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一种基于速度场的多尺度河口涡旋识别方法: 本发明公开了一种基于速度场的多尺度河口涡旋识别方法。本发明首先利用MATLAB读取含有二维坐标与速度分量的数据集，并计算其网格点的局部归一化角动量，根据符合条件的局部归一化角动量的特征值确定涡旋中心的坐标；在涡旋中心的坐...; 袁野平宋浩宸林颖典宋金宝

基于文献计量分析方法的海气相互作用领域研究态势分析: 2024年; 海洋和大气是地球气候系统关键组成部分,其相互作用对全球气候及人类生活产生深远影响。为了分析海气相互作用的研究现状与未来的发展趋势。采用文献计量分析方法,运用VOSviewer和CiteSpace工具,筛选了中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)和Web of Science核心合集数据库中关于海气相互作用的文献,通过分析关键词共现网络图谱、时间序列图谱、突现网络图谱以及文献的发文国家和机构分布,对1981-2021年中国在该领域的研究进展和未来发展趋势进行了综合评估。同时,本研究还选取了2001-2021年的国际文献,对全球范围内的研究进展和热点问题进行了分析。研究表明,国内外在海气相互作用领域的研究均从宏观到微观角度深入探讨,着重研究了大气和海洋的基本作用机理,并进一步分析了影响地球气候系统的多种因素,目前研究重点转向了极端天气系统的预测及其运行机制。从研究机构和国家分布来看,高校与政府机构是主要的研究主体,国内研究机构之间的合作联系较为紧密。研究关键方向和方法,从宏观层面的基础研究转向更为深入的海气通量和大尺度过程研究。这一转变反映了国际海洋发展战略的调整,同时为未来的研究方向提供了新的视角和思路。; 高宇郝鹏叶灿成泽毅李爽宋金宝; 关键词：海气相互作用 CITESPACE 知识图谱

吕宋海峡及周边海域湍流混合的时空分布特征研究被引量：1: 2021年; 利用1992-2002年的温盐深数据与2012-2016年的Argo数据,基于细尺度参数化方法研究了吕宋海峡及周边海域(12°-30°N,115°-129°E)湍流混合的时空分布特征,并分析了地形粗糙度、内潮以及风输入的近惯性能通量对湍流混合的影响。结果表明,吕宋海峡和东海陆坡处具有强混合的特征,扩散率高达4×10^(-3) m^(2)/s,主要是由内潮产生导致的,其中吕宋海峡主要是M_(2)、K_(1)和O_(1)内潮的贡献,而东海陆坡处主要是M_(2)内潮的贡献;南海北部也呈现较强的混合,且陆坡处的混合比海盆高1-2个量级;南海中央海盆和离岸的菲律宾海混合较弱,扩散率为O(10^(-5) m^(2)/s)。此外,在研究区域内,湍流混合的年际变化和季节变化均不明显,且混合扩散率与风输入的近惯性能通量未表现出明显的季节相关。; 乔梦甜陈娟曹安州宋金宝; 关键词：湍流混合内潮吕宋海峡

北太平洋涡旋对基于细尺度参数化的海洋内部混合的影响被引量：2: 2020年; 基于Vector Geometry方法对2016-2018年的高度计资料进行涡旋识别,并使用细尺度参数化方法和Argo数据计算了涡旋附近的海洋内部扩散率,分析了北太平洋的涡旋对海洋内部混合的影响。结果显示,研究区域在涡旋影响下的平均扩散率比无涡旋影响下的值大6%,并且气旋涡增强了600-1200m深度的混合,对600-900m深度的混合影响最大,可达18%;反气旋涡明显增强了300-900m深度的混合,但对900-1200m深度的混合没有明显影响。随着与涡旋中心距离的增大,涡旋外围混合扩散率缓慢减小,涡旋内部混合扩散率变化不明显,此结果与2014年3-10月在24°-36°N、132°-152°E区域的一个个例分析结果一致。此外,随着涡旋强度的增大,海洋内部混合明显增强。统计结果表明,在研究区域,90%的扩散率值在10^-5.5-10^-4m^2/s范围内。; 陈娟李少峰曹安州宋金宝; 关键词：北太平洋

基于经验模态分解和小波分解估算海气通量涡相关计算中的截断时间尺度被引量：2: 2018年; 基于时长38天的海表风场实测数据,应用经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)和小波分解(Wavelet Decomposition, WD)这两种数据处理方法首先对涡相关法中的截断时间尺度(CutoffTimescale,CTS)进行估算,结果显示:基于EMD与WD方法估算出的CTS一般都在40秒左右(EMD的结果略小),远远小于传统涡相关法中CTS的取值(固定为10分钟),且EMD和WD的使用使得每一段数据都能够根据自身的湍流特点而获得合适的CTS; EMD方法和WD方法有效的去除了计算结果中的非湍部分,且对通量传输方向的刻画也更加合理,极大提高了通量的计算精度,所得通量与传统方法计算的通量偏差平均值高达45%;研究还对EMD和WD的优缺点进行了对比分析,结果表明EMD相比于WD有更高的自主性,而WD对信号的分离程度则更高。; 姜浩赵中阔樊伟宋金宝; 关键词：海气通量经验模态分解小波分解

地形和风速影响下的海气相互作用大涡模拟研究: 2023年; 当水流经过海洋地形时,水流的不稳定性会引起垂向混合并伴随大量湍流过程。针对传统海气耦合模式缺少在湍流尺度上讨论海洋地形与风速对海气相互作用影响的问题,使用并行大涡模拟海气耦合模式(the parallelized large eddy simulation model,PALM)在5 m/s的背景风场下,引入理想立方体地形,对比有无地形的影响;设置地形边长为L,高为3L(其中大气部分高L),L与水深H之比为L/H=1/2;然后保持地形条件不变。设置5、10和15 m/s三种风速,讨论风速对小尺度海气相互作用的影响。研究表明:地形在大气部分减弱顺风向速度,增强侧风向速度,影响0~5L的高度区域,而对垂向作用较小;无地形条件下湍流垂向涡黏系数K_(m)在-0.3L时,水深达到最大值0.024 m^(2)/s,有地形条件下K_(m)在-0.8L时,达到最大值为0.16 m^(2)/s,地形的存在使得上层海洋混合加强,K_(m)最大值增加1个数量级。随风速增大海洋和大气中的净热通量、淡水通量和浮力通量都相应增大,在近海面处,5 m/s和10 m/s风速下三个通量的数值接近,当风速为15 m/s时净热通量和淡水通量相较于前者数值大小增加2倍,浮力通量增加近3倍,说明大风加剧了各通量在海表的交换;海洋混合层中湍动能收支各项也响应风速的变化,其中剪切项、Stokes剪切、耗散项随风速增大而增加,且在区域-0.2L~0变化明显,在近海表面处剪切项、传输项、压力项和耗散项的值达到最大,同时耗散项由传输项和剪切项平衡;随风速增大,K_(m)达到最大值的深度基本一致为-0.8L。; 叶灿成泽毅高宇宋金宝李爽; 关键词：大涡模拟海气通量

基于ST-ConvLSTM的南海海表面CO_(2)分压的空间和时间序列预测被引量：1: 2023年; 海表面二氧化碳分压(pCO_(2))的未来变化趋势,对统计评估全球碳收支以及理解全球气候变化背景下的海洋酸化现象至关重要。目前传统的海面pCO_(2)预测方法大部分基于有限的实测数据,然而实测数据存在着时间和地理方面的制约,且计算成本较高。近年来,随着时空观测数据的爆炸性增长,基于深度学习的数据驱动模型在海表面pCO_(2)预测方面中表现出良好的潜力。然而,由于多种环境因素与海表面pCO_(2)之间的关系错综复杂,到目前为止尚无十分简单有效的相关模型来对海表面pCO_(2)进行预测。为应对这一挑战,利用时空卷积长短时记忆神经网络(ST-ConvLSTM)模型,通过海面温度(sea surface temperature,SST)、海面盐度(sea surface salinity,SSS)、叶绿素a浓度(chl a)和海面pCO_(2)数据,预测南海的海面pCO_(2),并将2019年1~12月的数据作为测试集对模型的表现进行了验证。结果显示,ST-ConvLSTM模型的预测因子均方根误差、平均绝对误差和决定系数分别为0.981 Pa、0.711 Pa和0.997。对比卷积LSTM(ConvLSTM)、随机森林和广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)三种方法,证实本文所提出的方法在解决南海pCO_(2)预测问题上是可靠的。; 高宇李爽郝鹏宋金宝

Stokes漂流近似公式对海洋表层流场估算的影响: 2019年; 本文采用波浪订正的Ekman模型,研究分析了三种Stokes漂流近似公式(单波公式、e指数公式、Phillips谱近似公式)对海洋表层流场估算的影响。海表总流场由海表面高度(SSH)数据计算的地转流和海浪模式WAVEWATCH Ⅲ输出结果计算的非地转流组成,并采用拉格朗日浮标观测数据对计算结果进行了验证。研究表明,随着Stokes漂流近似公式精度的提高,其计算的拉格朗日流速更接近于谱积分公式的计算结果,更贴近拉格朗日浮标观测数据。与谱积分公式计算的海表拉格朗日流速相比,单波公式的平均相对偏差为0.0834,e指数公式的平均相对偏差为0.0392,Phillips谱近似公式的平均相对偏差为0.0101,说明Phillips谱近似公式在不同风速下均能对谱积分公式有良好的近似效果。在低风速条件下,由Stokes漂流近似公式精度引起的海洋表层流场估算误差可以忽略不计,但随着风速增加,由近似公式精度引起的偏差逐渐变大,此时应该选择Phillips谱近似公式计算Stokes漂流,来减小误差。; 柏川棋宋金宝陈辉; 关键词：WAVEWATCH

大洋涌浪耗散研究及模式应用的进展及主要问题被引量：1: 2016年; 大洋中涌浪普遍存在且对大气-海洋之间的物理过程有较大影响,但目前对涌浪的耗散过程研究尚不充分。总结了关于涌浪传播和耗散的观测事实,着重指出利用遥感数据推进相关研究的可能性;同时分析可能的物理机制,并论述其在海浪模式中的应用及不足。通过梳理大洋涌浪耗散的研究进展,为今后开展涌浪相关研究提供依据。; 毕凡宋金宝; 关键词：涌浪耗散遥感数据海浪模式

不同布设间距和来流速度下方型人工鱼礁上升流效应的数值模拟被引量：2: 2023年; 合理的人工鱼礁组合可以有效改善投放水域的流场效应,提高投放水域底层与上层水体之间的扰动。通过使用并行大涡模拟模式及被动示踪物模块,并通过调整人工鱼礁布设间距,研究了在不同背景流速条件(0.1、0.5、0.6和1.0 m/s)下,在不同的横向间距(1L、2L、3L)(L表示人工鱼礁的边长)或纵向间距(1L、2L、3L、4L、5L)情况下,方型人工鱼礁对上升流体积、营养盐的抬升和垂向涡黏系数的影响。研究结果表明,在同一布置条件下,单排布置下的三块人工鱼礁形成的上升流体积大小与来流速度成正相关,体积随来流流速增加而增大6.4%~80.5%;在同一流速条件下,上升流体积大小与纵向布置的间距成正比,与横向布置的间距成反比;在横向布置条件下,当来流速度为1.0 m/s、布设间距为1L时,上升流体积参数最佳。总体来说,上升流体积参数、示踪物浓度差和垂向涡黏性系数均显示横向布置优于纵向布置,相较于布设间距,来流速度是影响上升流体积最重要的因素。; 成泽毅叶灿高宇宋金宝李爽; 关键词：大涡模拟人工鱼礁上升流

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宋金宝

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