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。     

利用DINEOF方法重构缺测的卫星遥感海温数据

针对海温数据补缺问题提出一种基于经验正交函数(EOF)分解的缺测数据重构方法--经验正交函数插值法(DINEOF).此方法是一种自适应的EOF分解方法,不需要任何先验信息,并且能估算出重构数据的误差大小.奇异值(SVD)分解时采用了Lanczos算子以提高计算速度,并利用了交叉验证的算法以确定出重构时所需最优的EOF阶数.实测数据处理结果表明,DINEOF方法能很好地重构大面积的缺测数据,具有较高精度及实际可操作性.     

潮汐调和分析的一种算法

本文在常规潮汐调和分析方法的基础上，提出了一种由高低潮资料进行潮汐分析的算法。具体计算表明，该算法与现今通用的常规算法（即等间隔最小二乘法）相比，既可大大减少所需原始样本量，在相同记录长度内，是常规算法的三分之一还少，同时减少样本处理的前期工作量；又能保证潮位拟合的精度和预报的可信度，两者精度相当，结果一致。该算法原理简单、实用有效，对于局部样本缺损较易处理，具有实际应用价值。     

振动系统的逆与优化问题(Part-Ⅱ)部分边界值再构内部场(I)理论(英文)

研究由一振动体的部分边界测量数据再构振动体内部场的逆问题。提出基于偏微分方程控制方法的一种算法 ,并证明原用于处理散射问题的 Null- field method可用来求解优化问题的随伴问题。     

海洋大数据处理软件体系结构设计

针对海洋数据格式与海洋信息应用系统的异构性,提出一种基于移动代码(Mobile code)的海洋大数据处理软件体系结构。首先,利用统一的网络服务接口与数据交换格式,规范海洋信息应用系统之间的数据访问与共享。其次,通过移动代码将海洋大数据的处理过程移至云端,提高信息处理效率。应用示例实现了异构海洋信息应用系统间的互操作,并且缩短了海量数据的处理时间,验证了该体系结构在海洋大数据处理中的通用性与有效性。     

基于DINEOF方法重构台湾海峡叶绿素a遥感缺失数据的初步研究

卫星遥感观测是研究海洋环境变化的一种重要方法,但由于观测周期和天气影响等原因,观测数据经常存在一定的缺失,这使得遥感数据在海洋环境连续变化的应用研究中受到一定的限制.为解决此问题,本文采用了经验正交函数分解插值方法(DINEOF)重建缺失的遥感观测数据.首先,基于Sea Wi FS(1998年1月至2010年12月)、MODIS-Aqua(2002年7月至2014年12月)和MODIS-Terra(2000年2月至2014年12月)三级叶绿素a月平均数据产品,按像素点平均的方法组合成原始资料集;其次,利用DINEOF方法重构该资料集的缺失部分,从而得到完整的1998~2014年台湾海峡及邻近海域叶绿素a浓度的月平均数据集;再通过分析重构影像与原始资料的时空误差和验证重构影像的时空变化特征等方法,评价了所用算法和重构数据集的合理性.结果表明:基于遥感组合数据,采用DINEOF方法重构的叶绿素a遥感影像,能够有效地反映研究海域叶绿素a浓度的时空变化规律.研究还表明,该方法操作简便,无需先验信息,且重构精度高,能有效重构大面积缺失的影像数据资料,为探索海洋环境和生态的长期变化规律提供了较好的基础.     

三种常用声速算法的比较

在近几年的西太平洋调查中使用了SV Plus声速测量仪,共获取了46个站点的声速剖面,并基于同步观测的CTD数据,利用3种常用的声速算法计算了这些站点的声速剖面。所有这些站点的测深度均超过1500m,而且调查时间为3个不同的季节。CTD数据计算得到的声速剖面与声速测量仪器观测的声速剖面的比较表明,在三种算法中,Chen和Millero算法在积分平均意义上是最好的。当定点比较时,在水深大于800m或者小于200m的范围内,Wilson算法较好;在其他水深范围内,Chen和Millero的算法的计算结果和实际测量结果较为一致。     

海洋监测即时信息服务的设计与实现

提出了海洋监测即时服务的框架,并对该框架下的海洋监测即时服务应用系统的设计概要、系统组成和功能做了介绍。依据该框架研发即时服务应用系统在多个台站和终端用户得到应用,系统运行良好,为海洋监测信息的即时服务提供了保障。