并矢相关谱分析方法在非线性资料分析中的应用

本文利用到率并矢相关谱估计方法,对青岛月平均气温（1896年1月—1992年12月）足赤道局部地区日表层水温（0°±0．5°S,165°±0．5°E;1986年12月6日—1991年11月16日）进行了谱分析,结果表明：青岛气温除具有1年周期的主频振荡和二倍峰频处0．5年周期二阶非线性耦合效应外,还隐含有2年周期的低频耦合振荡及0．4年周期的高频耦合振荡;赤道局部地区日表层水温含有90天,63天,50天,40天和29天等几个主要的低频周期振荡。     

支持向量机在海洋随机资料分析中的应用

在随机海洋资料的分析中,需要从大量的实际数据中提取出有用的信息来建立或检验各种海洋理论模型,因此我们要正确运用适当的手段来分析处理各种实际数据。文中简要介绍了数据挖掘中一项新的技术支持向量机,着重介绍了最优化问题的求解算法,以及如何应用于海洋资料的分析处理。     

海洋湍流的测量及相关分析

对海洋湍流速度脉动的一维概率密度作了测量，并把测量结果与高斯分布进行了比较，比较的结果表明，一个接近于高斯分布而另一个却差别较大。计算到直至五阶湍流相关函数并与网络并与网格湍流进行了比较，结果都表明小时间间隔中测量结果与网格湍流的结果近似一致。而大时间间隔中却相差很大，以上结论说明了较长的测量时间的必要性。     

海洋湍流的测量及相关分析

对海洋湍流速度脉动的一维概率密度作了测量，并把测量结果与高 斯分布进行了比较。比较的结果表明，一个接近于高斯分布而另一个却差别较 大。计算到直至五阶湍流相关函数并与网格湍流进行了比较，结果都表明小时 间间隔中测量结果与网格湍流的结果近似一致，而大时间间隔中却相差很大。 以上结论说明了较长的测量时间的必要性。     

海洋再分析资料中IOD-ENSO遥相关的海洋通道机制分析

本文利用滞后相关分析,研究了海洋再分析资料（SODA、ORAS4和GODAS）中的IOD-ENSO滞后遥相关关系,并与观测资料进行对比。结果显示,3套再分析资料中热带东南印度洋秋季海表温度/海表高度异常和赤道太平洋冷舌次年秋季海表温度/海表高度异常之间显著相关,与观测结果一致。在次表层,观测和再分析资料均显示,热带东南印度洋秋季海表温度异常与赤道太平洋次表层海温异常之间的显著相关关系在冬季至次年秋季沿赤道太平洋垂向剖面向东移动,并于次年夏季和秋季在冷舌区上升至海表。热带东南印度洋和赤道太平洋冷舌滞后1年的相关关系是由海洋通道机制引起的,即IOD事件引起印尼贯穿流流量异常,导致赤道太平洋温跃层异常,激发赤道Kelvin波向东传播,从而影响赤道中-东太平洋冷舌海表温度异常。观测及SODA与ORAS4资料中,热带东南印度洋和赤道太平洋冷舌滞后1年的相关关系在去除ENSO信号后仍然显著,表明海洋通道机制是独立于ENSO事件的;而在GODAS资料中,这些显著相关关系在去除ENSO信号后消失。印尼贯穿流流量异常和Niño3.4及DMI（Dipole Mode Index）指数之间超前-滞后12个月的相关关系显示,在SODA和ORAS4资料中,印尼贯穿流流量同时受到ENSO和IOD的影响,与观测结果一致;而在GODAS中,印尼贯穿流流量异常仅与Niño3.4指数显著相关,极少受到IOD事件的影响,这部分解释了GODAS资料中去除ENSO信号后,IOD-ENSO滞后遥相关关系消失的原因。     

时—频联合分析法及其在海洋资料处理中的应用

时－频联合信号分析法能描述非稳态信号的频率如何随时间而变化,故它能使我们更好地理解信号的本质。本文简要介绍了这种方法,说明了它的优点,并列举了它在海洋资料处理中应用的一个实例。     

相空间反演方法及其在海洋资料分析中的应用

时间序列重建相空间理论是研究实验数据所隐含着非线性复杂现象(如奇怪吸引子、分形、自相似结构及混沌)的有力工具.本文在时间序列重建相空间理论基础上,建立了在嵌入相空间中反演动力系统方法,并将此方法应用于TOGA COARE提供的海表温度(SST)时间序列资料分析中,给出了奇怪吸引子关联维数、嵌入相空间维数、Lyapunov特征指数、Kolmogorov熵及可预报时间尺度.利用相空间中反演动力系统,在可预报时间尺度上进行预报实验,其结果与实测值基本一致.     

海陆相关分析及其对优化海洋产业结构的启示

２０世纪８０年代以来，随着我国沿海地区相继提出“以海兴省”、“以海兴市”的发展战略，呈现出开发海洋的浪潮，海洋经济的相关理论和实际问题已成为研究部门十分关注的课题。本文着重从海洋产业与陆地产业的对比以及海陆经济一体化发展，提出调整我国海洋产业结构的几点意见。一、海洋产业与陆地产业相关分析海洋产业与陆地产业之间并非是截然对立的，在海洋开发初期，许多海洋产业是融于陆地产业体系中的，只是随着海洋开发进程的深入，海洋产业群体日益成熟，各项海洋开发活动之间建立起纵向链状关系和横向交叉关系，它们相对于陆地经…     

资料同化中的伴随方法及其在海洋中的应用

较系统地综述了资料同化中各种方法的分类,并着重说明了伴随方法的基本原理和具体实现步骤。并总结了伴随方法在海洋中的应用现状,并指出由于观测资料特别是遥感资料的日益丰富,伴随方法将有广泛地应用前景。     

分析技术在海洋浮游生物铁载体研究中的应用

铁对海洋浮游植物的生长起着重要的作用。在高营养盐低叶绿素(HNLC)海区，铁是藻类生长的限制因子；而在近岸，铁又是赤潮发生的激发因子之一。研究表明，可溶性铁对浮游植物生长有很强的控制作用，大部分可溶性铁是同具有极强铁亲和力的配位体螯合在一起的，如铁载体。因此，在对铁限制、铁加富实验的研究中，铁载体的提取与分析技术显得尤为重要。着重介绍了海洋浮游植物中铁载体的提取及检测分析技术。     

Application of sequency spectral method to ocean and atmosphere data analysis

I~IOWIn recent years, with the development of the nonlinear science, eSPecially the sea surface remote sensing measurement technology and the probing Of the modern naval science, the effects ofnonlinear coupling interaction have gradually drawn universal attention.But due to the limitation of claSSical frequency spectral method (Bracewell, 1990), it is difficult to characterize the nonlinear coupling inforTnation at higher frequency band. Thus, there havereconed the fundamental pwhleln to …     

基于时序相关性分析方法的浮标异常数据识别

海洋生态浮标异常数据的实时早期监测识别是保证观测数据质量的关键。本研究通过对浙江沿海浮标多年数据的分析,发现了与传统跳变异常数据不同的渐变异常数据类型。该异常类型呈现出在时序变化过程中连续平稳,但随时间逐渐偏移,最后整体偏离正常的分布特征,并且单一参数的分析方法无法对此异常进行有效识别。因此本研究利用海洋环境参数中酸碱度(pH)、溶解氧(DO)和叶绿素(Chla)三者的多参数相关性规律,提出了在一定时序上两两参数间相关性是稳定甚至是一致的假设,将8 天时间窗口的两两相关系数(R_{8 d})和前后两天R_{8 d}之差的绝对值(ΔR)作为相关性和稳定性核心指标,建立了基于相关性的渐变异常数据自动识别方法。为浮标传感器渐变异常的早期识别提供了一个新的思路,有助于提升海洋生态浮标异常数据的自动化监测能力。     

海洋混合层深度时空分布及其与风、浪参数的相关性分析

本文应用一个经验证的全球尺度FVCOM海浪模型,模拟了2012年全球海洋海浪场的分布和演变,分析了海表面风场、海浪场与混合层深度的全球尺度分布及相关性。综合观测资料和模型结果显示,海表面10 m风速、有效波高与混合层深度的全球尺度分布随季节发生显著的变化,并且其分布态势存在明显的相似性。从相关系数的全球分布来看,海表面10 m风速在印度洋低纬度海区（纬度0°~20°）与混合层深度间有较强的相关性,相关系数大于0.5;有效波高与混合层深度间相关系数大于0.5的网格分布在北半球高纬度海区和印度洋北部。谱峰周期与混合层深度间在部分海区存在负相关关系,这些网格主要分布在低纬度海区（纬度0°~30°）。统计结果显示,有效波高、海表面10 m风速和谱峰周期与混合层深度间的平均相关系数分别为0.31、0.25和0.12。综合以上结果表明,有效波高较谱峰周期能更有效地表征波浪能对海洋上层混合的影响;相比于海表面风速,有效波高与混合层深度间存在更强的相关关系,其变化对海洋上层混合有更显著的影响。     

海洋的比熵和等熵分析

基于海水热力学局域平衡的假定及Feistel(2003,2005)给出的海水Gibbs热力学势函数表达式,利用全球海洋观测数据,计算了全球海洋网格域的比熵、位温、位密等热力学参数,分析了海水比熵的时-空分布格局及其与位温、位密以及中性面之间的关系。分析结果表明,海洋中的比熵与位温之间具有确定的解析关系,而海洋中的比熵与位密、中性面之间的分布则无明显的一致性;这一结论为文章进一步导出海洋内部近似稳态大尺度地转环流在等熵面上的流函数,证明等熵面与等密面的交线即物理海洋学上经典的动力计算方法中的Montgomery流函数,进而为海洋内部的准地转运动的等熵-等密分析提供了新的热力-动力学依据。     

混沌系统隐含频率检测方法研究及其在海洋资料分析中的应用

利用Guillermo的单时间序列重构相空间点概率密度的功率谱分析方法,对赤道日表层水温和青岛月气温的九点滑动平均资料进行了隐含频率检测,结果表明,赤道日表层水温隐含周期为23.3,10.5,7.7d,其他物理参量的震荡及青岛气温隐含周期10.,5.7,4.5,2.9a,3个月其他物理参量的震荡.     

基于相关性分析的水下定位异常数据校正及丢失数据修补方法

超短基线是实现水下拖体设备精确导航定位的必备设备,是目前我国在国际海底区域进行资源深入调查研究的重要装备。受水声信号传播损失、多径效应和其它设备噪声等因素的影响,超短基线水下定位数据存在诸多异常点,已严重影响水下定位数据的可信度和使用。针对该问题,本文提出并实现了一种基于相关性分析的剔除随机异常点和回归填充改正算法,并采用国际海底区域实测水下定位数据对算法可靠性进行了验证,同时采用模拟仿真方法对小时间尺度的定位数据进行了预测对比,取得较好效果。结果表明,该算法快捷、有效,有望在后续国际海底区域调查中推广应用,为国际海底资源调查水下装备的准确定位提供直接服务。     

渤海曹妃甸深水港老龙沟潮流通道稳定性研究——数字海洋技术的应用

主要应用数字海洋技术,对曹妃甸港区 25 万吨级矿石码头建成后的东侧老龙沟潮流通道的冲淤变化进行了研究.集曹妃甸地区 1953-2006 年多期海图资料,在地理信息系统软件 ArcGIS 支持下,对老龙沟潮流通道不同时期 0 m、5 m 和 10 m 等深线进行叠加对比分析;以 DEM 模型为载体,综合 1979-2005 年曹妃甸地区多时相、多分辨率遥感影像与水下地形信息解译的结果,并与 1997 年老龙沟实测断面水深测量数据对比分析,获得老龙沟潮流通道的冲淤演变趋势:近 50 年来老龙沟口门宽度未发生明显变化;深槽位置基本未变,稳定性较好.局部地区有冲淤变化,老龙沟西北侧潮滩有明显的淤进,尾端向西偏移,潮流通道尾端 ( 向陆侧 ) 10 m 等深线有 2 ～ 2.5 m 的浅滩变浅趋势,但基本处于微冲或微淤的动态平衡之中.1953-1986 年以淤积为主,淤积量为 30.2×107 m3,冲刷量为 3.1×107 m3,年均淤积速率为3.7 cm/a.1983-2006 年以冲刷为主,冲刷量为 11.4×107 m3,淤积量为 9.4×107 m3,年均冲刷速率为 0.35 cm/a.该研究结果能为曹妃甸港区规划和唐山港的进一步发展提供保证,对沿海潮汐通道的保护利用以及港口工业的发展具有重要的借鉴意义.     

Risk analysis and assessment of overtopping concerning sea dikes in the case of storm surge

Risk analysis and assessment relating coastal structures has been one of the hot topics in the area of coastal protection recently. In this paper, from three aspects of joint return period of multiple loads, dike failure rate and dike continuous risk prevention respectively, three new risk analysis methods concerning overtopping of sea dikes are developed. It is worth noting that the factors of storm surge which leads to overtopping are also considered in the three methods. In order to verify and estimate the effectiveness and reliability of the newly developed methods, quantified mutual information is adopted. By means of case testing, it can be found that different prior variables might be selected dividedly, according to the requirement of special engineering application or the dominance of loads. Based on the selection of prior variables, the correlating risk analysis method can be successfully applied to practical engineering.     

基于Copula函数的联合概率法在海洋工程中的应用

本文介绍了Copula函数的定义、属性和几种特殊的Copula函数.将Copula函数应用到近海工程中,用其建立了最大有效波高和最大风速的联合分布函数并检验,结果表明:Copula函数能够比较好的模拟实际的联合概率分布。通过Copula方法,可以由边缘分布和一个连接它们的Copula函数来得出联合分布函数,发挥其描述相关性尤其是尾部相关性的优势。该方法在近海工程的工程可靠度、设计标准和失效概率的计算中具有广泛的应用前景。     

福建海洋环境立体监测信息服务系统的设计与实施

海洋环境立体监测信息服务系统是海洋环境立体监测系统中最重要的子系统之一,其目的在于集成整合由海洋环境立体监测网络获取的海洋环境信息以及各种海洋专题应用信息系统,提供全方位、多层次的海洋信息服务.本文首先介绍了福建海洋环境立体监测信息服务系统的结构设计,然后讨论了系统的建设与实施,接着介绍了福建海洋环境立体监测信息服务系统提供的信息服务内容与功能,最后总结得出结论认为系统的建设为决策者整体把握福建海洋环境监测信息提供了一体化、便捷的手段.