基于EEMD和ARIMA的海温预测模型研究          下载免费PDF全文

张莹  谭艳春  彭发定  廖杏杰  余昱昕 《海洋学研究》2019,37(1):9-14

类型丰富、时空分辨率高的海洋探测数据,为信号分解和机器学习算法的应用提供了可能。本文针对如何建立有效的海温预测模型这一问题,使用高时空分辨率的海表温度(SST)融合产品,引入信号处理领域的集合经验模态分解(EEMD)和机器学习领域的自回归积分滑动平均模型(ARIMA)。首先利用最适于分解自然信号的EEMD方法,将海温数据分解成多个确定频率的序列;再利用ARIMA分别对各个频率的序列进行预测,最后将各个序列的预测结果进行组合。该方法在丰富数据的支撑下,比以往直接使用海温数据所建立的预测模型精度更高,为更好地进行海温预测提供了新方法。  相似文献   

中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览   总被引：2，自引：2，他引：0  

魏泽勋  郑全安  杨永增  刘克修  徐腾飞  王凡  胡石建  谢玲玲  李元龙  杜岩  周磊  林霄沛  胡建宇  朱建荣  李均益  张正光  侯一筠  刘泽  田纪伟  黄晓冬  管玉平  刘志宇  杨庆轩  赵玮  宋振亚  刘海龙  董昌明  于卫东  连涛  陈朝晖  史久新  雷瑞波  刘煜  于福江  尹宝树  陈戈  王岩峰  李整林  熊学军  汪嘉宁  李晓峰  王永刚 《海洋学报》2019,41(10):23-64

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团，以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强，研究领域不断拓展，涌现了大量具有广泛影响力的研究成果，其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”，发展了第三代海浪数值模式；提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法；发现并命名了“棉兰老潜流”，揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等，系统描述了太平洋西边界流系；提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流)；不断完善了中国近海陆架环流系统，在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流，以及陆架波方面均取得了深刻的认识；从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结；发展了浅海水团的研究方法，基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制，在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献；阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制，揭示了中尺度涡的三维结构，定量评估了其全球物质与能量输运能力；基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征，提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制；构建了“南海内波潜标观测网”，实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识；发展了湍流的剪切不稳定理论，提出了海流“边缘不稳定”的概念，开发了海洋湍流模式，提出了湍流混合参数化的新方法等；在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识，并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响；研发了全球浪–潮–流耦合模式，推出一系列海洋与气候模式；发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统；建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台；发展了ENSO预报的误差分析方法，建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系，揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应；初步建成了中国近海海洋观测网；持续开展南北极调查研究；建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统，为中国气象减灾提供保障；突破了国外的海洋技术封锁，研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器；建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型，为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示，经过70年的发展，中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍，这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。  相似文献   

Isolation and characterization of 49 polymorphic microsatellite loci for Decapterus maruadsi using SLAF-seq,and cross-amplification to related species     

Niu  Sufang  Zhai  Yun  Wu  Renxie  Zhang  Haoran  Tian  Letian  Deng  Jiaxin  Xiao  Yao 《中国海洋湖沼学报》2019,37(1):245-255

Decapterus maruadsi is a commercially important species in China, but has been heavily exploited in some areas. There is a growing need to develop microsatellites promoting its genetic research for the adequate management of this fishery resources. The recently developed specific-locus amplified fragment sequencing (SLAF-seq) is an efficient and high-resolution method for genome-wide microsatellite markers discovery. In this study, 28 905 microsatellites (mono- to hexa-nucleotide repeats) were identified using SLAF-seq technology, of which di-nucleotide was the most frequent (13 590, 47.02%), followed by mono-nucleotide (8 138, 28.15%), tri-nucleotide (5 727, 19.81%), tetra-nucleotide (1 104, 3.82%), pentanucleotide (234, 0.81%), and hexa-nucleotide (112, 0.39%). One hundred and thirty-two microsatellite loci (di- and tri-nucleotide) were randomly selected for amplification and polymorphism, of which 49 were highly polymorphic and well-resolved. The average number of alleles per locus was 13.63, ranging from 4 to 25, and allele sizes varied between 110 bp and 309 bp. The observed heterozygosity ( H_o ) and expected heterozygosity ( H_e ) ranged from 0.233 to 1.000 and from 0.374 to 0.959, with mean values of 0.738 and 0.836, respectively. The polymorphism information content (PIC) ranged from 0.341 to 0.941 (mean=0.806). However, 12 loci deviated from Hardy-Weinberg equilibrium. Furthermore, transferability tests were also successful in validating the utility of the developed markers in five phylogenetically related species of family Carangidae. A total of 48 microsatellite markers were successfully cross-amplified in Decapterus macarellus, Decapterus macrosoma, Decapterus kurroides, Trachurus japonicus, and Selaroides leptolepis. The present microsatellites provided the first known set of microsatellite DNA markers for D. maruadsi, D. macarellus, D. kurroides, and D. macrosoma, and would be useful for further population genetic and molecular phylogeny studies as well as help with the fisheries management formulation and implementation of the understudied species.

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基于SLAF-seq技术的黑棘鲷微卫星标记开发及其在鲷科鱼类中的通用性研究     

吴仁协  肖瑶  牛素芳  翟云  张浩冉  陈伟勇  黎晓 《海洋与湖沼》2019,50(2):365-377

黑棘鲷(Acanthopagrusschlegelii)是广泛分布于西北太平洋的暖温性中下层经济鱼类,也是我国沿海重要的海洋捕捞鱼类和增养殖对象。然而,目前有关黑棘鲷的微卫星标记研究报道较少,难以对其种质资源状况作出精确评估。本研究采用SLAF-seq技术测序共获得22489个二至六碱基重复的黑棘鲷微卫星序列,短重复序列(二、三碱基)占总微卫星序列的90.8%,长重复序列(四至六碱基)占有9.2%。经过157对随机合成引物的多态性筛选,开发出49个高多态性的黑棘鲷微卫星标记,其中短重复序列位点有25个,长重复序列位点有24个。每个位点的等位基因数(Na)为2—20(均值为8.3),观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.097—0.938和0.122—0.922(均值分别为0.663和0.701),多态信息含量(PIC)为0.118—0.897(均值为0.655)。经Bonferroni校正后,有47个位点符合哈迪-温伯格平衡(HWE),各位点间未检测到连锁不平衡现象,仅2个位点偏离HWE。结果表明,所开发的大部分微卫星标记具有高多态性,蕴含的遗传信息含量较为丰富,能够为黑棘鲷的种群遗传资源评估提供数量充足、类型多样的有效分子标记。跨物种扩增结果显示,有43个黑棘鲷微卫星标记可在9种鲷科鱼类中成功扩增,其中28个标记在太平洋棘鲷(Acanthopagruspacificus)、黄鳍棘鲷(Acanthopagruslatus)和澳洲棘鲷(Acanthopagrusaustralis)中具有较好的通用性,2个标记在平鲷(Rhabdosargussarba)、蓝点赤鲷(Pagruscaeruleostictus)、真赤鲷(Pagrusmajor)、二长棘犁齿鲷(Evynnis cardinalis)及黄牙鲷(Dentex hypselosomus)中具有通用性。这些通用性标记可为阐明鲷科属、种间的系统进化关系和棘鲷属鱼类的群体遗传学分析提供新的标记来源和研究角度。  相似文献   

基于神经网络模型的湛江湾水体有色溶解有机物的遥感估算     

余果  付东洋  刘大召  刘贝  廖珊  王立安  张小龙 《海洋科学》2018,42(9):73-80

有色溶解有机物(Colored Dissolved Organic Matter, CDOM)是水体中重要的水质参数之一,是水色遥感的重要研究对象,如何构建适合特定区域的近海二类水体CDOM反演模型一直是国内外研究难点。本文利用2017年5月26～29日对南海西北部海域湛江湾20个站位采集的水样和测量的光谱资料,分析归一化遥感反射率与CDOM浓度a_g(400)的相关性,发现最大负相关系数出现在586nm处,选择580、585、590、595nm这四个波段处的归一化遥感反射率与a_g(400)建立了多元线性回归模型、BP(Back-Propagation)神经网络模型和RBF(Radial-Basis Function)神经网络模型,并与其他算法模型进行对比分析。结果发现, BP和RBF神经网络模型的平均相对误差和均方根误差均远小于多元线性回归模型和其他算法模型,神经网络模型的预测值与实测值拟合效果要优于多元线性回归模型。研究表明,神经网络模型更适合于湛江湾有色溶解有机物的遥感估算。  相似文献   

罗非鱼源无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)新型AI-2信号分子受体RbsB蛋白结晶生长研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

樊博琳  潘丽霞  王忠良  黎源  简纪常  王蓓 《海洋与湖沼》2020,51(1):132-140

为了开展无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)核糖结合蛋白(Ribose binding protein B,RbsB)结构功能的研究,本实验根据已知无乳链球菌ZQ0910全基因组序列设计相关引物。采用PCR方法扩增其RbsB基因,随后将该基因定向克隆到原核表达载体pGEX-6p-1中,在大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中进行IPTG诱导表达;采用HRV 3C蛋白酶切除GST标签,分子筛分离获得RbsB蛋白;运用生物信息学软件对RbsB基因序列进行分析,并对RbsB蛋白二级和三级结构进行预测;采用NeXtal Tubes JCSG Core Suite结晶试剂盒筛选蛋白结晶条件。研究结果表明,该基因全长为969碱基,编码322个氨基酸,RbsB蛋白理论分子量33.9ku,等电点为9.41,二级结构中α螺旋结构所占比重最高,建立RbsB蛋白三维结构模式图;经IPTG诱导后表达的融合蛋白分子量为59ku,筛选RbsB蛋白的初始结晶条件为(0.2mol/L di-Potassium hydrogen phosphate,20%(W/V)PEG3350;1.5mol/L ammonium sulfate,25%(V/V)Glycerol),获得RbsB蛋白结晶体。本研究结果可为无乳链球菌核糖结合蛋白(RbsB)的功能解析提供实验及理论基础。  相似文献   

基于形态学特征和DNA条形码对中国沿海银口天竺鲷属(Jaydia)分类研究     

罗植森  易木荣  刘思杓  邱康文  谷穗  颜云榕 《海洋与湖沼》2020,51(5):1246-1256

本研究针对中国沿海银口天竺鲷属鱼类分类鉴定不清晰，同种异名多，种类误鉴等分类问题，结合形态特征比较与DNA条形码技术对其分类鉴定问题进行梳理。2014—2019年间于南海北部沿海采集101尾银口天竺鲷属鱼类标本，经形态学特征鉴定为：横带银口天竺鲷Jaydia striata（Smith&Radcliffe，1912），特征为体侧有7—11褐色宽横带，腹鳍、臀鳍浅灰色；印度洋银口天竺鲷J.striatodes（Gon，1997），特征为体侧有7—11褐色宽横带，臀鳍后缘黑色；白边银口天竺鲷J.novaeguineae（Valenciennes，1832），特征为臀鳍、尾鳍最下缘为白边；黑边银口天竺鲷J.truncata（Bleeker，1855）特征为第二背鳍、臀鳍中部有一平行基底的黑色带，尾鳍后缘黑色带略宽；史密斯银口天竺鲷J.smithi Kotthaus，1970，特征为第二背鳍中部有一平行基底的黑色纵带，尾鳍后缘黑色带略细；斑鳍银口天竺鲷J.carinatus （Cuvier，1828），特征为第二背鳍最末软条基底有一大黑斑；黑鳃银口天竺鲷J.poeciloptera （Cuvier，1828），特征为臀鳍淡黄色，鳍膜间有一暗点。研究发现Apogon arafurae并不是J.truncata同种异名，学名应更正为Jaydia poeciloptera。基于线粒体COI基因K2P遗传距离显示，J.striata、J.smithi、J.truncata种内遗传距离大于2%。构建NJ系统发育树发现红海、阿拉伯海和北部湾的J.smithi分成2个单系支。结合NJ树分析发现，J.smithi和J.poeciloptera均出现错误鉴定，认为GenBank上传的序列（MH085808、JQ681491）存在误鉴，实为J.poeciloptera。  相似文献   

军曹鱼（Rachycentron canadum）幼鱼对环境低氧胁迫氧化应激与能量利用指标的响应     

李洪娟  陈刚  郭志雄  王维政  黄建盛  曾泽乾 《海洋学报》2020,42(4):12-19

本文探究环境低氧对军曹鱼(Rachycentron canadum)氧化应激和能量利用指标的影响，为军曹鱼的健康养殖提供参考依据。通过设置低氧胁迫–恢复实验，将军曹鱼幼鱼(平均体质量(220.67±20.73)g)在低氧((2.64±0.25)mg/L)胁迫3 h及复氧((6.34±0.15)mg/L)8 h、24 h和48 h后，测定其肝脏和肌肉组织的氧化应激与能量利用指标。结果显示，低氧胁迫后，肝脏中丙二醛（Malondialdehyde，MDA)、过氧化氢酶(Catalase，CAT)和谷胱甘肽还原酶(Glutathione Reductase，GR)活力均显著低于对照组(p<0.05)，乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase，LDH)活性显著高于对照组(p <0.05)；肌肉中MDA和脂质过氧化物(Lipid Peroxidase，LPO)活性均显著低于对照组(p<0.05)，超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)和LDH活性均显著高于对照组(p<0.05)；肌糖原和肝糖原含量极显著低于对照组(p<0.01)。复氧过程中，肝脏和肌肉中MDA、LPO、SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase，GPx)和GR含量均出现不同程度的升高；肝糖原在复氧24 h后显著高于对照组(p<0.05)，复氧48 h后显著低于对照组(p<0.05)；肌糖原在复氧8 h、24 h和48 h后均显著低于对照组(p<0.05)。研究表明，低氧胁迫能够对军曹鱼幼鱼机体造成一定的氧化损伤，肝脏和肌肉组织的酶活力和能量供应发生变化；低氧胁迫后的再复氧环境，对机体造成更为强烈的氧化损伤，可通过自身生理调节逐渐恢复到正常水平。  相似文献   

中尺度暖涡对热带气旋强度变化的影响及作用机制   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙佳  王桂华  熊学军  回贞立  胡筱敏  凌征  于龙  杨光兵  郭延良  鞠霞  陈亮 《海洋学报(英文版)》2020,39(8):1-2

基于两组理想化数值试验，对比研究了分布于热带气旋不同位置处的海洋中尺度暖涡所引发的热带气旋强度变化的时空特征。研究发现，热带气旋中心附近的暖涡对热带气旋强度有增强作用，而位于热带气旋外围的暖涡则会抑制热带气旋的发展。本研究将暖涡增强（减弱）热带气旋强度的区域称为内（外）区。随着时间的推移，内（外）区暖涡对热带气旋强度的增强（减弱）幅度逐渐减小（增大），区域范围同步减小（增大）。内区暖涡增强了热带气旋的次级环流和结构对称性、增加了海气界面热通量，同时减弱了外围螺旋雨带，进而导致热带气旋强度增强；若暖涡在外区，其对热带气旋的作用相反，导致热带气旋强度减弱。由于理想化试验中热带气旋静止不动，因此研究结果可能只适用于传播速度较慢的热带气旋。本研究结果有助于更好地理解热带气旋和海洋中尺度暖涡之间的相互作用，并通过引入热带气旋外区暖涡的影响助力提高热带气旋强度预报工作。  相似文献   

Three new species of Anthomedusae(Hydrozoa:Hydroidomedusa) from the Guangdong coastal water,China     

张才学  黄加祺  孙省利  柯盛  杨国欢  宋之光  刘耀谦 《海洋学报(英文版)》2020,39(4):84-88

The samples of Anthomedusae were collected from the Guangdong coastal water,China.Three new species of Anthomedusae,i.e.Zhangiella condensum Huang,Zhang et Sun,sp.nov.,Hydractinia leizhouensis Huang,Zhang et Yang,sp.nov.,and Cladosarsia simplex Huang,Zhang et Ke,sp.nov.are described.All type specimens are deposited in College of Ocean and Earth Sciences,Xiamen University.  相似文献