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。     

海洋微藻高度不饱和脂肪酸的研究 I.几种常用海洋微藻的脂类和脂肪酸組成

高度不饱和脂肪酸,特别是20:5(EPA)和22:6(DHA)等n-3系列高度不饱和脂肪酸(n-3PUFA)对人类的生长发育和健康有重要的作用,具有降血脂、降血压、抗血栓、防止血小板凝聚,降低胆固醇等作用,可以用于治疗心脑血管疾病,还能抑制某些肿瘤的发生,降低其生长速度(Simopoulos et al.,1991)。DHA是人类大脑和视网膜正常发育必不可少的物质,能改善脑机能、提高智力和记忆力(Simopoulos et al.,1991; Carlson et al.,1991),目前尤其受到人们的重视;EPA和DHA也是海洋鱼类及甲壳类动物幼体生长发育所必需的营养要素,近年来在水产养殖中也受到特别重视。 海洋微藻具有合成EPA和DHA等n3-PUFA的奇特能力,其它海洋生物,包括鱼类中的EPA和DHA大都通过食物链从藻类积蓄而来(齐藤洋昭,1993),而且藻油没有鱼腥味,很少含胆固醇,因此海洋微藻是EPA和DHA的另一种重要的来源;海洋微藻又是海洋水产动物育苗中非常重要的生物饵料,其EPA和DHA的含量是衡量其营养价值的非常重要的指标,因此海洋微藻中高度不饱和脂肪酸的研究和开发近年来受到了极大的重视,成了研究的热门。 本文报道了我国沿海水产养殖中几种常用微藻的脂类和高度不饱和脂肪酸的组成和含量,为海洋微藻的开发利用提供了基础资料。     

热带太平洋海平面高度季节内振荡的空间分布特征

根据三年卫星高度计（ＴＯＰＥＸ／ＰＯＳＥＩＤＯＮ）资料和涡分辨率的海洋环流（ＰＯＰ）模式模拟计算的海平面高度资料,利用功率谱和最大熵谱的方法,揭示了热带太平洋海平面高度季节内振荡的空间分布特征。研究表明：准３０ｄ 周期的振荡集中出现在东太平洋（１６０°Ｗ 以东）赤道两侧,分别以５°Ｓ和５°Ｎ 为中心的纬向带状域中;准９０ｄ 振荡出现在分别以２０°Ｓ和２０°Ｎ为中心的南北二个纬向带状域中,北太平洋西部振荡最明显;准６０ｄ 振荡集中出现在分别以１０°Ｎ和１０°Ｓ为中心的带状海域中,北太平洋比南太平洋更明显,但比准９０ｄ 振荡信号弱;从ＴＯＰＥＸ资料分析还发现在赤道中太平洋（５°Ｎ～５°Ｓ,１７０°Ｗ～１２０°Ｗ）,准６０ｄ 振荡也较明显     

南海海面高度季节变化的数值模拟

比较POM模式模拟与观测(TOPEX/Poseidon高度计资料)的南海海面高度(SSH)的季节变化在空间分布上的一致性和差异.结果表明:本文使用的POM模式能较好地模拟南海SSH的季节变化;冬季与夏季,春季与秋季南海海面异常场形式完全相反,冬季Ekman输运造成在西海岸的堆积要比夏季在东海岸堆积更明显,而吕宋冷涡中心附近和吕宋海峡海面季节变化振幅最大;除春季以外,在南海绝大部分海域,海面高度的季节变化主要受风力的控制,南海海面热量通量对SSH的季节变化贡献约为20%,风应力对SSH的季节变化的贡献约为80%.     

冲绳海槽热液柱动力过程的数值模拟

本文以冲绳海槽伊平屋北部热液区(126o53.80′,27o45.50′)的现场水文数据作为背景条件,使用k-ε湍流模型模拟热液柱的动力过程。模拟计算得到的羽流速度、温度和湍流耗散率等基本物理量展现了热液柱的时空演化过程。模拟结果显示,羽流最大上升高度及中性浮力面高度与海底的距离分别为83.62m和68.97m,和2014年先导专项在此附近热液区所观测的温度异常和盐度异常的深度位置(离海底约66—86m)接近。羽流的上升速度满足高斯分布,其半径b与距喷口高度z-H成正比:b=0.0985(z-H),其中z为距海底高度,H为热液烟囱体的高度。羽流的最大体积通量比喷口的初始值增加了878倍,达1.034m~3/s;在中性浮力面位置附近,动量通量达到最大值,为0.156m~4/s~2,比初始值增加了882倍;浮力通量在中性浮力面以下和BM2000(Bloomfield et al,2000)理论模型符合良好,在中性浮力面以上则呈现随高度先增加后减小的特征。本文计算得到的平均卷挟率为α≈0.0807,与背景流较弱的热液区的声学现场观测结果相符。     

基于变分模态分解和注意力机制的浪高预测

针对海洋中的海浪高度数据存在非线性和非平稳性的特点,海浪高度的预测就变得相对复杂.基于变分模态分解(VMD),在引入注意力机制(AM)的基础上,对传统长短期记忆(LSTM)神经网络算法进行了改进,提出了一种基于混合模型的海浪高度预测算法.算法通过预处理、预测和重构3个主要步骤,对海浪高度的时间序列进行预测.为了比较和说...     

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。     

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。     

基于遥感数据和表层声速的全海深声速剖面反演

海洋声速剖面严重影响着水下声传播特性,近实时地获取声速剖面对水下声通信、水下定位、鱼群探测等都有重要意义。单经验正交函数回归（single Empirical Orthogonal Function regression,sEOF-r）方法通过建立声速剖面的经验正交系数与海面遥感数据之间的线性回归关系来反演声速剖面。但是,海洋是一个复杂的动力系统,声速与海面遥感数据并不是简单的线性关系,因此,本文基于Argo历史网格数据,通过自组织映射（Self-Organizing Map,SOM）生成海平面高度异常（Sea Level Anomaly,SLA）、海表面温度（Sea Surface Temperature,SST）等海表遥感数据以及表层声速仪测量的表层声速与声速剖面异常之间的非线性映射;然后利用近实时的海表遥感数据和表层声速反演三维海洋声速场。声速剖面反演的结果表明,在多源信息融合的优势下,本文方法的反演性能最稳定且精度最高,声速剖面的平均反演精度比经典sEOF-r方法提高约2 m/s,比未考虑表层声速的经典SOM方法提高约1 m/s。     

500 hPa高度场上两极和赤道位势高度气候演变规律的研究

本文运用近50 a来500 hPa层次上南极、赤道和北极位势高度以及南北半球西风指数的资料,分析了它们的时间演变规律及其相互间的关系.结果表明,南极位势高度显著下降;赤道位势高度显著上升.南极、赤道和北极位势高度都存在着显著的年际、年代际变化特征.总体上,南极位势高度与赤道位势高度有极其显著的负相关关系,北极与赤道的位势高度之间以及两极位势高度之间相关关系不显著;在共振的特定频率中,北极位势高度振荡落后于南极位势高度,赤道位势高度振荡又落后于两极位势高度振荡,气候变化最先开始的区域为南极地区.进一步分析表明,伴随着以上三个区域的位势高度趋势变化及其周期振荡,必然引起高空西风的增强与周期振荡.研究表明,南北两半球西风指数都存在显著的上升趋势,且存在显著的年代际变化特征.其中,南半球西风指数上升幅度较北半球大,其振荡落后于南极位势高度.