HRCLDAS-V1.0和ERA5海面风场对比评估分析

基于2020年中国近海31个浮标的逐小时数据,使用统计分析方法对中国气象局高分辨率陆面数据同化系统(HRCLDAS-V1.0)和欧洲中期天气预报中心第5代全球大气再分析数据(ERA5)海面风场进行了系统的检验,检验结果表明：两者在我国近海均具有较高的可信度,风速平均绝对误差(MAE)分别为1.16 m/s和1.09 m/s,风向MAE分别为23°和22°。随着风力增大两者的风速准确度均有所降低,当风力等级≥10级时,前者准确度优于后者;对于风向而言,随着风力增大,两者准确度均升高。此外,选取2020年典型的两次冷空气过程和2008号台风“巴威”过程,检验两者在不同天气过程影响下的准确度,两类融合产品均能较好地再现冷空气过程引起的风向变化,而对不同强度的冷空气过程下的风速反映存在差异;对于台风引起的大风,在风速较低时两者风速均具有不错的表现,但HRCLDAS-V1.0对峰值强度的表现优于ERA5。     

卫星遥感接收数据的管理与软件开发

卫星遥感接收数据是遥感影像应用的重要数据来源,因此对特殊格式的海量接收数据的存储和管理成为卫星遥感应用的重要环节。采用多层存储模式对数据分类、分级存储,建立空间数据库管理空间数据和属性数据。基于ArcEngine开发技术建立卫星接收数据管理平台,实现空间数据的快速查询和属性数据的自动入库等高效管理功能。     

数据库与实测数据融合实现对深海跃层的快速估算

海洋跃层的快速估计对于环境的态势评估具有重要意义,跃层估计的精度和估计所用时间是两个主要评估要素.基于实测的温度、密度和LEVITUS数据库中的温度、密度进行融合来对跃层进行快速估计,可通过实测数据对数据库的数据进行补充和修正,然后利用修正后的数据对跃层进行快速评估.结果表明,该方法可以大幅度地缩短跃层估计的时间和提高...     

基于扩散滤波的多尺度三维变分研究

将扩散方程引入三维变分分析,揭示了传统3D-VAR不能有效提取多尺度观测信息的根本原因,即观测导致的目标函数梯度在空间的不连续分布.将扩散滤波融入基于梯度的最优化算法,发展了基于扩散滤波的多尺度3D-VAR.海表面温度数据同化试验结果表明,新方法可从长波至短波有效地提取多尺度的观测信息.     

3S技术在海南省海岸保护利用规划中的应用

利用3s技术强大的空间信息处理和管理能力及制图能力,实现了在海南省海岸保护利用规划中多源地理数据采集处理、专题信息分析提取、规划图集编制和规划信息管理系统的建立等．结果表明：采用3S技术能够较好地处理海南省海岸保护利用规划中涉及的陆图、海图、遥感图、海洋功能区图、相关规划图和项目用海图等基础地理数据,以及现场调查、勘测数据的空间位置关系;提取了海南岛海岸类型、海岸开发利用现状等专题信息;结合海南社会经济发展对海岸资源开发利用的需求和生态环境保护要求,划分基本功能岸段,总体为北部海岸以港口、旅游岸段为主,东部海岸以旅游、渔业岸段为主,南部海岸以旅游、港口岸段为主,西部海岸以港口、渔业岸段为主．     

高度计波高数据同化对印度洋海域海浪模式预报影响研究

为提高海浪模式预报的精度,改善初始场是途径之一。研制了基于最优插值(OI)方法的海浪数据同化并行程序模块,并将其植入第三代海浪模式WAVEWATCH IIITM,建立了印度洋海域海浪同化预报方法,使用卫星高度计波高数据进行了同化预报试验。OI模块的并行设计使得植入同化模块的海浪模式仍能以并行方式运行。文中5°S以北印度洋海域为目标区域,嵌套在WAVE-WATCH IIITM的全球网格中,使得目标区域开边界条件得到较好解决。同化数据使用Jason-2高度计测量有效波高(SWH)沿轨数据。海浪同化预报模式由大气模式WRF(Weather Research andForecasting)输出的1小时一次的海面10 m风场驱动。将同化的模式结果(SWH)、无同化的模式结果(SWH)分别与高度计沿轨数据(SWH)进行比较,表明同化改善模式预报初始场的效果是明显的。以同化初始场出发进行海浪预报试验,结果表明,高度计波高数据同化在一定程度上可改进海浪短期预报的精度。     

多种数字海洋地理环境信息的融合与可视化的局部实现

以潮汐、潮流和海浪数值的计算技术和数字海底地形模型的构造方法为基础,应用层次细节模型和三维渲染技术,完成了近岸海洋环境保障的多种数字海洋地理环境信息的融合与可视化的局部实现,为今后此领域的研究提供了理论和经验基础。     

Arctic sea-ice motion and its relation to pressure field

Daily Arctic sea-ice motion maps during the winter seasons (December–March) from December 1988 to March 2003 derived from NSCAT, QuikSCAT, SSM/I, and AMSRE data by a wavelet analysis method have been merged with those derived from buoy data. These merged sea-ice motion data have been used to study the circulation regimes and winter-to-winter variability of Arctic sea-ice motion. The relation between sea-ice motion and the pressure field in the Arctic Ocean was also studied by applying Principal Component Analysis (PCA) to the monthly merged sea-ice motion data and the monthly pressure field data from IABP. The mean Arctic sea-ice motion map of the 15 winter seasons has two distinct features: the Beaufort Gyre and a cyclonic circulation system in the Eurasian Basin, which moves ice from the Laptev Sea to Fram Strait. The strengths and sizes of the two features change from one winter season to another. Seasons with a strong or normal Beaufort Gyre alternate with seasons with a weak or no Beaufort Gyre every one to three seasons. The principal components of the first two modes of PCA of the monthly sea-ice motion are closely correlated with their counterparts of the monthly pressure field in the Arctic Ocean. The mode-one components of these two anomalies alternate between anticyclonic and cyclonic circulation systems. The correlation between Arctic Oscillation indexes and the principal components of the first mode of PCA of the monthly Arctic sea-ice motion is low but statistically significant.     

A Moored Underwater Energy Conservation System for Profiling Measurement

There is a need to obtain the hydrologic data including ocean current,wave,temperature and so on in the South China Sea.A new profiling instrument which does not suffer from the damage due to nature forces or incidents caused by passing ships,is under development to acquire data from this area.This device is based on a taut single point mid-water mooring system.It incorporates a small,instrumented vertically profiling float attached via an electromechanical cable to a winch integral with the main subsurface flotation.On a pre-set schedule,the instrument float with sensors is winched up to the surface if there is no ship passing by,which is defined by an on-board miniature sonar.And it can be immediately winched down to a certain depth if the sonar sensor finds something is coming.Since,because of logistics,the area can only be visited once for a long time and a minimum of 10 times per day profiles are desired,energy demands are severe.To respond to these concerns,the system has been designed to conserve a substantial portion of the potential energy lost during the ascent phase of each profile and subsequently use this energy to pull the instrument down.Compared with the previous single-point layered measuring mode,it is advanced and economica1.At last the paper introduces the test in the South China Sea.     

台湾海峡MERIS数据大气校正研究

根据MERIS(Medium Resolution Imaging Spectrometer,中等分辨率成像光谱仪)L1B产品特点,以台湾海峡为研究区域,开展MERIS数据大气校正研究。在阐述水色遥感数据大气校正原理的基础上,首先进行水体像元提取和辅助参数空间内插,获取大气校正所需的数据集。接着进行耀斑反射率计算和校正并利用加倍法精确计算瑞利散射。最后针对台湾海峡水体为清洁到轻度浑浊,提出先区分水体类别,再分别利用epsilon指数外推法进行一类水体气溶胶散射计算,和利用神经网络法计算二类水体离水反射率即ρw的方法。对大气校正的结果进行ρw负值像元数统计和光谱分析表明,该方法不仅降低ρw为负值的像元数,而且使大气校正后水体的光谱曲线同现场数据保持较好的一致性。