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给出并讨论了海洋系统中由于热量交换、物质交换以及外力做功引起的熵通量的表达式;同时,根据新近调整的全球海 气界面的气候平均资料,估计了全球海洋与大气界面气候年平均的熵通量(熵流),这一熵通量主要取决于海 气界面的热量和物质交换的空间不均匀性。计算结果显示,由热量交换分量引起的熵通量对海洋系统的总熵通量起到主要的贡献作用,其值约为-555.6mW·(m2·K)-1;由海表风应力做功引起的熵通量相对较小,约为-0.09mW·(m2·K)-1;由物质交换引起的熵通量最小,仅为-0.02mW·(m2·K)-1。总的来说,海洋系统从外界获得的总熵通量为-555.7mW·(m2·K)-1,这也就意味着在气候平均定态下,海洋系统内部的熵产生在量值上等于系统的熵交换,即为555.7mW·(m2·K)-1。海洋系统的负熵流与其内部的各种不可逆过程引起的熵产生取得平衡,确保了全球海洋系统处于非平衡热力学定态,并维持着海洋系统中各种尺度的时 空有序现象的消长过程。 相似文献
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内潮对吕宋海峡地转流动力计算的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
利用2008年8~9月份吕宋海峡121°E断面上19.5°N~21°N之间4个连续站的CTD资料,讨论了内潮引起的温、盐剖面扰动对地转流诊断计算的影响,指出:在吕宋海峡,内潮引起的温、盐剖面扰动对地转流诊断计算的干扰不可忽略。因此,地转流诊断计算必须剔除温、盐剖面中的"内潮噪声"。另外,本文根据4个连续站时间平均后的温、盐剖面,通过动力计算法得到了吕宋海峡121°E断面上的地转流场,得出结论如下:吕宋海峡地转流速度较大部分多位于350 m以浅,流速最大值出现在表层;黑潮入侵南海主要发生于19.8°N~21°N的上层;在19.5°N~21°N之间,50~1 700 m深度范围内,海水体积通量呈现"上进下出"的垂向结构,350 m以浅为入流,流量约为2.6 Sv(1 Sv=1×106m3.s-1),350 m以深为出流,流量约为3.1 Sv。同期观测所得121°E断面上的盐度分布验证了本文所得地转流场的合理性。 相似文献
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鉴于传统熵与时间无关,不仅反映海－气耦合机制下海浪场的基本属性－－不可逆性,章将非平衡信息论熵的概念引入海浪场的研究。依据海洋场相空间的Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程,首次推导出非平衡信息论熵的熵平衡方程、熵密度、熵流密度、熵产生密度、广义力和广义力密度的具体表达式。 相似文献
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由于大范围同步连续观测海流流速很困难,这才产生建立一定的理论及方法认真计算海流流速的要求.可是,过去沿用至今的动力计算[1],方法虽简便,但只能计算因密度分布所生的梯度流(或地转流),且存在着既不考虑风力,又不顾及湍流摩擦力,再加无运动面难以确定,即令设法作出浅海订正,其结果又往往与事实不符等根本性缺陷;而如籍Ekman漂流理论计算海流,又仅能计算因风所生的漂流,且还存在着既不考虑海水密度分布,又视海面无倾斜,再加湍流动力粘滞系量难以确定等与实际相差较远的理论依据.近代兴起的一些海流数值计算,又往往都局限于全流或深度平均流速的计算.因此,建立一种既考虑到海洋内部海水分布,又考虑到海面风力外加海面大气压力作用,顾及到海洋中湍流摩擦力,又体现流速随深度变化,而更重要的是应用起来简易的计算海流流速的理论及方法,便成为很需要解决的问题了. 相似文献
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为了在考虑到(1)产生海流的大气作用;(2)湍流粘滞系量值是计算的而不是假设的;(3)海洋具有实际可变的而非常量的深度等情况下,较易地计算出特别是铅直坐标函数的海流速度,本文提出一种大气-海洋三层模式。近似中性层结状态的大气被考虑是两个层的组合,第一层是紧贴海面的湍流边界层,第二层是位于第一层之上的Ekman层。仅考虑铅直湍流的海洋,被看成是从海面到海底的一整层。海面风应力分布和海洋中海水密 相似文献
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最大熵模型是以最大熵理论为基础的一种物种分布模型。经过十几年的发展,最大熵模型的计算方法不断迭代并趋于稳定,并在陆地生物适生区预测中开展了系统的、成熟的应用。而在海洋环境中,最大熵模型的应用也已经进入到了快速发展的阶段。但是受限于数据量的匮乏,最大熵模型在海洋环境中的应用仍旧需要不断的探索。最大熵模型具有小样本量预测的优势,其相关应用成果为单一物种、生物群落、生物多样性的保护,生物入侵事件的管控和预警,渔业养殖的减耗增效等提供了关键性的数据支撑,同时在海洋古生态学研究、海洋基因资源获取、海洋极端环境生物多样性保护等方面极具发展前景。 相似文献
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海浪波高场熵及其在西北太平洋的年际变化 总被引：6，自引：0，他引：6
在给定的时间域和空间域上,由波高的统计分布定义了一种海浪的波高场熵,并使用GEOSAT高度计1986年11月至1989年2月的波高资料,计算了西北太平洋上的波高熵值.结果表明西北太平洋的波高熵有明显的年际变化规律,它在冬季取得最大值,在夏季取得最小值,其下降速率大于上升速率.在考虑到波高与海洋表面的风应力、海面粗糙度的联系,期望这个结果将会对大尺度大气与海洋动力学具有潜在的应用价值. 相似文献
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迄今为止的调查研究表明,海洋中的海流,特别是那些流速较大的强流:大都以地转流为其主要成份。因此,可以根据地转关系,应用观测所得的海水质量分布(即温、盐度或密度分布)计算出与实际较为相符的流速流量。这种过程就是海流的动力计算。
但是,由于温度资料比盐度资栂精确且易得,因此,人们在根据海水质量分布计算海流时,曾进行了种种简化,试图只根据温度分布及变化来研究海流。这大致可分为下列两方面：
其一,认为海水密度分布主要决定于温度,如果仅欲求得海流分布变化的粗略结果,可以不考虑盐度,直接根据单一的温度分布来计算流速流量。近年来,国内外所开展的一些工作,已为这种简化提供了初步的但较有力的证据。例如, Bryden(1974)通过对中大洋动力实验(MODE)区域两个锚锭站的温度和海流实测资料的分析,得出了水平流速的垂直切変和温度水平梯度的垂直积分之间颇为一致的关系。管秉贤在研究通过苏澳一与那国岛断面的黑潮的变异时,找到了100-200米水层处的温度水平梯度最大值与流量之间较好的关系。
其二,为了求得较为精确的结果,引入了平均的T-S关系曲线来考虑盐度分布对密度的影响。例如, Emery和Wert(1976)曾利用太平洋上每10°方格海域中的平均T-S曲线,对大量的温度断面进行了动力高度计算。所得结果,除了个別区域外,与用温盐资料算得的动力高度相比,误差都比较小。另外,在中大洋动力实验中,对许多只有温度而没有盐度资料的观测站,也是应用该海区的平均T-S曲线进行动力计算的。
本文应用国际黑潮合作调查(CSK)资料,对台湾东侧黑潮区域的水温(T)和条件密度(σt)进行比较,得出了这一区域的T-σt的相关关系式。运用这一关系式对该海区的温度断面进行动力计算,所得流速与用经典的动力计算方法得到的地转流速相比,其方向和量级都是一致的。另外,对东海的黑潮区域的海水,也用本关系式进行了讨论。 相似文献
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A statistical mechanism that explains the formation of probability distribution functions of thermals according to temperature fluctuations is considered. In the proposed approach based on the Boltzmann-Jaynes variational method, a statistical ensemble of convective thermals is characterized by a class of stationary probability densities that depend on temperature fluctuations. It is assumed that the probability density functions of this class may depend on the potential energy, as well as on the available potential energy. For a class of stationary probability density functions, the entropy functional is defined to be an analogue of the Boltzmann H-entropy. The equilibrium distributions of thermals according to temperature fluctuations correspond to the most probable distributions that yield a maximum of the entropy functional. The exponential and normal distributions of thermals according to temperature fluctuation that are constructed using the variational method quite adequately approximate field atmospheric observations, as well as the results of laboratory modeling. 相似文献
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An ensemble of convective thermals is distinguished from the surface layer of penetrative turbulent convection over a heated horizontally uniform surface. A statistical model of the ensemble of convective thermals is developed that uses the idea of entropy in the Boltzmann-Jaynes form. The distribution of thermals by potential energies is shown to display an entropy maximum. On the basis of the Boltzmann distribution by potential energies, the temperature distribution of spontaneous jets is obtained and found to be consistent with known experimental data. 相似文献
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A. E. Gilmour 《新西兰海洋与淡水研究杂志》2013,47(3):217-222
An expression is derived for the Vaisala‐Brunt frequency in terms of the gradients of potential temperature and salinity. Modifications to facilitate calculations are suggested. A new method for expressing the specific volume distribution in terms of pressure, potential temperature, and salinity is also discussed. 相似文献
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鉴于传统熵与时间无关 ,不能反映海 -气耦合机制下海浪场的基本属性———不可逆性 ,文章将非平衡信息论熵的概念引入海浪场的研究。依据海浪场相空间的Fokker Planck方程 ,首次推导出了非平衡信息论熵的熵平衡方程、熵密度、熵流密度、熵产生密度、广义力和广义力密度的具体表达式。 相似文献
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海洋温差能资源时空分布特征分析和总量估算是其开发利用及选址、设计的基础工作。本文通过研究海洋温度场的变化特征,结合信息熵理论,应用高斯分布函数,建立了一种新的海洋温差能资源评估算法,即海洋温差熵(ocean temperature differences entropy, OTDE)算法,提出了表征温差时空变异特征的海洋温差熵作为评估参数,并结合中国南海海域开展了温差在不同时间尺度和空间范围上不确定性变化的定量研究。结果表明:中国南海榆亚暗沙、黄岩岛附近海域的海洋温差时空分布较稳定、资源可预测性强,是海洋温差能开发建址的理想区域,可为今后南海温差能资源评估及电站选址提供技术参考。 相似文献
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运用由Banerjee和Majhi所发展的非半经典近似的Hamiliton-Jacobi方法,计算了被暗能量包围的黑洞温度和熵,得到了修正后的温度和熵.在修正后的熵中,面积定理包含面积对数修正和面积幂的倒数. 相似文献
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基于熵权的产生物柴油微藻开发潜力评价 总被引：1，自引：0，他引：1
结合青岛地区不同季节室外温度变化特点,采用熵权法对9株微藻利用发电厂废气生产生物柴油的户外开发潜力进行评估。选取油脂产率、油脂组成、CO2耐受性、破壁难易度和温度适应性5项指标,根据实验室测得的数据进行计算,得出春冬季以上5项指标的权重分别为0.261、0.002、0.059、0.211和0.467,而夏秋季以上5项指标的权重分别为0.098、0.001、0.022、0.079和0.801。在此权重的基础上,得出在春冬季节开发潜力最大的藻株为微拟球藻(Nannochloropsis sp.ZL-12),在夏秋季节开发潜力最大的藻株为球等鞭金藻(Isochrysis galbana C5001)。本方法为户外大规模开发生物柴油的微藻藻种选择提供了一个有效的思路。 相似文献
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The previously derived formulations for using the relative entropy and Shannon entropy difference ( SD ) to measure information content from observations are revisited in connection with another known information measure—degrees of freedom for signal, which is defined as the statistical average of the signal part of the relative entropy. For a linear assimilation system, the statistical average of the relative entropy reduces to the SD . The formulations are extended for four-dimensional variational data assimilation (4DVar). The extended formulations reveal that the information content increases (or decreases) as the model error increase (or decrease) and/or become strongly (or weakly) correlated in 4-D space. These properties are also highlighted by illustrative examples, and the extended formulations are shown to be potential useful for designing optimum phased-array radar scan configurations to maximize the extractable information contents from radar observations by a 4DVar analysis system. 相似文献
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ＥｎｔｒｏｐｙｏｆｓｅａｗａｖｅｈｅｉｇｈｔｆｉｅｌｄａｎｄｉｔｓａｎｎｕａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎＮｏｒｔｈｗｅｓｔＰａｃｉｆｉｃＯｃｅａｎＳｕｎＦｕａｎｄＧｕｏＰｅｉｆａｎｇ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＯｃｔｏｂｅｒ６，１９９５；ａｃｃｅｐｔｅｄＯｃｔｏｂ... 相似文献
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青岛地区降水的最大熵谱分析及降水与副热带高压、赤道海温之间的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
本文论述了两部分内容:一是对青岛降水量进行了最大熵谱分析,揭示了青岛地区降水内部各种周期振动结构及它们各自的贡献大小。二是寻找影响青岛地区降水的因子,找出了它们之间的时滞关系,提出了一个长期预报方法。 相似文献