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利用最优插值法发展了一个海温短期数据预报的资料同化系统，并进行了一些客观分析试验。这个同化系统具有下述几个特点：（１）由于海温的保守性，在对海个时次的船舶报ＳＳＴ资料进行同化时，加入了前后相差６ｈ的相邻资料作为同时资料，增加了资料密度，较好地解决了海洋资料相对稀疏引起的问题；（２）利用模式的一系列后报试验结果来估计模式预报误差的标准差，这比常用主观猜测的方法更加客观；（３）对观测资料进行检误的质量 相似文献
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以一维水温垂直分布数值模型为例，探索 Kalman 滤波法在海温观测数据同化中的应用。文中给出了在 165°E 赤道海域将连续观测的海温资料同化到模型中的 Kalman 滤波法试验，计算结果表明该同化方法对改进海温数值计算是十分有效的。 相似文献
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同化海温观测数据研究波浪破碎对海洋上层结构的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
首先利用考虑波浪破碎效应的Mellor-Yamada 2.5阶湍流闭合方案,探讨了海表温度(SST)对波能因子α和Charnock数β的敏感性问题。然后采用变分数据同化途径,基于Papa海洋天气站(OWS Papa Station)的上层温度观测数据,对该参数化方案中的波能因子α和Charnock数β两个参数进行了最优估计。最优估计的结果表明,当α约为167、β约为4.1×105时,价值函数达到最小值。利用上述参数的最优估计进行海温的数值模拟,可以较好地反映出海表温度的日变化和月变化过程,模拟的上混合层的温度和深度也与观测较为一致。最后利用以上参数的最优估计结果对湍动能方程进行诊断计算,研究了波浪破碎对海洋上层湍能量收支的影响。 相似文献
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海洋状态场的历史变化过程对其分布状态有重要影响。在观测资料稀疏的情况下，合理利用历史观测资料能够为海洋数据同化提供大量有效信息。然而在目前的顺序资料同化过程中，往往只同化当前时刻的观测数据，没有考虑到历史观测资料对当前状态的约束。四维变分虽然可以体现变量在时间维度的演变过程，但引入伴随方程会增加计算代价。本文基于集合最优平滑同化算法（Ensemble Optimal Smoothing,EnOS）探讨了一种在数据同化中加入历史观测资料的简易可行方案，其能够根据历史观测数据估计当前状态，并进行单点同化实验和区域同化实验来验证该方案的有效性。实验结果表明，将历史观测资料引入到同化过程中可以把控时间演变趋势，减小分析数据与真实值之间的偏差，更有效地消除数值模式误差，提高同化质量。 相似文献
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以World Ocean Atlas(WOA)气候态月平均资料作为数据同化的背景场,以断面调查数据作为数据同化的观测场,采用最优插值法,对WOA数据进行同化处理,得到分析场,并通过一维搜索方法获得最优相关距离尺度,对分析场进行优化。将调整得到的分析场作为现场观测数据的补充,然后对其网格化并绘制等值线图。两组试验结果表明,经过同化处理后绘制得到的等值线图既保留了区域的气候态特征,又体现了观测期间的特点,在一定程度上可以避免因数据空间分辨率不足所导致的插值结果异常,较单纯使用实测数据或将实测数据与WOA数据简单叠加得到的等值线分布更合理。最优相关距离尺度的大小依同化对象数据类型的不同而不同,一维搜索方法可以较便捷的获得最优相关距离尺度,提高数据同化的效果。 相似文献
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A method is developed to estimate ocean sound speed profiles through synthesis of remotely measured environmental data and historical statistics of sound speed obtained at a remotely sensed location. Sound speed profiles are represented by an expansion of empirical orthogonal functions (EOF) of the historical sound speed variation, while the remotely sensed environmental data provide real-time information to determine the expansion coefficients. Environmental inputs are limited to sea surface temperature available from satellite infrared sensors, acoustic time-of-flight and ocean bottom temperature measurable from bottom mounted acoustic and thermal transducers. A multilayer perceptron neural network is implemented to learn the functional transformation from the measured environmental input to the desired EOF coefficient output on a set of representative sound speed profiles. Sea surface temperature, time-of-year, and time-of-flight from the acoustic multipath that maximally samples the vertical sound speed are found to be the dominant inputs. The trained network is computationally efficient and produces estimates for untrained environmental inputs with a mean error of 1.1-4.4 m/s 相似文献
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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。 相似文献
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海洋温度的变化会显著影响水下声传播、生物活动、气象和洋流等现象，温深是反映海洋变化运动规律的基本参数。投弃式温深剖面仪（Expendable Bathythermograph，XBT）、温盐深测量仪（Conductivity Temperature Depth，CTD）、全球海洋实时观测网（Array for Real-time Geostrophic Oceanography，Argo）等是目前进行海水温深测量的主要仪器。其中XBT因其现场测量简便、效率高、硬件成本低等特点，正在被大规模使用。本文主要介绍有关海洋温度测量的背景及演化历史，分析对比了国内外相关仪器设备的发展现状，总结了国产化产品还存在的差距和不足，另外对传感器、结构设计、数据通讯传输、数据后处理、可靠性研究等关键技术和研究热点进行了详细介绍，最后对未来无人平台的技术发展路线给出了思路和见解，开展投弃式温深剖面仪的相关技术研究和产品研制对实现国产化有积极的推动意义。 相似文献
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针对海底声学探测仪器采集数据量大而存储容量有限、数据传输带宽不足的实际问题,基于Lempel-Ziv-Welch(LZW)无损压缩算法,研究海底声学探测数据的实时压缩方法,提高数据压缩效果、节省传输带宽。并在LZW无损压缩算法的基础上结合数据存储的特点对压缩结果进行内存重新分配,极大提高压缩比(压缩数据大小/原始数据大小)。利用海底地震仪(OBS)采集的原始声学探测数据进行测试验证,结果表明该方法对于OBS声学探测数据有很好的压缩比,可用于对OBS采集的声学探测数据进行压缩处理,对于海底探测仪器的研发有很好的指导意义。 相似文献
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为从海量的海洋原始噪声数据中快速和准确地提取海洋工程噪声信号,完善大型海洋工程的海洋噪声评估方法,文章提出基于声暴露级向量的海洋工程噪声信号自动提取方法,并进行实验验证。研究结果表明:基于声暴露级向量的信号自动提取方法实现的核心是计算疑似信号与样本信号声暴露级向量(包括声暴露级和有效时间长度)的标准化欧氏距离,结合变步长截取分析、半波包络双阈值触发和中心位置触发等方法,提高信号提取的效率和准确率;与传统的人工提取方法相比,该自动提取方法具有稳健、准确和高效的性能,可替代人工提取方法并广泛应用。 相似文献
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Jianping Zhou Hongxing Li Xianglong Jin Lei Qiu Guoyin Zhang 《Marine Georesources & Geotechnology》2013,31(5):633-640
AbstractThe superficial marine sediment is an important boundary of ocean acoustic propagation. So, the acoustic property of seafloor surface is always research hotspot. The acoustic property of sediment is affected by temperature and pressure which is not considered by conventional lab acoustic measurement. A new type of system, called “Small-scale Geo-acoustic Physical Model Pilot System” (SGPMP) has been developed. The system measures geo-acoustic property of sediment under specific temperature, pressure and frequency conditions which can be controlled conveniently and accurately. The components, structure, measurement principle, error analysis and application example of this system are introduced in this article. As a laboratory platform, the system makes it convenient for us to study the relationship between the temperature, pressure, frequency and acoustic properties of marine sediment. 相似文献
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温盐深是反应海洋物理学特性的重要参数,是海洋水文观测的基本要素。CTD剖面仪(Conductivity-Temperature-Depth profiler)是进行海水温盐剖面观测的主要仪器,利用CTD剖面仪可精确测得水下不同深度上海水的温度和电导率参数,进而能够推算出海水盐度、密度、声速等相关信息,对于海洋经济开发、海上国防建设、海洋环境保护等都具有非常重要的意义。本文介绍了温盐深剖面测量技术的基本原理与发展现状,对几种典型的温盐深测量设备及各种海洋观测平台中搭载的CTD传感器进行了介绍,论述了CTD传感器的标定和测试技术,并对其发展趋势进行了分析。 相似文献