一种利用浮标站资料改进海浪模式有效波高预报的方法     

龚 《海洋预报》2020,37(1):50-54

基于浮标站海浪历史数据,利用回归分析方法建立了海浪数值模式有效波高预报产品的一元二次回归方程订正统计模型。通过2017年7月1日-2018年10月10日期间业务试运行结果发现:订正方程能有效改善有效波高数值预报产品的预报精度,且预报时效越短订正效果越显著。其中,第6~11 h预报时效内的订正前后平均绝对误差值减小0.17~0. 241 m,第6~18 h预报时效内订正前后均方根误差减小幅度为0.103~0. 28 m。这说明应用订正统计模型对海浪模式输出产品进行订正,也是改进海浪模式预报准确率的一种有效途径。  相似文献   

高分二号异轨立体数据的森林高度提取     

倪文俭  张大凤  汪垚  庞勇  张志玉  刘见礼  何亚婷  郭伟 《遥感学报》2018,22(3):392-399

森林植被碳储量的空间分布格局及其动态变化是陆地生态系统碳收支核算的基础。作为森林地上生物量的重要指示因子,森林高度的精确估算是提高森林植被碳储量估算精度的关键。现有研究已证明,由专业星载摄影测量系统获取的立体观测数据可用于森林高度提取,但光学遥感数据最大的问题是受云雨等天气因素的影响严重。区域森林地上生物量产品的生产需要充分挖掘潜在数据源。国产高分二号卫星(GF-2)虽然不是为获取立体观测数据而设计的专业星载摄影测量系统,但其获取的图像空间分辨率可达0.8 m,且具备±35°的的侧摆能力,在重复观测区域可构成异轨立体观测。本文以分别获取于2015年6月20日和2016年7月19的GF-2数据作为立体像对,其标称轨道侧摆角分别为0.00118°和20.4984°,以激光雷达数据获取的林下地形(DEM)和森林高度(CHM)为参考,对利用GF-2立体观测数据进行森林高度提取进行了研究。通过对立体处理得到的摄影测量点云的栅格化得到DSM,以激光雷达数据提供的DEM作为林下地形,得到了GF-2的CHM。结果表明GF-2提取的CHM与激光雷达CHM空间分布格局较为一致,两者之间存在明显的相关性,像素对像素的线性相关性(R2)达到0.51,均方根误差(RMSE)为3.6 m。研究结果表明,在林下地形已知的情况下,GF-2立体观测数据可用于森林高度估算。  相似文献   

水面菲涅尔反射对~761 nm叶绿素荧光估算的影响     

温颜沙  邓建明  毛志华  石静  周杨  鲁婷  陆应诚 《遥感学报》2018,22(3):424-431

叶绿素荧光是光合作用的有效探针,可用于海洋浮游植物的监测与定量评估。太阳诱导叶绿素荧光覆盖可见光—近红外650—800 nm,在～685 nm与～740 nm表现出两个形态不同的荧光峰特征。基于～685 nm荧光峰的叶绿素浓度反演算法较为成熟,但在高悬浮物和高叶绿素浓度的水体中,算法的有效性不足。基于叶绿素荧光在氧气吸收谱段(O2-A)的填充作用,水体遥感反射率光谱～761 nm峰值中包含有太阳诱导叶绿素荧光信号,能用于水体叶绿素浓度的估算,但该反射峰形态特征还取决于传感器的光谱分辨率。本研究基于不同光谱分辨率的大气吸收谱线特征,模拟了水体遥感反射率光谱(750—775 nm)上太阳诱导叶绿素荧光的信号响应特征;分析了利用遥感反射率(～761 nm)计算叶绿素荧光的原理,阐明了不同光谱分辨率条件下水体叶绿素荧光信号在反射光谱上的形态变化规律。采用水面以上测量法获取的离水光谱辐亮度,包含了水面的菲涅尔反射信号,由于真实的菲涅尔系数难以准确测量,这给基于～761 nm处遥感反射率峰值的荧光信号估算带来不确定性影响。研究表明,假定菲涅尔系数为0时,虽然～761 nm叶绿素荧光信号与其浓度具有较好的线性统计关系,但却带来较大的不确定性;这种不确定的影响,在低浓度叶绿素水体中表现明显,在高浓度叶绿素水体中,影响相对较小;准确估算菲涅尔系数,有助于减少这种不确定性影响。对基于遥感反射率～761 nm叶绿素荧光信号的深入探讨,将能推动未来水体叶绿素荧光的识别与利用。  相似文献   

The Roles of Barotropic Instability and the Beta Effect in the Eyewall Evolution of Tropical Cyclones     

Jie JIANG  Yuqing WANG 《大气科学进展》2022,39(11):1800-1815

Diabatic heating by convection in the eyewall often produces an annular region of high potential vorticity (PV) around the relatively low PV eye in a strong tropical cyclone (TC). Such a PV ring is barotropically unstable and can encourage the exponential growth of PV waves. In this study, such instability and the subsequent nonlinear evolution of three TC-like vortices having PV rings with different degrees of hollowness on an f-plane are first examined using an unforced, inviscid shallow-water-equation model. Results show that the simulated eyewalls evolve similarly to those in the nondivergent barotropic model. It is also found that the polygonal eyewall structure can be decomposed into vortex Rossby waves (VRWs) of different wavenumbers with different amplitudes, allowing for wave-wave interactions to produce complicated behaviors of mesovortices in the TC eyewall. The same set of PV rings has been examined on a beta-plane. Although the beta effect has been rendered unimportant to the eyewall evolution due to the relatively small scale of the inner-core circulation, this study shows that the beta effect may erode the coherent structure of mesovortices in the eyewall of an initially hollow PV-ring vortex. Mesovortices modeled on the beta-plane with a greater beta parameter tend to experience an earlier breakdown and enhanced radial gradients of the basic-state (azimuthally mean) angular velocity, followed by wave-wave, wave-flow interactions, leading to earlier merger and axisymmetrization processes. This result implies that the beta effect could be one of the forcings that shorten the lifetime of quasi-steady mesovortices in the eyewall of real TCs.  相似文献   

Aerosol-Cloud-Precipitation Interactions in a Closed-cell and Non-homogenous MBL Stratocumulus Cloud     

Xiaojian ZHENG  Xiquan DONG  Dale M. WARD  Baike XI  Peng WU  Yuan WANG 《大气科学进展》2022,39(12):2107-2123

A closed-cell marine stratocumulus case during the Aerosol and Cloud Experiments in the Eastern North Atlantic (ACE-ENA) aircraft field campaign is selected to examine the heterogeneities of cloud and drizzle microphysical properties and the aerosol-cloud-precipitation interactions. The spatial and vertical variabilities of cloud and drizzle microphysics are found in two different sets of flight legs: Leg-1 and Leg-2, which are parallel and perpendicular to the cloud propagation, respectively. The cloud along Leg-2 was close to adiabatic, where cloud-droplet effective radius and liquid water content linearly increase from cloud base to cloud top with less drizzle. The cloud along Leg-1 was sub-adiabatic with lower cloud-droplet number concentration and larger cloud-droplet effective, but higher drizzle droplet number concentration, larger drizzle droplet median diameter and drizzle liquid water content. The heavier drizzle frequency and intensity on Leg-1 were enhanced by the collision-coalescence processes within cloud due to strong turbulence. The sub-cloud precipitation rate on Leg-1 was significantly higher than that along Leg-2. As a result, the sub-cloud accumulation mode aerosols and CCN on Leg-1 were depleted, but the coarse model aerosols increased. This further leads to a counter-intuitive phenomenon that the CCN is less than cloud-droplet number concentration for Leg-1. The average CCN loss rates are ?3.89 \begin{document}$\mathrm{c}{\mathrm{m}}^{-3}\;{\mathrm{h}}^{-1}$\end{document} and ?0.77 \begin{document}$\mathrm{c}{\mathrm{m}}^{-3}\;{\mathrm{h}}^{-1}$\end{document} on Leg-1 and Leg-2, respectively. The cloud and drizzle heterogeneities inside the same stratocumulus can significantly alter the sub-cloud aerosols and CCN budget. Hence it should be treated with caution in the aircraft assessment of aerosol-cloud-precipitation interactions.  相似文献   

浙江梅山湾表层沉积物中甲藻孢囊分布和多样性研究     

冷天泽  郭卓然  邵倩文  陆斗定  戴鑫烽 《海洋与湖沼》2024,55(1):145-154

甲藻孢囊可以为赤潮提供种源, 还可用于指示海区富营养化状态。以往对甲藻孢囊分布的研究多集中于开放性水域和自然形成的海湾中, 在半封闭性人工海湾中的研究较少。梅山湾原属南北开放水域, 但于2012~2017年在向陆侧建设了北坝和南坝, 使其成为半封闭式人工海湾。通过对梅山湾内外海域采集到的6份表层沉积物样品分析, 共鉴定出37种甲藻孢囊, 其丰度介于237~1 054 cysts/g。甲藻孢囊平均丰度湾内高于湾外, 推测是筑堤后湾内水动力减弱, 悬浮物质浓度降低, 水体透明度升高, 水中颗粒物质沉积速率降低和水体富营养化所导致。调查海域甲藻孢囊物种多样性指数介于1.63~2.47, 均匀度指数介于0.58~0.82, 两者湾外均显著高于湾内, 反映出湾内生态系统稳定性更弱, 发生赤潮的可能性更高。研究共检出16种赤潮种和9种有毒甲藻孢囊, 产毒种及赤潮种丰度和种类占比湾内都高于湾外, 优势种有原多甲藻(Protoperidinium sp.)、美利坚原多甲藻(Protoperidinium americanum)、透镜翼甲藻(Diplopsalis lenticula)、微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)、链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)。“筑堤效应”加剧了湾内外表层沉积物中甲藻孢囊分布的差异性, 也加重了湾内有毒有害赤潮发生的风险, 故应重视对湾内有毒有害甲藻的监测。  相似文献   

长江禁捕前江苏海域刀鲚(Coilia nasus)时空分布及环境因子的初步研究     

李子东  汤建华  吴磊  闫欣  葛慧  施金金  王燕平  朱海晨  王储庆 《海洋与湖沼》2024,55(2):441-450

为掌握江苏全海域刀鲚资源状况,为后期长江禁捕效果评估提供支撑资料, 2017年5月、8月、11月与2018年2月在江苏海域(31°45′~35°00′N, 119°30′~125°00′E)分别进行了4次渔业资源调查, 并绘制了尾数资源密度与重量资源密度分布图, 利用SPSS 26软件对当年的刀鲚资源状况进行评估, 积累长江禁渔前刀鲚鱼种系统数据。结果表明: (1) 刀鲚除秋季(11月)与冬季(2月)存在部分群体分布于“机轮拖网渔业禁渔区线”(以下简称“禁渔区线”)外侧之外, 其余时间均在江苏近岸海域(江苏境内“禁渔区线”到海岸线之间的水域)栖息洄游, 江苏近岸海域是刀鲚主要栖息索饵水域; (2) 春季(5月)影响江苏海域刀鲚分布的环境因子较多, 主要有水温、盐度、溶氧、深度、透明度等, 这可能与刀鲚正处于产卵旺期, 对环境因子变化敏感有关; 夏季(8月)影响江苏海域刀鲚分布的环境因子是透明度, 此时刀鲚刚结束产卵不久, 返回近海后急需补充能量, 丰富的营养物质成为影响其分布的主要因素, 此时为北半球夏季, 江苏省境内60余条入海河流正值汛期, 入海河水携带大量的营养物质, 成为返海刀鲚优良的索饵场; 秋季水温降低, 刀鲚开始越冬洄游, 水温成为影响刀鲚分布的重要因素; 冬季, 随着刀鲚性腺再次发育成熟, 新一轮的生殖洄游开始, 刀鲚栖息水层上升, 水深成为影响冬季刀鲚分布的关键因素; (3) 与长江禁捕后其他研究者在长江口收集到的刀鲚规格、全长-体重拟合方程综合对比, 发现自“长江十年禁捕”逐步实施后, 刀鲚种群渔获规格逐渐增大, 全长、体重开始逐渐增长, 长江刀鲚种群呈现资源恢复趋势。  相似文献   

Comparative analysis of significant wave height between a new Southern Ocean buoy and satellite altimeter          下载免费PDF全文

Jianjun Kang  Runyu Mao  Yiting Chang  Hongli Fu 《大气和海洋科学快报》2021,14(5):49-55

中国于2019年第35次南极考察中,首次在南大洋布放了锚系实时综合观测浮标(西风带海洋环境监测浮标,WEMB),为深入了解此海区的海洋环境变化提供了宝贵资料.国家海洋技术中心WEMB研究团队基于AVISO公开发布的多颗卫星高度计L3产品,通过数据配对,误差统计和最小二乘线性拟合等方法,对西风带海洋环境监测浮标的有效波高数据误差进行了分析与校正.校正后的浮标有效波高统计显示西风带常年处于大浪以上海况,观测期间内57％处于巨浪海况,并且伴随有高度相关的大风天气.  相似文献   

不同类型冷却屋顶方案对城市群热环境的缓解效果     

张弥  马红云  林卉娇  李海俊  王莹 《气候变化研究进展》2021,17(1):45-57

利用耦合单层城市冠层模型的中尺度数值模式WRF/UCM,选取8组不同反照率和绿化比例的屋顶冷却方案进行敏感性试验,模拟研究不同冷却屋顶方案对长三角城市群2013年夏季城市热环境的影响,并分析其影响机制。结果表明：不同冷却屋顶方案对城市群热环境的缓解效果与屋顶参数之间呈很强的线性关系。高温热浪天气下,HR4（反照率为1.0）和GR4（屋顶绿化率为100%）方案的制冷度日数分别降低了14.7%和10.9%,节约的能源比普通夏日更多。同时,高温热浪天气会增强热岛强度,高反照率屋顶方案在白天对热岛起到更有效的缓解,热浪天气下日平均热岛强度最大可降低1.36℃。相同方案下,在高温热浪天气下的缓解效果均胜于普通夏日,平均而言,高反照率屋顶和屋顶绿化的降温效果分别增大38.5%和34.9%,增湿效果分别增大29.5%和21.9%,这主要是由于在高温热浪天气下,高反照率屋顶方案能够减少更多的净辐射通量,屋顶绿化方案能够释放更多的潜热通量。此外,城市格点密集区域的降温效果优于分散的城市区域,处于城市群中的常州区域较单独的杭州区域的降温幅度平均高32%。  相似文献   

华南黑碳气溶胶浓度与南海夏季风关系的年代际突变          下载免费PDF全文

郑彬  黄燕燕  谷德军  林爱兰  李春晖 《大气科学学报》2021,44(4):507-517

利用重建的华南区域黑碳气溶胶(Black Carbon, BC)浓度资料,分析其与南海夏季风在年际尺度上的关系。结果表明,华南区域BC浓度与南海夏季风的关系在2000年前后有明显的突变,由显著负相关变为显著正相关,即由高BC浓度弱季风变为高BC浓度强季风。通过合成对比分析,发现1988—1999年(第一时间段)的华南BC主要气候效应是间接辐射强迫作用:华南BC使云粒子半径减小,抑制华南区域春季降水,增加了云的生命期,从而使到达地面的短波辐射减少,表面和低层大气降温。负温度异常激发了异常反气旋,在南海区域即有东风异常。到夏季,东风异常减弱了季风强度,同时抑制了南海地区的降水。2000—2010年(第二时间段)的华南BC主要气候效应是直接辐射强迫作用:春季高BC浓度通过直接气候效应,增暖大气,加强降水,但是雨日减少,从而使到达地面的短波辐射增多,表面和低层大气增温。正温度异常激发了异常气旋,在南海区域即有西风异常一直维持到夏季,增大了季风强度,同时增强了南海地区的降水。  相似文献