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浅水环境下波浪能能流密度计算方法研究 被引量:5
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作者 江兴杰 杨永增 +1 位作者 王道龙 孙盟 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1-9,共9页
本文列举了3种波浪能能流密度计算方法,通过实测资料和数值模拟的实验,分析了3种方法在浅水环境中的适用性。分析得知,定义方法对浅水环境中的海浪特征考虑最为周全,计算结果最准确,但强烈依赖海浪谱的存在,适用面较窄;经验方法仅依赖... 本文列举了3种波浪能能流密度计算方法,通过实测资料和数值模拟的实验,分析了3种方法在浅水环境中的适用性。分析得知,定义方法对浅水环境中的海浪特征考虑最为周全,计算结果最准确,但强烈依赖海浪谱的存在,适用面较窄;经验方法仅依赖常规海浪参数,对各种基础资料几乎都适用,但对波能能流密度的估计往往偏低,且不能明显反应出地形抬升对波能能流密度的汇聚效应;修正方法考虑了浅水的影响,通过适当的选取参数,可以给出较准确的结果,但对于大的波能能流密度值存在过高估计的问题。3种计算方法各有优劣,可以根据实际需要适当选择。 展开更多
关键词 波浪能能流密度 浅水 群速度 资源评估
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MASNUM-WAM海浪模式集合Kalman滤波同化研究-Ⅰ.风场扰动对海浪模拟影响 被引量:1
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作者 孙盟 尹训强 +1 位作者 杨永增 吴克俭 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1091-1100,共10页
模式集合样本的代表性和观测信息的可靠性是制约数据同化效果的重要因素,而前者对海浪模式同化的影响尤为显著。由于海浪模式对初始场的敏感性较弱,来自大气的风输入源函数是海浪的重要能量输入,如何合理地对风输入进行扰动,构造海浪的... 模式集合样本的代表性和观测信息的可靠性是制约数据同化效果的重要因素,而前者对海浪模式同化的影响尤为显著。由于海浪模式对初始场的敏感性较弱,来自大气的风输入源函数是海浪的重要能量输入,如何合理地对风输入进行扰动,构造海浪的集合模式运行,是实现和改进海浪模式集合Kalman滤波同化的关键问题。为了实现海浪模式集合运行,本文提出了风场的三种集合扰动方案,分别为:纯随机数、随机场和时间滞后的风场扰动方法。本研究利用2014年1月ECMWF全球风场,基于这三种风场扰动方法开展了集合海浪模式的集合运行实验,并统计分析了海浪特征要素(有效波高)和二维波数谱对风场扰动的响应。结果表明,随机场集合扰动方案所构造的风场集合效果最佳,所得海浪模拟结果的集合样本发散度适中,能够较为合理地反映背景误差的统计特征,可用于进一步的集合Kalman滤波海浪数据同化实验。 展开更多
关键词 风场扰动 集合样本 海浪同化
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MASNUM-WAM海浪模式集合Kalman滤波同化研究——Ⅱ.集合样本对同化效果的影响
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作者 孙盟 尹训强 +2 位作者 杨永增 吴克俭 孙宝楠 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期210-220,共11页
背景误差相关结构的确定是影响海浪同化效果的关键因素之一。集合Kalman滤波是一种较为成熟的同化方法,其可以对背景误差进行实时更新和动态估计,现已广泛应用于海洋和大气领域的研究。本文基于MASNUM-WAM海浪模式,分别采用静态样本集合... 背景误差相关结构的确定是影响海浪同化效果的关键因素之一。集合Kalman滤波是一种较为成熟的同化方法,其可以对背景误差进行实时更新和动态估计,现已广泛应用于海洋和大气领域的研究。本文基于MASNUM-WAM海浪模式,分别采用静态样本集合Kalman滤波和EAKF方法,针对2014年全球海域开展海浪数据同化实验,同化资料为Jason-2卫星高度计数据,利用Saral卫星高度计资料对同化实验结果进行检验。结果表明,两组同化方案均有效提高了海浪模式的模拟水平,EAKF方案在风场变化较大的西风带区域表现显著优于静态样本集合Kalman滤波方案,但总体上两者相差不大。综合考虑计算成本和同化效果,静态样本集合Kalman滤波方案更适用于海浪业务化预报。 展开更多
关键词 EAKF 海浪数据同化 静态样本集合
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全球大洋潮汐模式在南海的准确度评估 被引量:15
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作者 高秀敏 魏泽勋 +2 位作者 吕咸青 王永刚 杨扬 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-14,共14页
采用南海海域60个验潮站和22个TOPEX/Poseidon卫星高度计轨道交叉点的调和常数资料,对比了TPXO7.2、GOT00.2、NAO.99b和DTU10四种全球大洋潮汐模式M2、S2、K1、O1四个主要分潮调和常数在南海的准确度。为了准确评估这四种大洋潮汐模式... 采用南海海域60个验潮站和22个TOPEX/Poseidon卫星高度计轨道交叉点的调和常数资料,对比了TPXO7.2、GOT00.2、NAO.99b和DTU10四种全球大洋潮汐模式M2、S2、K1、O1四个主要分潮调和常数在南海的准确度。为了准确评估这四种大洋潮汐模式在南海不同区域的准确度,本研究将南海分成了8个区分别进行了对比。结果表明,南海北部和东部区域,4个分潮都是DTU10准确度最高;南部区域,M2和O1分潮GOT00.2的偏差最小,S2和K1分潮DTU10的偏差最小。总体而言,在进行南海潮汐数值模拟选择开边界条件时,建议以DTU10模式为主,并利用GOT00.2模式作适当调整。还简单分析了南海M2、S2、K1、O1四个主要分潮的潮汐分布特征。 展开更多
关键词 大洋潮汐模式 南海 验潮站 卫星高度计
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基于生态模型估算胶州湾菲律宾蛤仔养殖容量 被引量:17
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作者 刘学海 王宗灵 +2 位作者 张明亮 王波 孙丕喜 《水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期733-740,共8页
贝类的养殖容量是养殖功能海域的生态系统所能容纳的最大养殖个体数量.本文由实测资料建立了胶州湾生态模型 ,计算了浮游植物生物量 ,进而依据饵料收支平衡关系 ,估算了胶州湾菲律宾蛤仔的养殖容量 ,研究结果表明 ,各养殖区不同规格蛤... 贝类的养殖容量是养殖功能海域的生态系统所能容纳的最大养殖个体数量.本文由实测资料建立了胶州湾生态模型 ,计算了浮游植物生物量 ,进而依据饵料收支平衡关系 ,估算了胶州湾菲律宾蛤仔的养殖容量 ,研究结果表明 ,各养殖区不同规格蛤仔的养殖容量在1月或3月份最大 ,9月份最小 ;胶州湾5个养殖区内 ,2~2.6cm、2.6~3.3cm和3.3~4cm3种壳长规格菲律宾蛤仔的平均养殖容量分别为603枚/m2 、441枚/m2和362枚/m2 ,胶州湾菲律宾蛤仔的播放密度已经饱和 ;为了保持最大产量、提高养殖品质的同时并将苗种成本降至最低 ,可适当降低播放密度 ;建议红岛东、红岛南、红岛西、胶州、黄岛等5个养殖区菲律宾蛤仔的放养密度分别为718枚/m2 、693枚/m2 、557枚/m2 、805枚/m2和654枚/m2 ,胶州湾平均放养密度为690枚/m2 . 展开更多
关键词 海洋生态动力学 养殖容量 模型 贝类
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一种适于海浪测量的立体摄影物理模型 被引量:4
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作者 王英霞 姜文正 +1 位作者 乔方利 陈思宇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期307-316,共10页
由于在海面上布设控制点较为困难,本文发展了一种无需海面控制点的立体摄影物理模型.该模型依次通过相机固有参数标定、相对定向和基于平均海面的绝对定向三个环节实现,文中给出了各个环节的控制方程和具体算法.利用室内实验时拍摄的一... 由于在海面上布设控制点较为困难,本文发展了一种无需海面控制点的立体摄影物理模型.该模型依次通过相机固有参数标定、相对定向和基于平均海面的绝对定向三个环节实现,文中给出了各个环节的控制方程和具体算法.利用室内实验时拍摄的一个影像对,将共面方程和距离方程联立构成闭合方程组,实现相机固有参数的标定;利用外海测量时拍摄的一个影像对,采用共面方程实现相对定向参数的标定;利用外海测量时拍摄的一个影像对序列,在左相机坐标系中通过影像匹配确定平均海面,建立特定的物方坐标系,并实现绝对定向.室内实验检验了固有参数控制方程的收敛性并表明定标精度较高;外海实验成功地构建了海面高度场,这表明本文提出的相对定向和绝对定向方法是可行的.该模型只需将两个相机按一定方位架设在平台上即可进行海浪测量,免去了繁琐的海面控制点布设过程,降低了工作难度和成本,有利于立体摄影海浪测量技术的推广和应用. 展开更多
关键词 立体摄影 海狼 固有参数 控制点
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海面风应力偏离风向的观测与分析 被引量:4
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作者 陈胜 乔方利 +1 位作者 郭景松 焦志勇 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期28-35,共8页
针对海气界面风应力方向与风向不一致的现象,2015年2月4日至3月12日在南海博贺观测平台开展了综合观测,利用涡动相关法计算了海气界面风应力,并在3类大气稳定度条件下分析了风应力矢量偏离风矢量的角度变化,进一步讨论了大气层结稳定时... 针对海气界面风应力方向与风向不一致的现象,2015年2月4日至3月12日在南海博贺观测平台开展了综合观测,利用涡动相关法计算了海气界面风应力,并在3类大气稳定度条件下分析了风应力矢量偏离风矢量的角度变化,进一步讨论了大气层结稳定时两者角度之差与风速的参数化关系。结果表明:在大气层结稳定条件下,风应力矢量偏向风矢量左侧,且偏离角度随逆波龄和风速增大而减小;当大气层结不稳定时,风应力矢量一般偏向风矢量右侧。海气界面风应力矢量受海表面风、波浪以及大气层结的共同调制。 展开更多
关键词 涡动相关法 南海北部 海气边界层 大气层结 风应力矢量
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洋际交换及其在全球大洋环流中的作用:MOM4p1积分1400年的结果 被引量:2
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作者 朱耀华 魏泽勋 +2 位作者 方国洪 王永刚 管玉平 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期1-15,共15页
利用非Boussinesq近似下MOM4p1的全球大洋环流预后模式,采用真实地形,以静止状态为初始条件,进行了1 400a积分,以研究平衡状态下大洋环流的结构。模式由月平均气候态强迫场驱动,包括192×189个水平网格和压力坐标下的31个垂直层次... 利用非Boussinesq近似下MOM4p1的全球大洋环流预后模式,采用真实地形,以静止状态为初始条件,进行了1 400a积分,以研究平衡状态下大洋环流的结构。模式由月平均气候态强迫场驱动,包括192×189个水平网格和压力坐标下的31个垂直层次。着重研究达到平衡状态后,各洋际通道处的质量、热量输运和补偿及其在全球大洋环流中的作用。根据动能演变特征表明,积分过程分为3个阶段:风海流的成长及准稳定状态;热盐环流的成长过程以及热盐环流的稳定状态;由静止状态冷启动达到热盐环流的稳定状态,积分过程必须在千年以上。模式结果再现了从白令海峡到格陵兰海的北冰洋贯穿流和印度尼西亚贯穿流,并用已有观测资料对它们进行对比。分析表明,海面的倾斜结构是形成太平洋-北冰洋-大西洋贯穿流和印尼贯穿流的主要动力机制。分析指出,尽管在北大西洋存在1.4×106 m3/s的南向体积输运,但其热量输运却是北向的并达到1015 W量级,其原因是北向的上层海流温度远高于北大西洋深层水向南的回流。文章分析了经向体积和热量输运对北大西洋深层水补偿来源及大西洋经向翻转环流的贡献。模拟所得洋际交换的量值可以由经向补偿予以合理解释,并得到以往实测与数模结果的支持。洋际通道处的体积和热量交换突出体现了其在大洋传送带系统中的枢纽作用。 展开更多
关键词 全球大洋 数值模拟 洋际交换 经向输运 经向翻转环流
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我国东部海域不同类型的登陆再发展变性台风的统计分析 被引量:3
9
作者 谢骏 朱先德 +1 位作者 高大鲁 田天 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期251-262,共12页
本文对1982年以来我国东部海域登陆再发展台风进行统计分析,选取其中15个个例进行对比分析,根据其移动路径和增强幅度分为3类,研究表明:台风如果移向东北方向则再发展较弱,而向北移动则发展较深,且向北越深发展越强,这与副热带高压(副高... 本文对1982年以来我国东部海域登陆再发展台风进行统计分析,选取其中15个个例进行对比分析,根据其移动路径和增强幅度分为3类,研究表明:台风如果移向东北方向则再发展较弱,而向北移动则发展较深,且向北越深发展越强,这与副热带高压(副高)的位置和强度以及上游高空槽存在一定的关系(整体偏向于正相关),在北上的过程中,如果与高空正位涡发生耦合,则增强越大,但非绝热加热所占的比重越小。同时动能收支分布显示,台风加强越深,动能转换越强,两者成正比,但在能量转化的方向和位置上,三者又存在差异。 展开更多
关键词 变性 再发展 副热带高压 锋生函数 动能收支
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风对南海波浪的能量输入及其长期变化 被引量:1
10
作者 崔超然 管玉平 +2 位作者 朱耀华 王辉 黄瑞新 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期21-30,共10页
利用美国的全球海洋同化资料SODA(simple ocean data assimilation)2.2.4(1871—2008)中的风应力数据,估算了风输入给南海波浪的能量。结果表明,风向南海波浪输入能量的年均值约为0.2TW,其空间分布冬季以南海北部为主,夏季以南部为主且... 利用美国的全球海洋同化资料SODA(simple ocean data assimilation)2.2.4(1871—2008)中的风应力数据,估算了风输入给南海波浪的能量。结果表明,风向南海波浪输入能量的年均值约为0.2TW,其空间分布冬季以南海北部为主,夏季以南部为主且强度比冬季要弱得多;风对南海波浪能量的输入一直呈减少趋势,用欧洲中期天气预报中心的再分析资料ERA-40(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts re-analysis-40)(1957—2002)和ERA-20C(1900—2010)中的风场和海浪资料得到的趋势也是如此,1950年以来每年减少0.43%。用ERA-interim(1979—2014)中的有效波高数据可以把风给风浪和涌浪的能量输入区分开,两者的空间分布皆以南海北部为主,而给风浪的能量输入在南海南部还有一个高值区。尽管风输入给涌浪的能量略有增加,但给风浪的能量输入在不断减少,两者之和仍是减少。究其原因,控制南海的东亚季风最近几十年一直在减弱。这些结果对认识南海波浪未来的变化及其预报具有意义。 展开更多
关键词 海浪 南海 风能 东亚季风
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基于海面影像的立体摄影相对定向方法
11
作者 王英霞 姜文正 陈胜 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期34-43,共10页
海面影像的纹理信息少、匹配精度低致使现有的相对定向方法误差大,稳定性差;通过对其进行改进,有效地提高了相对定向参数标定的精度和稳定性。文中建议了几何模型,并以共面方程为控制方程,采用附有参数的条件平差法计算相对定向参数,同... 海面影像的纹理信息少、匹配精度低致使现有的相对定向方法误差大,稳定性差;通过对其进行改进,有效地提高了相对定向参数标定的精度和稳定性。文中建议了几何模型,并以共面方程为控制方程,采用附有参数的条件平差法计算相对定向参数,同时发展了初始值计算方法,保证了迭代的收敛性。从两个方面入手提高相对定向参数标定的精度和稳定性,并给出了详细的计算流程:1)在摄影区域内近似均匀的选取特征点,并采用高精度的匹配方法进行影像匹配;2)在大量的共轭点对(不低于1 000个)中选取最优匹配点(不低于300个)进行相对定向参数计算。海面实测数据分析时通过迭代的方式在1 200个共轭点中逐渐剔除了粗差点和误差较大点,最终得到了由321个最优匹配共轭点计算出的精确相对定向参数,检验了所述方法的可行性。该研究解决了相对定向标定精度低、稳定性差的问题,提高了立体摄影海浪测量技术的可靠性,有利于其推广和应用。 展开更多
关键词 海浪 立体摄影 相对定向 共面方程
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