广东海域模拟人和无动力渔船海上漂移试验研究

为探讨海上搜救目标无动力渔船和落水人员在海水中的漂移规律,对现有海上搜救目标漂移轨迹预测模型进行评估与改进,国家海洋局南海海洋工程勘察中心于2011年2月和4月在广东近岸海域开展了3组模拟人和2组无动力船海上漂移试验。试验发现模拟人与无动力船大部分时刻的漂移轨迹位于下风向的右侧,80%以上的时刻漂移轨迹位于海流流向和下风向的矢量合成区间内。以漂移速度为应变量,流速和风速为自变量进行二元回归分析发现,广东海域的模拟人和无动力渔船的流致漂移参数约为1.0,风致漂移参数分别为0.019和0.038。     

核电站附近海域漂流海藻的漂移路径数值模拟

研究核电站附近海域漂流海藻的漂流路径对保障核电站冷源安全具有重要意义。本研究根据辽东湾东部海域漂流海藻的分布特征,构建该海域的二维水动力和粒子追踪数值预测、预报模型,基于近年实际观测的海流和潮位数据,对水动力模型进行验证,并根据2019年5月至8月释放北斗和GPS浮标采集数据,对该海域相同工况下的海藻漂移路径进行校验,均吻合良好。同时,对该海域7月大潮期,取水口附近海域的海藻堵塞风险进行了模拟分析,得到各不同工况下,漂流海藻到达取水口定义威胁区范围内的时间。结果表明,该数值模型能够对漂流海藻的漂移路径进行准确模拟,可为科学规避或有效减轻漂流海藻对核电站冷源取水口的堵塞风险提供技术支撑。     

浒苔漂移轨迹预报系统

2008年6月下旬,青岛海域出现大量浒苔,并迅速蔓延至近岸,对第29届奥运会帆船赛事构成严重威胁。为给浒苔清理和打捞提供决策支持,国家海洋环境预报中心及时作出应急响应,在短时间内建立了浒苔漂移路径预测系统,向有关部门发布浒苔漂移轨迹预报和海洋环境预报,成功协助前线应急指挥中心完成了浒苔的控制和治理。本文对国家海洋环境预报中心建立的浒苔漂移轨迹预报模型进行了详细描述,并开展了浒苔漂移预报误差分析。     

海上无动力船舶漂移轨迹模型及其在“桑吉”油轮漂移模拟中的应用

无动力或破损的船舶在海上自由漂移对海上的各项生产活动是一个巨大的危险。通过对海上漂浮的船舶进行受力分析,考虑船舶的外形特征及漂浮状态,建立了海上船舶漂移轨迹模型,对船舶海面以上与以下侧向投影面积之比(面积比)、风拖曳系数、流拖曳系数等参数均进行了敏感性分析,并针对2018年1月6日爆燃的"桑吉"油轮漂移轨迹开展了模拟应用。结果表明该模型针对不同类型海上船舶的漂移轨迹有一定合理的模拟能力,船舶面积比是准确模拟漂移轨迹的一个重要参数,同时,该模型对风拖曳系数、流拖曳系数较为敏感。针对"桑吉"油轮的模拟,科氏力的作用不可忽视,考虑科氏力作用后漂移轨迹的模拟效果得到了很好的改善。     

AP98风压漂移模型的应用研究

以AP98风压漂移模型为基础,推导出将AP98风压漂移模型应用于实际风场中的算法,进而得到流压、风压同时作用下海上漂浮物漂移量的积分算法,通过海上漂流数值实验直观的展示该算法的特点,为构建更为精准的海上搜救模型提供了1种可尝试的方案。     

危险化学品海上漂移扩散数值模拟研究综述

总结归纳了国内外目前常用的水动力模型的发展、特点及应用情况,并根据危化品的理化性质及其泄漏入海后的运动形式,将海上危化品分为溶解扩散型、海面漂移型、沉降型和易挥发型4种类型.在此分类的基础上,简要概述了各类型海上危化品漂移扩散数值模型的特点及应用情况,为研究海上危化品泄漏扩散预测及应急处置提供参考.     

基于水下滑翔机观测数据的西北太平洋混合层特征研究

基于水下滑翔机在2019年8至10月观测到的温盐资料,本研究分析了西北太平洋混合层总体的变化情况,并探讨了混合层异常变化的原因。结果表明,混合层温度总体上呈现随季节转换逐渐降低的趋势,混合层深度总体上呈现随季节转换逐渐增大的趋势。进一步的相关性分析得出,该海域混合层温度、混合层深度的变化特征主要是由外部大气强迫场(海面风场和净热通量)所决定的。水下滑翔机还观测到了混合层温度异常降低、混合层深度异常变浅的现象。通过计算混合层热收支发现,垂向夹卷作用是海洋混合层内温度降低和混合层深度变浅的主要原因。通过进一步计算研究海域冷涡的上升速度与海水垂向夹卷速度的变化情况,并结合卫星遥感资料,得出海洋的中尺度涡旋活动主导了混合层异常现象的发生。     

基于Lasso回归模型的青岛海洋经济和海洋产业分析

为促进青岛海洋产业结构优化和海洋经济高质量发展,文章构建评价指标体系,采用Lasso回归模型分析对青岛海洋经济发展产生重要影响的海洋产业,并提出发展建议。研究结果表明：青岛海洋经济发展水平评价指标体系包括海洋渔业、海洋化工业、海洋进出口总额、海洋环境、海洋交通运输业和滨海旅游业6个大类和20个特征变量;采用10折交叉验证确定调节系数的最优取值,并通过求解Lasso回归系数最终筛选10个特征变量进入回归模型;根据回归系数估计值,国内旅客数量的重要性最强,海洋渔业产值的重要性较强,而货物吞吐量的重要性较弱;Lasso回归模型的预测准确率、模型泛化能力和可信度均较高,属于稳健的稀疏模型;未来青岛应进一步发挥滨海旅游业和海洋渔业等的产业优势,着力发展海洋交通运输业,保护海洋生态环境以及加大海洋科技研发投入。     

基于海上试验对海上漂移物运移轨迹影响因素的分析

为了提高现有的海上搜救和绿潮漂移预测模型的预报精度,在2011年7月20日进行了一次落水人员、绿潮和无动力船漂移预测的海上试验。通过分析这三种海上漂移物运移轨迹的实验数据,确立了落水人员、绿潮、以及无动力船在海上漂移轨迹的主要影响因素。实验结果表明,落水人员和绿潮的漂移轨迹比较一致,基本都受限制于海流运动。其中,落水人员相较于绿潮来说受到潮流的作用比较大,风对绿潮的影响相比对落水人员的影响大。无动力船的漂移轨迹与落水人员和绿潮的漂移轨迹略有不同,受潮流往复作用较小。根据海上实验的结果,我们重新确立了搜救模型的中海流和风应力的参数,使得搜救模型的模拟结果更吻合于实验数据。     

基于GM(1,1)模型的海洋经济发展预测研究

文章采用灰色预测法,选取2001—2016年我国海洋生产总值作为基础数据,建立海洋经济发展预测模型即GM(1,1)模型;运用残差检验、关联度检验和后验差检验对该模型精度进行检验,同时运用该模型对已知年份数据进行预测并将预测值与实际值相比较,结果表明模型预测精度较高,对于短期预测具有可信度;在此基础上,运用GM(1,1)模型计算和预测2017—2021年我国海洋生产总值,得出我国海洋经济将保持稳步增长的结论。     

基于现场实验结果对倾倒泥沙扩散数值模型参数率定研究

倾倒区倾倒过程泥沙输运扩散数值模型理论较为成熟,但模型的一些相关参数给定范围较大,且一般由实验室静水或河口淡水实验获取,用于海洋倾倒区的泥沙模型有一定的局限性,使得模型预测结果波动范围也很大,具有较强的不确定性,模型参数亟需物理实验数据的率定和验证。2011-2014年在沙埕港临时性海洋倾倒区开展了3次倾倒物海洋倾倒实验,对现场实验结果数据分析论证后,建立倾倒过程二维泥沙输运扩散数值模型,用实验数据对模型中一些主要参数进行计算和率定。计算率定结果表明:沙埕港倾倒区倾倒过程初期疏浚泥絮团沉降速度可达3.0 cm/s,细沙颗粒充分混合后沉降速度减小,一般小于0.5 mm/s;悬沙紊动扩散系数Dx、Dy取45 m~2/s时计算悬浮物浓度增量曲线与实测结果吻合效果最佳,建议调试值域为30~50 m~2/s。模型参数率定后计算结果的客观性和准确性进一步提高,可为海洋倾倒区选划泥沙扩散模型参数的选取提供一定参考。     

基于根轨迹法的海洋生态模型稳定性分析

本文对一类非线性海洋生态模型进行了稳定性分析,并通过广义根轨迹的分析得出,初始时刻营养盐的不同输入对系统稳定性的影响,并用相轨迹图加以验证。通过稳定性分析可知,当浮游植物的生长率和初始时刻营养盐的输入均大于浮游植物的死亡率和营养盐的流失时,系统存在稳定状态。若浮游植物的生长率和初始时刻营养盐的输入增大时,系统的动态性能减少,即系统会更快的趋于稳定状态。     

基于根轨迹法的海洋生态模型稳定性分析

本文对一类非线性海洋生态模型进行了稳定性分析,并通过广义根轨迹的分析得出,初始时刻营养盐的不同输人对系统稳定性的影响,并用相轨迹图加以验证.通过稳定性分析可知,当浮游植物的生长率和初始时刻营养盐的输入均大于浮游植物的死亡率和营养盐的流失时,系统存在稳定状态.若浮游植物的生长率和初始时刻营养盐的输人增大时,系统的动态性能减少,即系统会更快的趋于稳定状态.     

浅海流体动力学一种含变湍粘性系数的流速分解模型——Ⅰ.流速分解模型

对于像我国渤海、黄海和东海等半封闭的边缘海和陆架海及其附属的海湾和河口等浅水域中，浅海动力学的探讨，不仅对水位预报和流场描述等方面具有实际应用价值，而且也有理论价值。以半日或全日为周期的海洋潮汐运动，基本上控制着日常的水位变化和流场形态，其潮位和潮流分别有1米和1米／秒的量阶。     

基于生长漂移预测模型的浒苔灾害风险动态评估方法研究

自2008年以来,浒苔大规模爆发生长已经成为黄海海域最严重的海洋生态灾害,对沿海地区社会经济发展构成严重威胁。本文基于生长漂移预测模型对浒苔时空动态发展趋势进行预测,并将预测结果引入到由致险因子危险性和承灾体脆弱性构建的浒苔灾害风险动态评估方法体系中,同时实现具有灾害预警、多源数据处理与存储、可视化展示等功能的灾害风险...     

斜压海洋动力学的一种三维数值模式：Ⅱ.温度,盐度和垂直涡动粘性系数的计？

根据海水温度和盐度平流扩散方程给出一种数值计算方案并采用混合长度理论给出生趣涡动粘性系数的计算方法。对于温度和盐度方程其平流过程采用了Ｌａｘ－Ｗｅｎｄｒｏｆｆ格式,水平扩散彩 显著 式,生趣扩散采用隐格式。     

基于高频地波雷达观测的大亚湾附近海域余流季节变化特征分析

基于大亚湾附近海域高频地波雷达的长期海流观测资料,利用T_tide工具包进行调和分析得到该海域余流季节变化特征.分析结果显示:大亚湾附近海域余流的变化特征主要呈冬、夏两种形态,其变化过程与季风的变化同步.其中,冬季形态从10月到次年3月,流向为SW向,流速可达30 cm/s以上;夏季形态仅在5—8月间出现,流向为NE向...     

基于FVCOM的长江口预选倾倒区抛泥扩散数值模拟

2019年以来,长江口海域年疏浚总量约为7 000×104 m3,现有的7座吹泥站停用后,长江口倾倒区容量仅剩约3 000×104 m3,疏浚物处置缺口约为4 000×104 m3,需及时开展海洋倾倒区选划工作。通过FVCOM （Finite Volume Community Ocean Model）数值模型对预选倾倒区进行抛泥扩散模拟,并分析其影响。根据长江口航道管理局所统计的疏浚船只,结合实际情况,选定12 000 m3舱容作为代表船只进行模拟。模拟结果显示,抛泥悬浮物主要在倾倒区周围呈螺旋状扩散,从扩散范围来看,4个预选倾倒区抛泥时,其10 mg/L增量包络线均不会显著影响到附近主航道及周边环境敏感区,其中预选倾倒区D扩散影响范围最大,C次之,A和B扩散影响范围最小。从动力角度来看,长江口深水航道北侧两个预选倾倒区（A和B）倾倒扩散时,对南侧深水航道造成回淤的概率更大,深水航道南侧水动力条件优于北侧。综合抛泥扩散影响范围和动力条件来看,预选倾倒区C位置最佳。     

基于CatBoost和XGBoost组合模型的水深反演

为获取高精度的水深信息以满足海洋研究各领域的需要,提出一种CatBoost和XGBoost模型组合的水深反演模型。选取Sentinel-2A卫星遥感数据,以瓦胡岛为研究区域,引入CatBoost和XGBoost模型,对二者进行线性组合,构建CatBoost-XGBoost组合模型。实验结果表明：组合模型的决定系数、均方根误差、平均绝对误差以及平均相对误差分别为95.32%、1.29 m、0.86 m、20.51%,与单一模型相比,组合模型的水深反演精度有一定提高。     

基于遥感图像分析的极区海冰漂移研究

对极区的海冰运动进行观测具有重要的意义,卫星遥感技术是目前极区海冰监测的重要手段.星载多光谱仪器和合成孔径雷达(SAR)能够生产高分辨率、宽刈幅、连续的遥感图像,是开展海冰遥感监测的优选载荷.通过对极区遥感图像的分析,可以获取极区海冰漂移运动的资料信息.文中提供了可用于极区海冰漂移研究的遥感资料源,详细介绍了两种基于遥感图像的海冰运动分析方法:相关匹配法与光流算法,以及两种方法的对比;利用文中介绍的遥感资料和分析方法,在两极海区发现了明显的海冰中尺度运动特征.