基于融合U-Net及ConvLSTM的海面高度异常预报方法研究

海面高度异常是反映海洋环境状况的主要变量之一。本文使用1993—2019年的融合月均海面高度异常数据,建立了基于深度学习的海面高度异常预测神经网络模型,提出了基于融合U型网络(U-Net)和卷积长短记忆网络(ConvLSTM)的中长期海面高度异常预报模型。在研究海域0.25°×0.25°的空间分辨率下,模型测试集预报结果的均方根误差和平均绝对误差分别为0.039 m和0.027 m,均优于全连接LSTM预报模型和ConvLSTM+CNN预报模型,为大中尺度的海面高度异常预报提供了新的方法。     

青岛地区太阳紫外线辐射研究

通过对青岛地区2004年全年紫外线观测数据的分析,在预设局地纬度、海拔高度、大气中臭氧量及其分布、空气质量状况、地表反照率等因素基本不变的情况下,总结了青岛地区紫外辐射随与太阳天顶角相关的不同季节和时段、天气状况(云况)的统计性变化规律,以服务于该地区人们日常生活中对紫外线的防护,尤其是为调光生态膜的研制及改善提供参考。     

三次黑潮大弯曲形成机制的分析

通过对HYbrid Coordinate Ocean Model(HYCOM)高分辨率海洋环流模式(1/12°)数值模拟结果的分析发现,该模式对1993—2003年的模拟结果出现了3次显著的黑潮大弯曲现象。研究表明,日本以南这3次黑潮大弯曲路径的形成与2种机制有关:沿30°N西传的海洋Rossby波将太平洋145°E附近海面高度正异常信号传到九州岛东南海域是第二次黑潮大弯曲的主要形成机制;而冲绳海槽北部海水的位势涡度负异常则有利于九州岛东南反气旋再循环流海域海面高度正异常,有助于第一次和第三次黑潮大弯曲路径的形成。     

利用卫星遥感资料估算海面太阳辐照度的初步结果

本文在分析了若干由卫星信息提取地表的太阳辐照度物理模式的基础上,将１９９５年５月２６日的ＮＯＡＡ卫星ＡＶＨＲＲ资料经适当变换后,选用Ｈａｙ和Ｈａｎｓｏｎ模式估算并分析了黄渤海３５°～４０°Ｎ、１２０°～１２５°Ｅ海区的海面太阳辐照度值。文中指出,卫星测量可成为海面太阳辐照度观测的有效手段。建议：１）尽快在国内开展这方面的研究;２）应进行海洋实况测量（最好是卫星过境时同步进行）;３）建立从卫星资料提取我国海区海面辐照度的适用算法。     

海冰爬坡和堆积行为的试验研究

对于浅海区采油平台等设施常采用斜坡式人工岛形式,虽然在一定程度上起到降低海冰对平台的作用,但是海冰沿着斜坡上爬至平台并形成堆积,同样也会对平台设施造成破坏,因此有必要对海冰堆积爬坡的关键参数进行研究。通过在冰排前进方向放置混凝土实体结构物模拟海冰堆积和爬坡过程,分析了模型冰爬坡和下滑角度、最大堆积高度等关键参数以及模型冰断裂长度的统计特性及其与变形模量的关系,试验结果表明水位越高,冰排越容易发生堆积爬坡。破碎的模型冰在结构物前堆积后,形成爬坡角和下滑角。爬坡角随着堆积体的增大而增大,下滑角则逐渐减小。堆积冰高度一定时,高度不再增加,在来冰方向会形成新的堆积。这种现象为浅海区海上结构物的防冰减灾提供了新思路。     

运用双特异分子探针技术对胶州湾三种硅藻的检测

利用本实验室首创的双特异分子探针技术对胶州湾常见的3种硅藻-旋链角毛藻(Chaeto-ceros curvisetus Cleve)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens(Grunowex Cleve)Halse)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum(Greville)Cleve)进行定性与定量分析。结果表明,无论是对实验室样品还是自然样品进行检测,本技术均有较好的适用性,对3种目标藻的最低检测细胞数分别为4.2×104、9.4×103和6.0×104个细胞。统计分析表明,双特异分子探针技术对3种目标藻的分析结果与经典的显微镜镜检结果没有显著性差异。本技术利用了多孔酶标板进行检测,整个实验过程约7h,可在较短时间内分析大量样品中的多种微藻,为同时监测多种赤潮藻开辟了一条新途径。     

四种重金属对海洋钙质角毛藻的毒性

研究了Ｈｇ＾２＋、Ｃｕ＾２＋、Ｚｎ＾２＋、Ｃｄ＾２＋４种重金属,其单一及４种混合对海洋单胞藻钙质角毛藻Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓ ｃａｌｃｕｔｒａｎｓ的毒性效应,结果表明：单一的重金属毒性强于４种重金属混合,而且不同重金属对单胞藻的毒性效应有所不同,其毒性均Ｈｇ＾２＋〉Ｃｕ＾２＋〉Ｚｎ＾２＋〉Ｃｄ＾２＋。     

涠西南凹陷涠三段构造圈闭断层侧向封闭性定量研究及应用

北部湾盆地涠西南凹陷渐新世末期构造运动强烈,形成了大规模的断块、断鼻构造圈闭,其成藏关键因素为断层封闭性,尤其是断层侧向封闭性。断层侧向封闭性主要依靠断裂带物质与油气目标盘之间排替压力差来衡量。考虑断层两盘对断裂带泥地比的贡献,引用了R_m地质数学模型,通过分析A油田已钻井所在圈闭主控断层涠三段泥地比R_m(Ratio of mud)和泥岩涂抹系数SSF(Shale smear factor)间关系,建立R_m-SSF断层侧封定量分析图版。通过油水界面处原油所受合力平行地层分量与断层两侧排替压力差形成平衡的原理,建立油柱高度定量预测模型。将断层侧向封闭性定量分析技术应用于涠西南凹陷A油田,解决了该油田各断块油水界面不一致的问题。     

测船非匀速直线测量引起的多波束测深误差分析

多波束测深系统作业的基本前提是测船保持匀速直线运动状态,而实际作业中非匀速运动状态下的多波束测量普遍存在,此时常用的基于加速度测量原理的测姿设备会受到影响。为此,在多波束测姿误差分析的基础上,针对直线加速、U型转弯两种情况下的测姿误差进行研究,通过INS测姿与GNSS三天线测姿的数据比较,对非匀速直线运动状态下姿态误差的影响特点及程度进行了分析。实验证明当测船做直线加速运动时,会使纵摇角产生较大误差;当测船转弯时,会使横摇角产生较大误差,这对指导多波束实际测量具有一定的参考价值。     

大深度载人潜水器低速大漂角模糊滑模航向控制研究

通过模型试验测量大深度载人潜水器低速大漂角运动时所受到的非线性水动力。基于一种新的模糊滑模控制策略,为潜水器设计了鲁棒航向控制器。在不同的漂角子区间内分别设计局部镇定的滑模控制器,然后通过Takagi-Sugeno模糊推理系统将它们光滑连接,得到模糊滑模控制。仿真计算结果充分显示了该控制策略的有效性。