基于卫星漂流浮标轨迹的东海边界交换估算方法研究

东海陆架斜坡和台湾海峡是我国东部近海从大洋和南海获取热量、盐量和营养盐的两个主要边界。本文建立了一个不规则分布漂流浮标轨迹的网格化处理方法和跨边界交换估算方法。该方法得到的漂流浮标轨迹累计次数再现了黑潮主轴位置并表明主轴两侧浮标存在显著的跨陆坡交换现象。浮标轨迹的统计结果揭示了东海陆坡上水体交换具有显著的区域性,即陆坡上存在7个主要交换区,3个交换区以入流为主,另4个交换区以出流为主。研究也表明跨东海陆坡交换具有明显的季节变化特征,秋季交换最剧烈且入流最显著,春季最弱。穿越台湾海峡的交换主要以北向入流为主,海峡东侧的交换更加明显,一年之中夏季最显著,春、冬季最弱。     

夏季南黄海风漂流的不同计算方法的对比分析

分别用Ekman有限深海风漂流计算公式,普林斯顿海洋模式（POM）数值计算了南黄海风漂流。通过对这两种方法的计算结果的对比分析得出：在水深较小时,模式计算的风漂流场与公式计算结果较为接近;而在水深较大时公式计算所得风漂流场与实际流场相差较大,模式计算的风漂流场则基本再现了夏季南黄海的环流结构;风速越大,两种计算方法所得的流场之间的差别越大。同时从数值试验的角度还得到夏季由于风速普遍偏小,风场对环流结构的影响都相对较小,热盐效应是控制夏季环流的主导因素。但当风速增大到一定程度时,环流结构会发生根本改变。     

基于斯托克斯参量的水下主动偏振去散射研究

受浑浊水体自身吸收与微颗粒散射的影响,水下光学成像面临成像距离短、像质差等问题。一种基于斯托克斯参量的主动偏振成像模型被应用到水下成像去散射过程中,有效提升了目标成像探测的清晰度。相比于被动偏振成像模型,引入主动光源可以实现对入射光的偏振调制,由此可以充分挖掘目标反射光与介质光的偏振特征差异进而实现分离选通。改进的主动偏振去散射模型利用了目标反射光的偏振共模抑制效应,借助偏振斯托克斯参量 S₂ 分量实现了介质光偏振角与偏振度全局分布的准确估算。同时引入图像质量评价参数对比度 contrast 作为反馈参量,通过迭代计算实现背景噪声的最大化滤除。不同散射程度、不同类型目标的水下成像实验表明：相比于传统主动偏振成像方法,改进后的成像模型可大幅提升水下目标的图像质量,特别是强散射环境下的图像 contrast 提升超 2 倍以上。该项工作为利用偏振信息进行水下图像去散射与目标重建提供了新思路。     

黑潮延伸体海域漂流式海气界面浮标数据分析与评估

漂流式海气界面浮标是创新研制的“小型化、轻质化、免维护”的漂流观测系统,能够测量海面以上3 m气象、水下20 cm海表面温度和波浪参数等11个不同的物理参数,并且已经经过多次观测应用,结果均较好。为实现漂流式海气界面浮标观测数据全球范围的应用,利用2018年黑潮延伸体海域Argo观测的海表面温度(sea surface temperature, SST)、SVP (surface velocity program)浮标观测的海表温度和OISST (optimum interpolation sea surface temperature)数据,通过将其与漂流式海气界面浮标观测数据进行时空匹配以及对比验证,对漂流式海气界面浮标观测的海表面温度进行了系统评估,检验其在黑潮延伸体复杂水文环境下的观测准确性。结果表明,漂流式海气界面浮标观测SST数据与Argo观测SST数据相关系数达到0.9737,均方根误差和平均误差分别为0.5790°C和0.4539°C;与SVP浮标SST数据的相关系数弱于与Argo的相关系数,为0.9285,均方根误差为1.323 0°C,平均误差约为0.979 4°C...     

Influence of dynamic factors on ice rafting

Theoretical analysis and numerical simulation have been applied to researching the effect of wave, current and wind on the ice rafting. The analytical results show that wave is the key factor for ice fracture. The process of ice rafting is simulated using the discrete element method. The simulated results show that the distortion or flexure breakage happens firstly, then followed by ice rafting. The comprehensively analysed results show that the ice is easily rafted on the simultaneity action of wave, current and wind, and the action of wave can't be ignored. Moreover, the rafted ice length increases with the enhancive force of ocean current and wind.     

Variability of surface velocity in the Kuroshio Current and adjacent waters derived from Argos drifter buoys and satellite altimeter data

By combining Argos drifter buoys and TOPEX/POSEIDON altimeter data, the time series of sea-surface velocity fields in the Kuroshio Current (KC) and adjacent regions are established. And the variability of the KC from the Luzon Strait to the Tokara Strait is studied based on the velocity fields. The results show that the dominant variability period varies in different segments of the KC: The primary period near the Luzon Strait and to the east of Taiwan Island is the intra-seasonal time scale; the KC on the continental shelf of the ECS is the steadiest segment without obvious periodicity, while the Tokara Strait shows the period of seasonal variability. The diverse periods are caused by the Rossby waves propagating from the interior ocean, with adjustments in topography of island chain and local wind stress. Supported by the National Basic Research Program of China (973 Program, Nos. 2007CB411804, 2005CB422303), the NSFC (No. 40706006), the Key Project of International Science and Technology Cooperation Program of China (No. 2006DFB21250) and the “111 Project” (B07036), the Program for New Century Excellent Talents in University (NECT-07-0781)     

基于漂流浮标的南大洋卫星高度计有效波高研究

随着技术的进步和数据处理方法的完善,经过修正的卫星高度计数据已获得普遍认可.但在南大洋缺少波浪现场数据,卫星高度计在极端恶劣气候条件下获得数据的准确度仍受到一定程度的质疑.中国于2020年第36次南极考察中,在南大洋布放了一套感应耦合漂流浮标,可提供可靠的南大洋现场波浪数据.本文利用该漂流浮标2020年1月27日至9月...     

南黄海及东海并部夏季若干水文特征和环流的分析

利用“中韩黄海水循环动力学合作研究”1997年7月航次和“黄海综合环境调查”1998年8月航次观测所所得CTD资料，对南海及东海并部夏季的水文特征和特大洪水年长江冲淡水扩展特征进行探讨，同时带根据夏季所施放的卫星跟踪漂流浮标的轨迹，底层人工水母的移路径及等密面积深度的分布对夏季环流作了阐述，提出夏季黄海环流并非单一的气旋式系统，其内部还存在着气旋，反气旋的多个较小的环流，东海北部交替地出现气旋，反气旋涡旋。     

黑潮水入侵东海陆架及陆架环流的若干现象

利用WOCE-SVP和中国近海环流观察项目的卫星跟踪表层测流浮标资料，详细分析了黑潮及其入侵东海陆架和东海陆架上层环流的分布状况，结果表明：黑潮从台湾东部进入东海后，明显入侵陆架，并在复杂地形的作用下使其流路呈现多种变化，分析结果还显示，对马暖流不仅仅是黑潮的延续，而是多支流合成的结果，通过资料分析发现：秋节东海黑潮西侧100m等深线处可能存在一支与黑潮反向的逆流，关于它存在的季节变化和动力机制有待进一步的深入研究。     

用表层漂流浮标对海上溢油实时跟踪和监测的方法

一种适用于近海使用的表层漂流浮标,利用GPS定位,通过GSM/CDMA网络传输数据,是一种准确实时、成本低廉的环境监测和海流、污染跟踪工具。文章介绍几种溢油跟踪监测方法和特点、表层漂流浮标的设计及其在溢油漂移轨迹跟踪中应用的特点。