Rapid environmental assessment in the South China Sea: Improved inversion of sound speed profile using remote sensing data     

Ke Qu  Binbin Zou  Jianbo Zhou 《海洋学报(英文版)》2022,41(7):78-83

Complex perturbations in the profile and the sparsity of samples often limit the validity of rapid environmental assessment (REA) in the South China Sea (SCS). In this paper, the remote sensing data were used to estimate sound speed profile (SSP) with the self-organizing map (SOM) method in the SCS. First, the consistency of the empirical orthogonal functions was examined by using k-means clustering. The clustering results indicated that SSPs in the SCS have a similar perturbation nature, which means the inverted grid could be expanded to the entire SCS to deal with the problem of sparsity of the samples without statistical improbability. Second, a machine learning method was proposed that took advantage of the topological structure of SOM to significantly improve their accuracy. Validation revealed promising results, with a mean reconstruction error of 1.26 m/s, which is 1.16 m/s smaller than the traditional single empirical orthogonal function regression (sEOF-r) method. By violating the constraints of linear inversion, the topological structure of the SOM method showed a smaller error and better robustness in the SSP estimation. The improvements to enhance the accuracy and robustness of REA in the SCS were offered. These results suggested a potential utilization of REA in the SCS based on satellite data and provided a new approach for SSP estimation derived from sea surface data.  相似文献   

设计相关动载荷作用下的水下耐压结构拓扑优化     

詹可  蒋垣腾  赵敏 《海洋工程》2022,40(6):83-96

常规耐压结构拓扑优化设计研究主要集中于静水压条件下的设计相关载荷拓扑优化理论及方法。但是,在深海环境下,耐压结构可能面临内爆所产生的冲击载荷,其载荷呈现高频率的周期性变化。为研究载荷变化对耐压结构优化设计的影响,在BILE模型的基础上,结合修正的SIMP插值模型,开展不同频率、设计相关动载荷作用下的水下耐压结构拓扑优化理论及方法研究。设计相关动载荷的难点在于不仅载荷的作用位置和方向在优化过程中发生变化,且其大小也随优化过程进行而发生变化,这是与常规设计相关静载荷本质的不同。通过经典的拱形结构优化算例验证BILE模型在动力学拓扑优化中的可行性,进而研究设计相关动载荷作用下的水下耐压结构的最佳拓扑形式。研究表明,在低频时,圆环型耐压结构无明显变化,但多球交接耐压结构在交接处会出现明显材料聚集;高频时,两者均发生明显变化,得到耐压结构新形式。关于设计相关动载荷作用下的水下耐压结构拓扑优化研究,将对新型水下耐压结构的探索具有一定的工程应用价值。  相似文献   

长三角区域创新集群的技术创新联系特征及影响探究——以新材料产业为例     

宓泽锋  邱志鑫  尚勇敏  周灿 《地理科学》2022,42(9):1522-1533

基于区域创新集群的相关概念辨析,提出基于长三角一体化战略的区域创新集群概念,并通过IncoPat网站获取2000—2017年长三角新材料产业已获授权的发明专利,在刻画新材料区域创新集群技术创新联系特征的基础上,利用二步系统广义矩阵估计（Generalized Method of Moments,GMM）模型测度融入区域创新集群的深度与广度对地方创新集群的影响,得到如下结论：第一,区域创新集群的发展符合“点-轴”发展理论的观点,以上海、南京、杭州等发达地方创新集群为增长极,在空间上率先形成以增长极为节点的发展轴,成为区域创新集群的核心组团。第二,区域创新集群技术创新联系具备“全球-地方”创新网络阐述的多种类型知识交互耦合的特征,在同质性知识交互的基础上,异质性知识的交互同样占据重要地位。第三,当前阶段长三角区域创新集群中核心组团的极化效应大于扩散效应,更易在区域创新集群的建设中获益,并且知识基础的正向调节作用明显。区域创新集群研究尚处于起步阶段,相关研究亟待经济地理学者进一步展开。  相似文献   

气象干旱对中亚棉花产量的影响     

徐杨  李秀芬  葛全胜  郝志新 《地理学报》2022,77(9):2338-2352

极端干旱事件频发对中亚棉花生产具有重要影响。本文利用乌兹别克斯坦赞格阿塔实验站棉花大田试验数据评估了APSIM-Cotton模型的适用性,根据CMIP6气候模式模拟的SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.5等3种共享社会经济路径下的气候变化数据集,分析了2021—2090年SPEI-3干旱指数的变化特征,进而利用APSIM-Cotton模型模拟了考虑CO₂肥效作用的气象干旱对棉花产量的影响。结果表明：APSIM-Cotton模型能够准确模拟乌兹别克斯坦塔什干地区的生育期和产量变化趋势;未来塔什干地区呈现温度明显升高、干旱发生频率明显增加的特征;气象干旱将导致棉花产量下降,SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.5等3种排放情景下,严重气象干旱导致2021—2050年棉花产量较1961—1990年分别下降28.0%、29.6%和32.1%,2061—2090年棉花分别减产31.5%、33.1%和35.7%,在SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,极端气象干旱导致2061—2090年棉花产量分别下降41.3%和54.2%;CO₂浓度升高可提高棉花产量,贡献率为14.9%~25.0%,但浓度达到750 µmol/mol以上时,棉花增产幅度将不再持续增加。  相似文献   

A New Statistical Downscaling Scheme for Predicting Winter Precipitation in China   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

LIU Ying  FAN Ke  YAN Yu-Ping 《大气和海洋科学快报》2013,6(5):332-336

An effective statistical downscaling scheme was developed on the basis of singular value decomposition to predict boreal winter(December-January-February)precipitation over China.The variable geopotential height at 500 hPa(GH5)over East Asia,which was obtained from National Centers for Environmental Prediction’s Coupled Forecast System(NCEP CFS),was used as one predictor for the scheme.The preceding sea ice concentration(SIC)signal obtained from observed data over high latitudes of the Northern Hemisphere was chosen as an additional predictor.This downscaling scheme showed significantly improvement in predictability over the original CFS general circulation model(GCM)output in cross validation.The multi-year average spatial anomaly correlation coefficient increased from–0.03 to 0.31,and the downscaling temporal root-mean-square-error(RMSE)decreased significantly over that of the original CFS GCM for most China stations.Furthermore,large precipitation anomaly centers were reproduced with greater accuracy in the downscaling scheme than those in the original CFS GCM,and the anomaly correlation coefficient between the observation and downscaling results reached～0.6 in the winter of 2008.  相似文献   

我国短期气候预测技术进展   总被引：18，自引：6，他引：12       下载免费PDF全文

贾小龙  陈丽娟  高辉  王永光  柯宗建  刘长征  宋文玲  吴统文  封国林  赵振国  李维京 《应用气象学报》2013,24(6):641-655

经过近60年的发展,我国短期气候预测技术和方法也有了长足进步。近年来,一些新的预报技术和机理认识不断应用于短期气候预测业务。ARGO海洋观测资料的使用大大提高了业务模式的预测技巧,新一代气候预测模式系统已经投入准业务化运行,研发了多种模式降尺度释用技术,多模式气候预测产品解释应用集成系统(MODES)和动力-统计结合的季节预测系统(FODAS)逐渐应用于业务中,大气季节内振荡(MJO)逐步在延伸期预报中得到应用。近年来,对全球海洋、北极海冰、欧亚积雪、南半球环流系统对东亚季风影响的新认识也不断引入到短期气候预测业务中。这些新技术和新认识的应用极大提高了我国短期气候预测的业务能力。  相似文献   

1961—2010年东北地区夏季降水时空变化的研究     

陈丽营  翟华  尚可 《黑龙江气象》2013,(4):7-11

东北地区地处中高纬欧亚大陆东岸,处在东亚季风区的边缘,其降水主要集中在夏季,并且降水量具有显著的地域差异和年际变化。研究东北夏季降水特点,可为降水预报、气候预测和农业生产提供可靠依据。本文利用东北地区27个测站1961—2010年夏季逐月降水资料,通过E-OF和小波分析的方法研究东北地区夏季降水的时空变化规律,结果表明：东北地区夏季降水量主要表现为三种空间分布型：总体一致型、南-北反位相型以及东南-西北反位相型;东北地区夏季降水量存在明显的年际变化,降水变化周期为8—11a;东北地区夏季各月降水量的差异,主要是由地形原因和纬线跨度差异造成的。  相似文献   

基于CFS模式的中国站点夏季降水统计降尺度预测   总被引：6，自引：2，他引：4  

刘颖  范可  张颖 《大气科学》2013,37(6):1287-1296

本研究针对中国夏季站点降水,研制建立了基于Climate Forecast System(CFS)实时预测数值产品及观测资料的统计降尺度预测系统。此预测系统选取了CFS模式中当年夏季500 hPa高度场和观测资料中前一年秋、冬季海表面温度场作为预测因子,两因子的关键区分别为泛东亚地区和热带太平洋地区。统计降尺度模型对1982~2011年中国夏季降水的回报效果较CFS模式原始结果显著提高,空间距平相关系数由0.03提高到0.31,时间相关系数在中国大部分地区显著提高,最大可达0.6。均方根误差较CFS模式原始结果明显降低,同时,此降尺度模型较好的回报出2011年汛期降水的距平百分率的空间分布型。  相似文献   

Preface to the Special Issue: Climate Change and Variability of Tropical Cyclone Activity     

Liguang WU  Bin WANG  Johnny CLCHAN  Kyung-Ja HA  Il-Ju MOON  Jun MATSUMOTO  Zhemin TAN  Ke FAN 《大气科学进展》2022,39(2):203-204

Tropical cyclones(TCs) are one of the most destructive natural phenomena on Earth in terms of human-life and economic losses. It is currently a matter of prodigious public and scientific interest how TC activity has changed and will change in a warming climate. This special issue focuses on a challenging subject raised in the Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC) report and numerous research papers.  相似文献   

基于GIS的乡村旅游气候舒适度评估与区划 ——以重庆市长寿区为例     

江姣  田凤国  方丽  李科  武强  徐元照 《中低纬山地气象》2021,45(5):103-108

该文通过计算温湿指数、风效指数,参照人体生理舒适指标分级标准和综合舒适度模型,获得综合舒适度指数,综合评估长寿乡村旅游气候舒适度。研究发现：①全区乡村旅游气候舒适度的空间差异主要来自地于“三山夹两槽”的地形差异。长寿地区除了夏季乡村旅游气候舒适度为不舒适外,其余大部分时候全区气候舒适度较高。②全区各地乡村旅游气候舒适期为4~6个月,不舒适期为2~3个月,可见全年舒适期长,不舒适期短,具有较强的乡村旅游气候资源优势。③乡村旅游气候舒适期较长的区域主要分布在长寿城区及以南和长寿中部地区。  相似文献