基于广义回归神经网络的全球表层海水1°×1°二氧化碳分压数据推演     

钟国荣  李学刚  曲宝晓  王彦俊  袁华茂  宋金明 《海洋学报》2020,42(10):70-79

表层海水二氧化碳分压是评估海洋碳源汇强度的关键参数，但其实测数据较少、时空分布极不均匀，导致二氧化碳交换通量的估算有很大的不确定性，海洋源汇特征就不能确切获取。为了解决这个难题，在收集的表层大洋二氧化碳地图(Surface Ocean CO₂ Atlas，SOCAT)实测数据集基础上，运用广义回归神经网络建立二氧化碳分压与经纬度、时间、温度、盐度和叶绿素浓度间的非线性关系，构建了1998?2018年间全球1°×1°经纬度的表层海水二氧化碳分压格点数据，其标准误差为16.93 μatm，平均相对误差为2.97%，优于现有研究中的前反馈神经网络、自组织映射神经网络和机器学习算法等方法。根据构建的数据所绘制的全球表层海水二氧化碳分压的分布与现有研究有较好的一致性。  相似文献   

基于与Jason-2数据比对的Jason-3卫星高度计全球数据质量评估   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘治中  杨俊钢  张杰  崔伟 《海洋学报》2020,42(3):129-139

Jason-3卫星高度计于2016年1月17日成功发射，2016年2月12日进入预定轨道，与Jason-2高度计同轨进入编队飞行阶段，并落后Jason-2高度计约1分20秒，两者相距约560 km。2016年9月1日，Jason-2高度计变换轨道，编队飞行阶段结束，两高度计进入平行轨道，以增加卫星高度计对地观测的空间覆盖。本研究主要开展了Jason-3高度计的数据质量的评估与检验，包括Jason-3高度计数据可用性和有效性的验证，以及Jason-3高度计和校正辐射计各参数的数据质量监测。重点开展了Jason-2与Jason-3高度计各项参数的综合比较，利用Jason-2与Jason-3高度计编队飞行阶段的数据精确评估了两高度计参数的一致性，并从全球数据角度分析了Jason-3高度计获取各参数的能力以及稳定性；通过与Jason-2互交叉点比较分析评估Jason-3高度计海面高度数据质量情况，验证Jason-3高度计数据精度。结果表明，Jason-3高度计的数据质量满足高度计测高的要求，具有与Jason-1、Jason-2、T/P等高度计相同或更高的测高精度以监测全球海平面变化，此外，Jason-3有效波高参数数据质量明显优于Jason-2高度计。  相似文献   

不同形态海湾的水底平衡剖面研究     

苏文亮  邹志利  张庆民 《海洋学报》2020,42(5):128-138

研究海湾平衡剖面对理解海湾地貌演变具有重要意义。本文给出了收缩型、扩张型和矩形3种典型海湾平面形态对平衡剖面的影响。建立了海湾长度远小于潮汐波长的短尺度海湾的平衡剖面和对应的时均悬沙浓度的解析解。采用水深平均的水动力方程、泥沙输移方程和地形演变方程的耦合模型对以上3种类型海湾的平衡剖面进行了数值模拟，得到了这3种类型海湾的水面、流速、时均悬沙浓度和平衡剖面的计算结果，并利用水面数值结果确定了海湾水面解析解所含的一个待定常数。研究结果给出了3种不同海湾平面形态所对应的平衡剖面形态:矩形海湾对应斜坡型；收缩型海湾对应下凹型；扩张型海湾对应上凸型。所得海湾平衡剖面和时均悬沙浓度的解析解与数值解一致。  相似文献   

2010-2018年北极夏季中国北极科学考察航行期间被动微波遥感海冰密集度与船基目视观测资料的比较   总被引：2，自引：0，他引：2  

修苑人  李志军  雷瑞波  王庆凯  卢鹏  Lepp&#;ranta Matti 《海洋学报(英文版)》2020,39(9):38-49

为了更有效地将卫星数据应用于北极航行导航，被动微波（PM）产品的海冰密集度（SIC）与从中国北极科学考察中收集到的船基目视观测（OBS）资料进行了比较。在2010、2012、2014、2016和2018年的北极夏季总共收集了3667组目测数据。PM SIC取自基于SSMIS传感器的NASA-Team（NT）、Bootstrap（BT）以及Climate Data Record（CDR）算法和基于AMSR-E/AMSR-2传感器的BT、enhanced NT（NT2）以及ARTIST Sea Ice（ASI）算法。使用PM SIC的日算术平均值和OBS SIC的日加权平均值进行比较。比较了PM SIC和OBS SIC之间的相关系数，偏差和均方根偏差，包括总体趋势以及在轻度/普通/严重冰况下的情况。使用OBS数据，浮冰尺寸和冰厚对不同PM产品SIC反演的影响可以通过计算浮冰尺寸编码和冰厚的日加权平均值来评估。我们的结果显示相关系数的范围为0.89（AMSR-E/AMSR-2 NT2）到0.95（SSMIS NT），偏差的范围为-3.96%（SSMIS NT）到12.05%（AMSR-E/AMSR-2），均方根偏差的范围为10.81%（SSMIS NT）到20.15%（AMSR-E/AMSR-2 NT2）。浮冰尺寸对PM产品的SIC反演有显著的影响，大多数PM产品倾向于在小浮冰尺寸情况下低估SIC，而在大浮冰尺寸情况下高估SIC。超过30 cm的冰厚对于PM产品的SIC反演没有明显影响。总体来看，在北极夏季，SSMIS NT SIC与OBS SIC之间有着最好的一致性，而AMSR-E/AMSR-2 NT2 SIC与OBS SIC的一致性最差。  相似文献   

粉质土海底边界层动态演化过程波浪水槽实验     

文明征  贾永刚  王振豪  张少同  单红仙 《海洋学报(英文版)》2020,42(5):96-104

The objectives of this study are carried out a series of controlled large wave flume experiments using fine-grained sediment from the Huanghe River Delta, exploring the complete sequence of sediment behavior in the bottom boundary layer(BBL) during wave-induced liquefaction. The results show that:(1) The BBL in silty seabed is exposed to a progressive wave, goes through a number of different stages including compaction before liquefaction, sediment liquefaction, and compaction after liquefaction, which determines the range and thickness of BBL.(2) With the introduction of waves, first, the sediment surface has settled by an amount S(S=1–2 cm) in the course of wave loadings with an insufficient accumulation of pore water pressure. And a thin high concentration layer formed the near-bed bottom.(3) Once the liquefaction sets in, the liquefied sediment with an ‘orbital motion' and the sub-liquefied sediment form a two-layer-sediment region. The range of BBL extends downwards and stopped at a certain depth, subsequently, develops upwards with the compaction process. Meanwhile, resuspended sediments diffuse to the upper water column.(4) During the dynamics process of the BBL beneath progressive waves, the re-suspended sediment increment ranked as sediment liquefaction erosion before liquefaction compaction after liquefaction.  相似文献   

琼胶/SiO₂复合纤维的制备及性能研究     

吴大伟  颜廷波  李腾飞  王应霞  肖玉斌  薛志欣  夏延致 《海洋科学》2020,44(10):39-45

利用湿法纺丝技术制备了琼胶/SiO₂复合纤维，对琼胶分子在溶液中的分散性、纺丝液流变性、纤维的形貌、化学结构分别用DLS、旋转黏度计、SEM、FTIR和XRD进行了表征，并对纤维的力学性能、热性能和吸湿性能进行了测定。研究结果表明：琼胶分子在溶液中呈纳米尺度分布，纺丝液具有良好的流动性；琼胶/纳米SiO₂复合纤维具有良好的形态。随着纳米SiO₂的添加量逐渐提高，复合纤维的力学拉伸强度先增强后降低，复合纤维的吸水性降低，复合纤维的热稳定性逐渐增强。结合复合纤维综合性能，纳米SiO₂的最佳添加质量分数为0.5%。  相似文献   

羧乙基壳聚糖蒙脱石吸附养殖水体中Cu²⁺的应用     

李俭平  周忻宇  代婧炜  沈庆洲 《海洋科学》2020,44(2):120-130

为了寻求性能良好、环保吸附剂,用于去除养殖水体中重金属Cu~(2+),作者利用蒙脱石负载羧乙基壳聚糖制备成复合吸附剂,并利用IR、SEM、XRD等手段分析其表面性能,将其用于处理Cu~(2+)溶液,考察了环境因子对其吸附性能的影响,并从吸附动力学和吸附热力学角度分析吸附剂对Cu~(2+)的吸附机理,最后考察其再生利用效果。结果表明:羧乙基壳聚糖成功进入到蒙脱石层间;在羧乙基壳聚糖与蒙脱石质量比为1︰25、40℃恒温水浴搅拌60min、pH=6.0、最佳投加量为4.0g/L、处理浓度不超过30 mg/L Cu~(2+)溶液时,复合吸附剂对Cu~(2+)去除率可以达到96.23%,将其用于淡水养殖鱼塘水体中, Cu~(2+)去除后可达到《渔业水质标准》规定;吸附剂对Cu~(2+)吸附热力学实验结果表明,符合Langmuir模型,反应过程为自发、吸热反应;吸附动力学结果表明该吸附符合准二级动力学方程,反应属于化学吸附;再生实验中NaOH的再生效果优于HCl。  相似文献   

基于核函数NPSSB模型的HY-2A卫星雷达高度计海况偏差研究     

张洁  田杰  王兆徽 《海洋预报》2020,37(1):1-10

利用机器学习的方法,对14个周期HY-2A卫星高度计数据:风速、有效波高和海面高度差值进行训练,探究海况偏差和风速、有效波高之间的关系,创建海况偏差核函数非参数模型(NPSSB),并与参数模型中具有代表性的BM3、BM4模型进行对比。研究表明:(1)核函数NPSSB模型能够很好的反映SSB与U、SWH之间的关系,SSB与U呈二次函数关系,SSB与SWH呈反比例函数关系;(2)核函数NPSSB模型对SSB的模拟能力与训练数据集相关,数据量越多,模拟能力越好;(3)核函数NPSSB模型与BM3、BM4模型都存在0^-0.03 m的差值,随着风速和有效波高的增加,差值的绝对值越大。  相似文献   

KK型管节点应力集中系数几何敏感性分析     

林海花  孙承猛  石强 《海洋工程》2020,38(6):142-150

KK型管节点是自升式平台桁架式桩腿中的一种管节点，其应力集中系数是影响桩腿疲劳寿命的重要参数。应力集中系数与管节点的几何形式密切相关，为分析KK型管节点应力集中系数对几何参数的敏感性，利用ANSYS软件对某KK型管节点进行几何参数化建模，利用有限元数值模拟方法对各工况下的热点应力进行分析，并分别计算各相应工况下的名义应力，然后将热点应力与名义应力相比得到不同几何参数下的热点应力集中系数。对计算结果进行整理分析，得到了KK型管节点应力集中系数对无量纲几何参数的敏感性规律。结果表明，应力集中系数与撑杆受力状态、管节点结构形式有关，在满足结构布置、建造工艺和其他安全性指标的前提下，分析结果能够为KK型管节点的结构设计和疲劳分析提供技术支撑。  相似文献   

HY-2B卫星散射计海面风场产品质量分析 *     

陈克海  解学通  张金兰  邹巨洪  张毅 《热带海洋学报》2020,39(6):30-40

星载微波散射计是获取全球海面风场信息的主要手段, HY-2B卫星散射计的成功发射为全球海面风场数据获取的持续性提供了重要保障。本文利用欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)再分析风场数据、热带大气海洋观测计划(Tropical Atmosphere Ocean Array, TAO)和美国国家数据浮标中心(National Data Buoy Center, NDBC)浮标获取的海面风矢量实测数据, 对HY-2B散射计海面风场数据产品的质量进行统计分析。分析表明, HY-2B风场与ECMWF再分析风场对比, 在4~24m·s^-1风速区间内, 风速和风向均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为1.58m·s^-1和15.34°; 与位于开阔海域的TAO浮标数据对比, 风速、风向RMSE分别为1.03m·s^-1和14.98°, 可见HY-2B风场能较好地满足业务化应用的精度要求(风速优于2m·s^-1, 风向优于20°)。与主要位于近海海域的NDBC浮标对比, HY-2B风场的风速、风向RMSE分别为1.60m·s^-1和19.14°, 说明HY-2B散射计同时具备了对近海海域风场的良好观测能力。本文还发现HY-2B风场质量会随风速、地面交轨位置等变化, 为用户更好地使用HY-2B风场产品提供参考。  相似文献