主流海表风场资料在舟山群岛近海的性能评估     

刘紫薇  赵帅康  魏笑然  白晔斐 《海洋与湖沼》2022,53(3):528-537

再分析风场资料已广泛应用于我国舟山群岛海域可再生能源评估、海洋灾害预防决策以及港口运维和船舶运输等涉海发展领域,然而不同业务机构所提供的再分析数据在舟山近海的性能表现不一,严重阻碍了此类数据的有效应用。基于2018年全年单点浮标观测资料,综合评价了舟山群岛近海面(10 m)风场的长期变化趋势,并利用误差分析和风玫瑰图等统计工具对6种主流海表风场再分析资料,包括:ECMWF第五代全球大气再分析数据(the 5th generation ECMWF atmospheric reanalysis,ERA5)、NECP第二版全球高分辨率再分析数据(climate forecast system version 2,CFSv2)、美国宇航局物理海洋学分布存档中心的多卫星融合资料(cross-calibrated multi-platform,CCMP)、日本55年再分析数据(Japanese 55-year reanalysis,JRA-55)、第二版现代研究与应用回顾性分析数据(modern-era retrospective analysis for research and applications version 2,MERRA-2)和ECMWF哥白尼大气监测服务再分析数据(the Copernicus Atmosphere Monitoring Service,CAMS)在时间变化特征上进行了对比与评估。研究表明:在综合性能方面,ERA5对风场的再现能力最优,其次为JRA-55;在要素可信度方面,ERA5对风速的再现情况相对较优,而CFSv2的风向再现情况较好;风场产品在不同季节的模拟能力有所差异;不同风场产品在不同风速区间的重构能力也有所不同;在全年风向分布方面,各再分析资料都存在显著的东向偏差。研究结果为不同应用场景下风场资料的选取提供评估依据,并为进一步开发适用于舟山群岛近海的高精度长周期风场数据产品奠定基础。  相似文献   

Unveiling controls of the latitudinal gradient of surface pCO₂ in the Kuroshio Extension and its recirculation regions（northwestern North Pacific） in late spring     

Chenglong Li  Weidong Zhai  Di Qi 《海洋学报(英文版)》2022,41(5):110-123

In the northwestern North Pacific, annual net air-sea CO₂ flux is greatest in the Kuroshio Extension（KE） zone,owing to its low annual mean partial pressure of CO₂（pCO₂）, and it decreases southward across the basin. To quantify the influences of factors controlling the latitudinal gradient in CO₂ uptake, sea surface pCO₂ and related parameters were investigated in late spring of 2018 in a study spanning the KE, Kuroshio Recirculation（KR）, and...  相似文献   

HY-2B扫描微波辐射计海温产品在典型区域的精度验证和分析     

周武 《海洋通报》2022,(5)

“海洋二号B”卫星（HY-2B）于2018年10月25日发射,是我国第二颗海洋动力环境探测卫星,其上搭载有包括扫描微波辐射计（SMR）在内的多个载荷,海表面温度（SST）是SMR的主要产品之一。本文分别利用NOAA提供的iQuam实测海温数据、CORIOLIS卫星WINDSAT反演的海温遥感产品、NCEP模式海温数据,在两个典型区域,对2020年1月1日至2020年12月31日期间的HY-2B/SMR海温产品进行了验证,其中HY-2B/SMR与iQuam实测海温的Bias为0.004℃,RMSE为0.65℃左右,CORR高于0.95。通过进一步分析,由区域A的分析结果揭示出HY-2B/SMR海温产品精度随纬度变化的规律及其原因,同时,由区域B的分析结果揭示出陆地、岛礁以及RFI对海温总体反演精度的影响约为0.1℃。  相似文献   

FY-3D卫星MWHS-2辐射率资料直接同化对台风“米娜”预报的影响*     

束艾青  许冬梅  李泓  吴海英  沈菲菲  邓华  白亚雯 《热带海洋学报》2022,41(5):17-28

文章基于天气研究和预报(weather research and forecasting, WRF)模式中的FY-3D卫星微波湿度计Ⅱ(micro-wave humidity sounder 2, MWHS-2)辐射率资料的直接同化模块, 采用三维变分(three dimensional variation, 3DVar)方法在晴空条件下同化MWHS-2辐射率资料, 考察MWHS-2辐射率资料同化对台风“米娜”(2019)预报的影响。文中设计了4组试验, 第一组试验不同化任何资料, 第二组试验同化了单独的全球通信系统(global telecommunications system, GTS)常规资料, 第三组试验联合同化了GTS常规资料和MWHS-2辐射率资料, 第四组试验将MWHS-2辐射率资料换成先进技术微波探测计(advanced technology microwave sounder, ATMS)辐射率资料同化。研究结果表明: 偏差订正后各通道观测和背景场差值的均值趋于0, 同化后分析场相对观测的标准差与均方根误差较背景场显著减小, 同化过程是有效的。与仅同化GTS常规资料和同化ATMS资料的试验相比, 同化晴空MWHS-2辐射率资料后的增量场在台风中心附近有负的高度增量和正的温度增量, 从动力与热力上有助于台风的维持。在确定性预报最后的12h, 同化晴空MWHS-2辐射率资料的试验能够改进500hPa环流形势的模拟, 加强西南方向引导气流的强度, 从而最终减小台风路径预报的误差。  相似文献   

海蜇dmrta2基因的克隆及其在横裂生殖中的表达分析     

葛建龙  陈晓辉  陈四清  刘长琳  陈昱辰  边力  张盛农 《海洋科学》2022,46(6):42-50

Dmrt基因家族在后生动物性别决定与分化以及组织和器官的形成等发育过程中发挥着重要作用。为探究dmrt家族基因在海蜇(Rhopilema esculentum)横裂生殖中的功能,本研究以海蜇转录组测序获得的dmrta2基因片段为基础,通过RACE技术获得了海蜇dmrta2基因的cDNA全长,并分析了其在横裂生殖不同时期的表达模式。结果显示海蜇dmrta2基因cDNA全长为1 804 bp,开放阅读框为1 011 bp,所编码蛋白质含336个氨基酸,分子质量为37.25 kDa,理论等电点为9.11。预测海蜇dmrta2编码蛋白为亲水性蛋白质,无跨膜区域,不含信号肽。在33至79位氨基酸之间具有dmrt基因家族保守的DM结构域,与珊瑚、果蝇等物种的同源基因相应区域高度一致。系统进化分析显示,海蜇DMRTA2与鹿角珊瑚DMRTA2和DMRT3以及海葵DMRTA2的亲缘关系最近。原位杂交显示dmrta2基因在海蜇横裂生殖后期主要表达于感觉缘叶原基位置,在初生碟状体中表达于感觉棍位置。研究结果表明,dmrta2基因参与海蜇横裂生殖过程,可能主要与感觉棍神经系统的分化发育相关,研究为进一步解析海蜇等钵水母横裂生殖的分子调控机制提供了基础数据。  相似文献   

中国沿海HY-2A 校正微波辐射计水汽含量数据精度检验方法          下载免费PDF全文

范士杰  史航  孙浩  刘焱雄 《海洋科学进展》2022,40(3):505-512

为评价“海洋二号”卫星（HaiYang-2A, HY-2A）校正微波辐射计（Calibration Microwave Radiometer, CMR）近海水汽产品精度,以中国沿海全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）业务观测站数据和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)发布的第五代大气再分析资料（ECMWF Reanalysis 5, ERA5）作为验证数据。首先对选取的GNSS业务观测站数据和CMR水汽含量数据进行时空匹配,两者的观测时间一致、空间范围取为100 km;然后利用精密单点定位方法反演GNSS业务观测站上空的大气可降水量（Precipitable Water Vapor, PWV）,同时对1 h分辨率的ERA5再分析资料内插计算,得到CMR水汽数据点处的ERA5 PWV;最后以GNSS PWV和ERA5 PWV为参考,分析2015年CMR水汽产品精度和偏差时空分布。结果表明,CMR水汽含量和GNSS PWV、ERA5 PWV之间的相关系数r均高于0.96,平均均方根误差分别为3.17 mm和1.58 mm,具有较高的精度;CMR水汽含量相对于GNSS PWV和ERA5 PWV的偏差不随季节变化而变化,但CMR水汽含量数据精度随纬度的增加而有所提高。  相似文献   

基于Google Earth Engine和NDVI时序差异指数的作物种植区提取   总被引：1，自引：0，他引：1  

姜伊兰  陈保旺  黄玉芳  崔佳琪  郭宇龙 《地球信息科学学报》2021,23(5):938-947

为提高农作物种植信息遥感监测的效率,扩展数据适用范围,本文提出了一种基于时间序列NDVI差异指数的作物种植区提取方法。随着海量遥感与云计算的发展,Google Earth Engine作为一个全球尺度地理空间分析云平台,弥补了单机计算耗时长的不足,为快速遥感分类带来了新机遇。基于Google Earth Engine平台,以河南省开封市杞县为研究区,以2019—2020年杞县地区多时相Sentinel-2影像为数据源,结合物候信息,根据不同作物在时间序列NDVI曲线上的差异构建NDVI时序差异指数,从而提取作物种植区,区分不同作物类型,并与其他方法进行了精度验证和对比。结果表明：① NDVI时序差异指数法以作物物候信息为基础,与GEE高性能的计算能力相结合,形成了作物种植信息快速提取框架,可以方便快捷地进行作物种植区提取,较本地处理具有明显优势;② 杞县冬小麦和大蒜种植区有明显的空间分异性,冬小麦种植区主要集中在研究区西北部以及南部的农村居民点周围,而杞县大蒜则由于产品流通需要,主要集中在研究区中部以及东北部,居民点较为密集,交通便利的城市周边;③ 与时间序列支持向量机法和最大似然法相比较, NDVI时序差异指数进行作物种植区提取的总体精度达到83.72%, Kappa系数为0.67,分别比最大似然法提高了10.02%和0.21,比支持向量机法提高了4.18%和0.09,表明该方法能更高效率,更高精度地提取作物种植信息,实现区域作物种植信息的高效准确监测。总体来看,该方法在一定程度上可拓展遥感数据在农业领域的应用范围,具有推广价值。  相似文献   

降雨径流与洪水淹没模型耦合的应用研究     

沈泽宇  丁永生  孔乔 《地球信息科学学报》2021,23(8):1473-1483

洪水研究包括径流与淹没两种模式。为了探究流域降雨产汇流与淹没情况、提高洪水预报精度,本研究在传统流域水文模型的基础上耦合二维水动力学模型,建立水文-水动力耦合模型。以我国吉林温德河流域为研究实例,模拟了2017年“7·13”洪水在下游口前镇所处子流域洪水淹没过程。首先对基础数据进行预处理,建立HEC-HMS水文模型并进行参数优化后,最终获得流量过程水文结果作为水动力学模型边界条件,之后建立HEC-RAS二维水动力学模型对重要子流域进行淹没模拟。耦合模型计算结果显示,水文模型经多参数优化流量模拟的NSE系数为0.988,水动力计算最大淹没水深达9.3 m相对误差为-5.2%。从泛洪模拟结果来看,子流域上游部分的农田大量被淹,淹没水深范围在0.5~2.0 m,平均流速基本在1 m/s以下。下游口前镇内最大淹没水深接近1 m,水流速度0.2 m/s至1.5 m/s,与实际的淹没情况相吻合。研究表明,所建水文水动力耦合模型模拟计算的结果准确率较高,对具有复杂水文、水力条件的流域的洪水预报具有重要的指导意义。  相似文献   

基于卷积神经网络的ICESat-2光子点云去噪分类     

陆大进  黎东  朱笑笑  聂胜  周国清  张兴忆  杨超 《地球信息科学学报》2021,23(11):2086-2095

ICESat-2（Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2）是美国NASA（National Aeronautics and Space Administration）在2018年发射的激光测高卫星,其上搭载的激光测高系统ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System）采用微脉冲多波束光子计数激光雷达系统,因其低能耗、高探测灵敏度、高重复频率的特性极大改善了沿轨采样密度,但也使获取的数据中包含大量的噪声,如何有效实现光子点云去噪分类成为后续应用的关键,也是当前研究的热点和难点,为此本文提出一种基于卷积神经网络的光子点云去噪和分类算法。首先将光子点云按照沿轨和高程方向划分格网,去除明显的噪声光子,并将每个粗信号光子点栅格化为影像;然后基于少量样本构建的卷积神经网络分类模型实现光子点云精去噪和分类;最后利用机载激光雷达数据进行验证,并与ATL08产品的去噪分类结果进行对比。结果表明,对于裸地和森林区域,卷积神经网络算法均能有效去除噪声光子,特别对于森林区域,可同时实现去噪和分类;其中,裸地区域地表计算的R²和RMSE分别为1.0和0.72 m,森林区域地表和树冠计算的R²分别为1.0和0.70, RMSE分别为1.11 m和4.99 m。本文利用深度学习算法实现光子点云去噪分类,在裸地和森林区域均取得了较好的结果,为后续光子点云数据处理提供了参考。  相似文献   

Retrieving multi-scale climatic variations from high dimensional time-series MODIS green vegetation cover in a tropical/subtropical mountainous island     

CHANG Chung-te  WANG Hsueh-ching  HUANG Cho-ying 《山地科学学报》2014,11(2):407-420

【Title】
There are knowledge gaps in our understanding of vegetation responses to multi-scale climate-related variables in tropical/subtropical mountainous islands in the Asia-Pacific region. Therefore, this study investigated inter-annual vegetation dynamics and regular/irregular climate patterns in Taiwan. We applied principal component analysis （PCA） on 11 years （2001~2011） of high-dimensional monthly photosynthetically active vegetation cover （PV） derived from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer （MODIS） and investigated the relationships between spatiotemporal patterns of the eigenvectors and loadings of each component through time and multi-scale climate-related variations. Results showed that the first five components contributed to 96.4% of the total variance. The first component （PC1, explaining 94.5% of variance） loadings, as expected, were significantly correlated with the temporal dynamics of the PV （r = 0.94）, which was mainly governed by regional climate. The temporal loadings of PC2 and PC3 （0.8% and 0.6% of variance, respectively） were significantly correlated with the temporal dynamics of the PV of forests （r = 0.72） and the farmlands （r = 0.80）, respectively. The low-order components （PC4 and PC5, 0.3% and 0.2% of variance, respectively） were closely related to the occurrence of drought （r = 0.49） and to irregular ENSO associated climate anomalies （r = -0.54）, respectively. Pronounced correlations were also observed between PC5 and the Southern Oscillation Index （SOI） with one to three months of time lags （r = -0.35 ~ -0.43, respectively）, revealing biophysical memory effects on the time-series pattern of the vegetation through ENSO-related rainfall patterns. Our findings reveal that the sensitivity of the ecosystems in this tropical/subtropical mountainous island may not only be regulated by regional climate and human activities but also be susceptible to large-scale climate anomalies which are crucial and comparable to previous large scale analyses. This study demonstrates that PCA can be an effective tool for analyzing seasonal and inter-annual variability of vegetation dynamics across this tropical/subtropical mountainous islandin the Pacific Ocean, which provides an opportunity to forecast the responses and feedbacks of terrestrial environments to future climate scenarios.  相似文献