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本文利用1993年—2012年AVISO卫星高度计融合数据,识别和追踪了北太平洋海域(100°E—77°W,0°N—70°N)20年的中尺度涡。统计分析了北太平洋中尺度涡的生命周期、振幅、移动速度等属性特征、空间分布和运动特征、季节、年际和年代际的变化趋势及其与ENSO的关系。结果表明:北太平洋中尺度涡的平均寿命为6.9周,平均振幅为8.44 cm,平均速度为6.4 cm/s;随着纬度的增加,反气旋涡的生命周期和振幅差异较大,气旋涡差异较小,涡旋的移动速度随纬度的增加逐渐减少。在空间分布上,日本东部的黑潮延伸区、加利福尼亚海岸和阿拉斯加湾是涡旋的高发区,其中黑潮延伸区分布最为密集;涡旋大多数向西运动,只有少数涡旋向东传播,移动过程中反气涡旋表现为向赤道方向偏移,气旋涡向极地方向偏移,且具有明显的非线性特征。在季节、年际尺度上,春季和夏季是涡旋高发的两个季节,秋季和冬季生成的涡旋相对最少,在加利福尼亚沿岸涡旋的季节差异较明显;涡旋数量的年际变化与ENSO事件具有明显的相关性,1993年—2002年厄尔尼诺年生成的涡旋较多,而拉尼娜年生成的涡旋较少,2003年—2012年则是厄尔尼诺年生成的涡旋较少,而拉尼娜年生成的涡旋较多。 相似文献
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针对海洋中尺度涡现象,提出一种基于海平面高度异常数据(SLA)的中尺度涡泛克里金提取算法。该算法运用变差函数工具计算SLA变差场,定义为广义振幅场,再利用泛克里金插值消除数据虚警和噪声,借助广义振幅场与实际振幅的关系通过少数几条特征等值线实现涡旋及其属性的提取。选取北太平洋作为实验区,采用2012年4月的4期SLA进行了中尺度涡的定量提取、分析,共提取出841个中尺度涡(含3个多核涡),包含450个气旋涡和391个反气旋涡;与其他遥感提取方法的对比显示北太平洋中尺度涡的成功检测率接近90%,过度检测率小于20%。结果表明:(1)算法具有省时高效性,通过对SLA场的重构创建广义振幅场,避免了等值线筛选过程,相对于海面高度闭合等值线等其他遥感方法具有判据简单及提取速度快的特性;(2)可靠性好,能够通过推导得出的特征等值线确保稳定的提取准确度;算法建立在发展成熟的等值线提取方法之上,并且有变差函数与泛克里金法的理论支撑;(3)自适应性强,可以对任意海区进行实时的涡旋检测和提取,并且除振幅值统计资料及必要基础数据外无需依赖其他辅助性数据。 相似文献
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本文利用AVISO卫星高度计资料识别并追踪了北太平洋2007年—2012年的中尺度涡,并利用OSTIA的海表温度SST(Sea Surface Temperature)资料与MODIS的叶绿素a浓度(Chl-a)资料,研究了北太平洋2007年—2012年中尺度涡SST和Chl-a浓度的时空分布特征,并分析北太平洋典型中尺度涡SST与Chl-a浓度的变化特征,主要结论如下:本文共识别出992个中尺度涡,其中442个气旋涡,550个反气旋涡。中尺度涡SST时空分布特征为:气旋涡温度强度(ICE)月变化特征比反气旋涡温度强度(IAE)更强。ICE年际变化显著,IAE则不明显。温度强度较强的气旋涡和反气旋涡集中分布在黑潮延伸区。中尺度涡Chl-a浓度时空分布特征如下:气旋涡和反气旋涡Chl-a浓度月变化特征明显,且二者的变化趋势一致;年际变化则均不明显。Chl-a浓度值高的中尺度涡主要分布在高纬海域。中尺度涡SST与海洋动力参数(振幅、涡度和涡动能(EKE))的相互关系为:反气旋涡SST与振幅的相关性亦正亦负,且在空间上均匀分布。气旋涡SST与振幅的负相关系数主要分布在黑潮延伸区。正相关性强的反气旋涡多于气旋涡。反气旋涡SST与涡度的相关性亦正亦负,气旋涡SST与涡度呈负相关。反气旋涡SST与EKE的相关性亦正亦负;气旋涡的相关性为正。中尺度涡Chl-a浓度与海洋动力参数的相互关系为:反气旋涡Chl-a浓度与振幅的相关性为正,且在空间上均匀分布;气旋涡在黑潮延伸区与阿拉斯加湾呈正相关。反气旋涡和气旋涡Chl-a浓度与涡度均呈正相关。反气旋涡Chl-a浓度与EKE呈正相关;气旋涡Chl-a浓度与EKE相关性亦正亦负。 相似文献
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天宫二号近天底角交轨干涉SAR的海洋涡旋探测 总被引：1，自引：1，他引：0
海洋涡旋是海洋科学研究的一个重要分支,在海洋热循环中起着重要的作用。传统的卫星高度计通常能够探测到水平尺度超过100 km的中尺度涡旋,但是由于其分辨率较为粗糙,对于1—100 km的亚中、小尺度涡旋难以探测。天宫二号搭载的三维成像微波高度计（InIRA）是国际上第1个可以用于进行海面高度测量的Ku波段干涉SAR,为观测和研究海洋亚中、小尺度涡旋提供了数据来源。InIRA不仅可以获取海洋涡旋2维SAR图像,同时通过两个天线获取复图像间的干涉相位,能够获取涡旋海表面高度异常,为海洋涡旋的探测研究提供了新的可能。本文基于天宫二号InIRA数据,开展了海洋涡旋探测的研究,提出一种通过计算涡旋海面相对高度变化实现海洋涡旋探测的方法。通过对InIRA涡旋数据的处理与分析,发现该方法能够实现海洋涡旋的探测,并利用MODIS叶绿素浓度数据和海表温度数据对海洋涡旋探测结果进行了验证。 相似文献
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涡旋是海洋流场中的一种特殊形态,其涡核中心速度在大小和方向与周围具有明显的差异,使其在形态上接近椭圆环或圆环。结合涡核中心点所属临界点类型,通过确定海洋流场中涡旋近似的多边形与等周长圆的紧凑比率,便可识别涡旋。鉴于此,本文提出了基于形态学紧凑比率思想提取涡旋的新方法。综上,该方法可以识别不同尺度下的涡旋并能够准确确定涡核及其周围区域的瞬时运动状态。与其他方法相比,本文提出的方法覆盖面大,受数据精度影响较小且可以识别更多的海洋涡旋,为涡旋识别提供了一种新的途径。 相似文献
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文中设计了一个极坐标系的准地转正压模式，一个直角坐标系定常台风环流条件下的准地转正压模式和一个直角坐标系非定常台风环流的准地转正压模式，其径向或水平格距均为2km，以研究三类物理过程对台风强度的影响，即沿方位角方向的线性平流，沿径向的线性平流以及非线性平流对中尺度涡旋涡量内传和台风强度变化的影响。结果指出：沿方位角方向的线性平流可导致螺旋状涡带的形成；沿径向的线性平流在一定的参数集合可使涡量内传，台风略有增强；定常台风环流条件下扰动涡量的非线性平流可使内传涡量明显增加，台风明显增强；非定常台风环流条件下非线性平流的作用具有两重性，一方面可使内传涡量增多，有利于台风的增强，另一方面，在涡量内传过程中，原先呈同心圆轴对称的台风基流结构受到破坏，形成复杂流型，这又使台风趋于减弱。最后讨论了这些结果在台风强度预测方面的可能应用。 相似文献
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海洋涡旋数量大、分布广、含能高、裹挟强,是研究物质循环、能量级联和圈层耦合的理想载体。对涡旋的全生命周期追踪观测成为21世纪以来海洋遥感领域最重要的进展之一,并引发了新一轮涡旋研究的热潮。本文从涡旋的温度异常、物质示踪、旋转流场和闭合拓扑等特征出发,简述了红外辐射计、可见光扫描仪、微波高度计、合成孔径雷达等遥感技术在涡旋观测中的机理和方法,重点阐述了卫星高度计涡旋识别与追踪算法及其在涡旋形态学、运动学和动力学中的应用。基于虚拟星座下的多参数遥感,介绍了涡旋在海洋、大气、生态等交叉学科领域的前沿应用和最新进展。指出当前涡旋遥感发展面临的亚中尺度、垂直结构、跨学科研究等3大挑战,展望了新一代遥感技术在未来海洋科学特别是涡旋海洋学研究中的应用前景。 相似文献
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赖元友 《测绘与空间地理信息》2019,42(4):102-104,109
基于不同长度基线干涉测量技术提出了一种宽刈幅海洋测高技术。该方法采用两颗小卫星干涉测量,单颗卫星上配置雷达高度计载荷实现系统的宽刈幅测量;双星采用编队飞行控制,实现不同长度基线相结合对观测目标的协同测量,使其共同配合工作。在高精度海面高程测量的同时兼顾陆地测量,实现对全球目标的快速三维成像覆盖测量的同时,使其实现对中尺度涡、海洋洋流等中尺度海洋现象以及海洋风场、海冰测量等方面的应用。 相似文献
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相比于没有分支结构的简单轨迹(如出租车、个人、动物、船舶等轨迹),复杂轨迹是具有单层次或多层次分裂、合并特征的分支结构轨迹,具有典型的非线性拓扑结构特征。为此,论文以轨迹分裂与合并为突破口,研究和构建了一套基于复杂轨迹的要素特征分析、相似性度量、丛聚模式和周期模式的方法体系,以南海中尺度涡1993—2016年的复杂轨迹为应用实例,验证方法的有效性,从而发现隐含的有价值的知识。 相似文献
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利用GPS反射信号遥感全球海态 总被引：2，自引：3，他引：2
最近几年，迅速发展一种新的空基海洋遥感技术。它在低轨卫星上接收经海面或地面反射的GPS信号，通过分析C／A或P码的相关函数波形及其后沿，荻得全球海面平均高度、浪高、海面风场以及土壤湿度等，提供海洋中尺度涡旋发展、演变信息，监测和分析高纬地区冰层厚度。它采用无源探测方法，具有成本低、荻取数据量多和快速等突出特点，是传统卫星高度计探测的重要补充和发展。该文讨论了这项技术发展现状、反射信号的时间延迟以及海态参数计算等关键技术；也给出作者利用掩星观测资料分析得到的海面反射回波一些重要结果。 相似文献
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《测绘科学》2020,(7)
针对卫星测高资料是海洋大地水准面、垂线偏差、重力异常等重力场参量反演的主要数据源。该文联合使用新近补充的Jason-2大地测量任务与HY-2B卫星测高资料,选取中国海及邻近海域(0°～40°N、100°～140°E)以及3个纬度带的10°×10°海域作为研究区域,根据交叉点处的观测时间、经纬度和大地水准面高计算垂线偏差方向分量,并采用XGM2019重力场模型进行检核分析。结果表明,Jason-2和HY-2B测高资料的垂线偏差解算精度可靠,其中HY-2B总体精度稍占优。由于低轨道倾角导致的地面轨迹分布方向及密度的差异,不同纬度带内Jason-2测高数据解算的垂线偏差东西分量精度随纬度的升高而显著提高。 相似文献
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基于小波协方差变换法,由折射指数廓线确定大气边界层顶高度,利用2007至2012年气候星座观测系统（Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate,COSMIC）掩星折射指数廓线分析全球大气边界层顶参数随地理位置、季节和日变化的特征,结果表明全球大气边界层顶结构受热力因素和大气动力因素的影响,具有明显随经纬度变化的特征。在大气动力因素主要影响下,30°S~30°N范围内陆域比海域的季节变化幅度更强。对全球大气边界层顶高度月均值和去季节性变化距平值的分析表明2008年和2011年大气边界层顶高度出现季节性异常。大气边界层顶气压与高度在全球呈负相关,而温度与高度在南北纬40°~90°呈正相关,30°S~30°N呈负相关。2012年全球大气边界层顶高度日变化幅度均值为0.37 km,同纬度海洋与陆地区域年平均边界层顶高度的日变化有一定相关性。 相似文献
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本研究应用卫星CCT数据进行波段比值,提取了黄河口外开阔海面上涡旋信息。根据Helm-holtz涡旋定理,对该涡旋形成机制及其相应浮泥区进行了判读研究。基于大风浪对浮泥的掀起,使海水呈泥浆状,加大了海水的比重和粘滞力,从而具有良好的消浪作用,据此圈定了船只的避风锚地,并有实例验证。 相似文献
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基于多源卫星测高数据的新一代全球平均海面高模型 总被引：3，自引：1，他引：2
高精度高分辨率平均海面高模型是研究海洋动力环境变化的重要基础。本文基于多源多代卫星测高数据,包括Geosat/GM、Geosat/ERM、ERS-1/168、ERS-2、Envisat-1、T/P和Jason-1数据,采用统一精密的模型或方法对各项地球物理改正和传播介质误差进行了改进或重新计算,然后以T/P和Jason-1两种数据的共线平差作为参考基准,通过发展的全组合交叉点整体平差方法大幅度削弱了径向轨道误差和时变海面高影响,经比较后优选了最小二乘配置格网化方法,以EGM2008高阶重力场模型由移去－恢复方法得到了全球纬度80°S～82°N范围内海域2′×2′平均海平面高模型WHU2009。与国际上较常用的CLS01平均海平面高模型及实测2年平均Jason-1比较表明WHU2009模型整体精度优于CLS01模型。 相似文献
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通过设立分组实验,利用GAMIT软件重新处理了全球75个并置站2003~2008年的GPS数据,初步得出了GPS周年性系统误差随纬度的分布规律,量化了天线相位中心偏差对GPS周年性系统误差的贡献,并分析了天线相位中心偏差对测站N、E、U方向时间序列中非线性变化的影响。研究结果表明,GPS周年性系统误差随着纬度减小而呈现增大的趋势;天线相位中心偏差对测站N、E、U方向周年性系统误差的贡献为20%、27%、23%;天线相位中心偏差改正能够显著削弱N、E、U方向纬度介于40°~50°、45°~60°、0°~30°测站的GPS周年性系统误差;天线相位中心偏差可能是造成全球GPS测站N、E、U方向周年、U方向半周年、与中低纬度GPS测站N方向半周年运动的原因之一。 相似文献
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利用最新的纯GOCE重力场模型GOCONSGCF2TIMR4及由多源多代卫星测高数据确定的精细平均海平面高模型WHU2009,基于地转平衡方程确定了南极绕极流,其流幅的变化趋势与由海洋实测数据获取的SAF和PF锋面保持一致。将其分别与GRACE、多源数据同化模型CNES-CLS09和NOAA海洋实测数据结果进行了比较分析,结果表明,确定南极绕极流在u、v方向与海洋实测结果差异分别为10.1cm/s和5.3cm/s;在大尺度上,结果与同化模型和实测数据结果具有较好的一致性,明显优于GRACE结果,并且在大陆沿岸附近海域略优于多源数据同化模型CNES-CLS09;此外,利用本结果还可有效探测威德尔旋回和罗斯旋回等中尺度涡。 相似文献
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对测量和地球科学计算中5种常用地球半径进行了全面系统的比较,借助计算机代数系统推导出常用地球半径之间的差异最值点及其对应的最值和它们之间相等点大地纬度的符号表达式,并将其表示为偏心率e的幂级数形式,最后以CGCS2000椭球为例,将各个常用地球半径的差异明确到数值上。结果表明,常用地球半径之间差异在纬度为90°时存在最大值,在纬度为0°时存在最小值,平均曲率半径与等距离球半径间差异最大,平均曲率半径与平均球半径间差异最小。这些结果可为地球科学、空间科学、导航定位相关研究提供理论依据。 相似文献
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海洋一号D (HY-1D)卫星搭载了一台海岸带成像仪CZI (Coastal Zone Imager),由两台三反离轴相机组成,成像仪同时采用了视场拼接和光学拼接两种拼接方式。由于CZI高达63°的视场角,相机边缘畸变明显,其所成偏航90°影像存在明显的非线性畸变。本文针对HY-1D卫星海岸带成像仪的结构特点,提出了一种基于探元邻接关系的偏航数据自动标准化方法,有效地改善了海洋一号海岸带成像仪偏航图像非线性畸变的问题,保证了线阵电荷耦合器件CCD (Charged Coupled Device)探元对同一地物成像的理论前提。利用HY-1D海岸带成像仪偏航90°辐射定标数据计算获得相机相对辐射定标系数,对卫星正常推扫影像进行相对辐射定标实验,并利用在轨统计法进行对比实验。使用本文方法利用偏航辐射定标数据进行相对辐射定标后,陆地场景下传感器所有探元最大条纹系数优于0.33%,平均条纹系数优于0.04%,中位数条纹系数优于0.03%;海洋场景下传感器所有探元最大条纹系数优于0.48%,平均条纹系数优于0.07%,中位数条纹系数优于0.06%,各项指标均优于基于大量数据统计的在轨统计法。实验结... 相似文献
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利用折射率协方差变换法采用2007—2014年COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere and Climate)掩星观测数据研究了中国陆地区域对流层顶高度的时空变化特征。实验结果表明:中国陆地区域的对流层顶高度随纬度变化,呈现出"南高北低"的格局;而对流层顶处的温度和压强分布与高度分布相反。同时,中国陆地区域内对流层顶高度表现出较强的季节相关性,中国大部分陆地地区通常夏季对流层顶最高,冬季对流层顶最低;但在低纬地区(16°N～26°N)表现相反。在30°N～40°N之间的亚热带区域四季的变化较为显著,且存在明显的等值线。采用中位数斜率回归法分析了2007—2014年中国陆地区域对流层顶高度的年际变化,发现中国陆地区域对流层顶高度平均每年升高6.3 m,温度平均每年下降0.002 K,压强平均每年下降0.15 hPa。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2016,(10)
传统的海洋环境数据集成与共享存在共享模式单一、数据服务效果不明显等突出问题。随着云计算等技术的出现,数据共享模式发生了巨大的变化。提出基于云计算的海洋环境数据共享体系,通过基础设施即服务(infrastructure as a service,IaaS)、数据资源即服务(data as a service,DaaS)及软件即服务(software as a service,SaaS)实现海洋环境数据共享模式的转变。在海洋环境数据云中,用户既是数据的使用者也是数据的提供者,通过数据发布与发现、数据需求发布与发现等功能,解决数据共享中"用户-数据"之间的矛盾,并激励普通海洋科研工作者贡献自己的数据,保障数据资源有效、可持续利用。以南海海域为实验区,以表层漂流浮标数据及中尺度涡旋数据为实验数据,构建了原型系统验证该方法。 相似文献