,在海水盐度范围０．０８～３３ ．４４６ ,密度平均偏差范围为２ ．４ ～５４．０ ×１０ － ３ｋｇ／ｍ３ 。测定密度和计算密度的偏差随盐度的降低而增大,与盐度的变化成直线相关：与（Ｃａ２ ＋ ）／Ｓ、ＳＯ４２ － ／Ｓ比和比碱度之间皆呈指数曲线相关。珠江口水样（Ｃａ２ ＋ ）／Ｃ１ 、ＳＯ４２ － ／Ｃ１ 和比碱度平均值分别超出大洋水平均值１７ ．８ ％ 、８ ．２１ ％ 和１５２ ％ ,其余的Ｎａ ＋ ／Ｃ１、Ｋ＋ ／Ｃ１ 和Ｓｒ２ ＋ ／Ｃ１ 比值与大洋水无明显差别,基本类同。珠江口海水的高碱度、高（Ｃａ２ ＋ ）／Ｃ１ 和高ＳＯ４２ － ／Ｃ１ 是造成其海水密度正偏差的主要因素。经计算机拟合,首次导出了珠江口海水密度的状态方程,该方程计算值与实验值的平均标准偏差为±２．５×１０－ ３ｋｇ／ｍ３ 。     

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...     

基于径向基神经网络的海滩前滨剖面状态分类模型

根据广东省水东湾砂质海滩剖面1986年9月至1987年12月连续现场实测资料,采用径向基神经网络（RBFNN）的数据分类方法,基于Matlab7．0平台编程,建立了水东湾晏岭海滩前滨剖面的分类模型,精确度达到89．5％。并根据分类的结果,对水东湾海滩前滨剖面形态的变化规律以及在台风大浪影响下的形态特点进行了分析讨论,为进一步了解砂质海滩时空演变特征以及侵蚀机制提供了一种新的技术方法与思路。     

极区冰下海洋自动剖面观测系统及其应用

中国第25次南极考察期间,于2008年12月,首次将国内研制的冰下海洋自动剖面观测系统用于南大洋考察,在普里兹湾沿岸海冰上开展冰下海洋观测,获得了连续数日的冰下上层海洋温盐剖面数据,为研究浮冰区次表层暖水提供了连续现场观测资料。文中简单介绍了自动剖面系统的技术特点和布放方法以及在南极海域的应用,为以后开展极区冰下海洋观测项目提供参考。     

黑潮源区及邻近海域海水密度跃层分析

根据该海域多年资料的分析结果,对该海域密度跃层作了比较详细的阐述,主要包括各类型跃层在不同季节的分布特征及其变化规律,并对密度跃层的成因作了一定的分析和探讨。     

一种新型的非对称台风海面气压场和风场模型

采用台风外围闭合特征等压线等要素,对圆对称的藤田气压模型进行改进,推导出不含有关参数的非对称台风海面气压场和考虑到径向梯度风的风场模型,并利用该模型对给湛江地区造成了严重风暴潮灾的几次台风过程的海面气压场和风场进行了模拟。结果表明,改进后的台风气压场和风场模型更方便准确。     

海水的氧饱和度与韦斯方程

1973年 ,联合国教科文组织 (U NESCO)汇同英国国立海洋研究所 (NOI)联合颁布了“国际海洋学用表”第二卷 ,即由国际海洋学用表与标准联合专家小组监督制订 ,由 NOI与 UNESCO,依据韦斯方程编辑出版的海水氧饱和度表。韦斯方程是海水中氧的溶解度与温度和盐度关系的一组方程式 ,它提供了一种计算海水中氧的溶解度的简便而又系统的方法。本文主要介绍了韦斯方程的推导过程、计算方法、数据引用、适用范围及公式精度等技术问题 ,供海洋科技工作者研究、参考 ,以利于进一步提高海水溶解氧的观测技术及计量标准工作的水平     

A Computational Model for Velocity Separation in Shallow Sea

Based on the hydrodynamical feature and the theoretical velocity profiles of tidal flow and vvind-induced flow in shal-low sea, a computational model is established for the first time, which can separate observed velocity into tidal velocity and wind-induced velocity by use of the least square method. With the model, not only the surface velocities of tidal flow and vvind-induced flow are obtained, but also the bed roughness height is determined and the wind velocity above the wa-ter surface is estimated. For verification of the model, the observed velocity in the Yellow River Estuary and the laborato-ry test is separated, then it is applied to the Yangtze River Estuary. All the results are satisfactory. The research results show that the model is simple in method, feasible in process and reasonable in result. The model is a valid approach to analysis and computation of field dala, and can be applied to separate the observed velocity in shallow sea; at the same time, reasonable boundary conditions of th     

黄海水温垂直剖面的遥感反演与数值预报模型

基于黄海水温垂直剖面分层结构统计分析,建立了一个卫星遥感SST反演水温垂直剖面的参数化模式,以该模式反演数据作为一维数值预报模式的初值,同时用大气预报场资料作为预报模式的过程资料,发展了一个以卫星遥感资料作为主要输入量的黄海水温垂直剖面的数值预报模型.模型实现了利用卫星遥感资料反演预报黄海水温垂直剖面的目的,5 d时效的预报效果明显优于已往强温跃层数值预报模式.     

海水和海洋沉积物中总N的测定

系统介绍海水和海洋沉积物中总氮的测定方法。作者选用过硫酸钾为氧化剂将有关形式的氮转化成硝酸盐,将其还原成亚硝酸盐,连同原有的亚硝酸盐一起测定,获得海水和海洋沉积物中总氮。该方法操作简单安全,精密度为４ ．７ ％ ,回收率为９５％ ～１０４ ％ ,适于船上操作。     

阴极溶出伏安法测量海水中溶解态铁

使用阴极溶出伏安法,利用2,3-二羟基苯丙氨酸(DHN)可以与Fe(Ⅲ)结合生成配合物,而BrO3-的加入可以催化该电化学反应的性质,系统研究了海水中溶解态Fe(Ⅲ)的最佳分析条件。结果表明,体系中添加20.0μmol/L DHN即可达到分析要求;添加BrO3-可以使溶出电流线性增大,选择的最终浓度为20.0mmol/L。当沉积电位为-0.20V,扫描速率为50.0mV/s,沉积时间为90s时,即可达到低铁海水的分析要求,在此条件下检测限为0.011nmol/L。紫外消解可以使测量灵敏度比未消解时提高13倍。用此方法测量得到的太平洋某处(158°15′E,22°23′N)海水表层水浓度为0.45nmol/L,75m处浓度为0.14nmol/L,1 500m处浓度为0.86nmol/L。     

周期外推方法在海水水温预报中的应用

针对海水温度的周期性变化,利用周期外推方法进行海水水温预报,并用平稳过程对周期变化以外的部分进行拟合,最后得到预报值。与实际观测资料比较,检验了预报的结果。     

Extraction of Internal Tidal Currents from A Portion of Sea Current Profile

Internal tide is one of the major oceanic phenomena. Determination of internal tide is important for theoretical studyand for ocean engineering research. As an inverse problem, extraction of internal tidal currents from sea currents is diffi-cult. In this paper, a method is developed to extract internal tidal currents from a portion of the sea current profile basedon the fact that the directions of internal tidal currents above and below the thermocline are inverse. Sea current data col-lected from the South China Sea is processed with this method. The internal tidal currents and the depth of the thermo-cline are successfully extracted. The depth of the thermocline determined is in good agreement with that measured in 1959.     

Extraction of Intemal Tidal Currents from A Portion of Sea Current Profile

Internal tide is one of the major oceanic phenomena. Determination of internal tide is important for theoretical study and for ocean engineering research. As an inverse problem, extraction of internal tidal currenls from sea currents is diffi-cult. In this paper, a method is developed to extract internal tidal currents from a portion of the sea current profile based on the fact that the directions of internal tidal currents above and below the thermocline are inverse. Sea current data col-lected from the South China Sea is processed with this method. The internal tidal currents and the depth of the thermocline are successfully extracted. The depth of the thermocline determined is in good agreement with that measured in 1959.