我国“海洋1”号卫星(HY-1)CCD图像数据定量化条带消除研究

条带 (striping)对于大量的航天和航空传感器来说是一种普遍存在的现象 ,任何使用多个探测器进行数据获取的遥感器图像数据中均存在条带 .目前消除条带的算法主要是针对光机扫描仪 ,对于CCD相机工作做得比较少 .针对HY -1CCD线阵推扫式多光谱相机的特点 ,以及发射前辐射定标的结果 ,对遥感器图像数据中的条带问题进行了预研 ,提出了一种定量化的消条带算法 .该方法根据卫星数据特性求出各探测器间的均衡化曲线以反映探测器之间的差异 ,并据此来消除条带 .实验结果表明该方法能够有效解决CCD相机的条带问题 ,而且可以保持数据原有的物理意义 ,并可与在轨辐射校正衔接 ,保证发射前后定标算法的一致性 .

波浪对泥沙作用的数值研究及在渤海区域的检验

针对渤海海域开展了波致底切应力对泥沙作用的数值估计。针对浅水条件,通过理想试验估算了波致底切应力对波流耦合底切应力的贡献。针对渤海大风过程,利用ECOMSED模式,通过波流耦合底边界层模型模拟了渤海区域的泥沙浓度,并利用遥感资料对表层泥沙浓度的数值模拟进行了检验。对比结果表明,考虑波浪作用的情况下,模拟结果在总体分布上得到明显的改善。在大风过程中波浪对0～20m近岸区域的泥沙再悬浮起主导作用。

夏季南黄海跨锋断面的生态环境特征及锋区生态系的提出

基于2006年夏季综合调查资料,分析和研究了南黄海陆架锋的分布以及跨锋断面的生态环境特征,并结合锋区的生物学和生态学现象,提出了锋区生态系的观点。结果表明:在南黄海西部冷水团边界附近海域存在因潮混合而形成的浅水陆架锋(潮汐锋),其中以长江口东北部至江苏北部外海、山东石岛外海和海州湾外侧的陆架锋最明显,而且与表层冷水区相对应;在跨锋断面上的陆架锋区,温度、DO、pH和营养盐等值线的抬升是下、底层冷水的涌升所致,锋区附近海域营养盐的积聚行为以及高营养盐水体的涌升对陆架锋附近海域出现的Chl a浓度高值现象起着重要的作用;各要素断面分布特征较好地佐证了黄海陆架锋与冷水团边界区域(锋区)所存在的锋面上升流现象;陆架锋区作为海洋生态系中的一个特殊的环境场,对锋区的生态行为具有重要的影响,与生物的密集分布也存在密切的联系;南黄海陆架锋区水文、化学和生物参数所具有的独特分布反映了锋区海域独特的生境,据此,提出了锋区生态系的观点。

夏季江苏近海水文化学要素特征及其对沿岸水东北向扩展的指示

1引言江苏海域地形特殊,特别是中部近岸浅海区,水浅流急,又有多股入海径流在此交汇并与沿岸海水混合,形成了颇为复杂的水文动力状况。先前大多研究认为,苏北沿岸水往东南方向流动。对该海域沿岸水北向流动的认识并不多见且未引起足够的重视。

黄海西部沿岸冷水在夏季南黄海西部底层冷水形成和季节演变过程中作用的化学水文学分析

基于南黄海西部海域的四季水文和营养盐调查资料,从化学水文学的视角研究了黄海西部沿岸冷水在南黄海冷水团及其西部冷中心形成和季节演变中的作用,揭示了南黄海冷水团与青岛冷水团之间的内在联系,阐释了夏季黄海冷水团西部冷中心的形成机制。结果表明,冬、春季南黄海西部沿岸流沿陆架锋面南下流动。黄海西部沿岸流南下携带的冷水对春季青岛冷水团以及南黄海中层和底层冷水、夏季南黄海西部冷水团及其冷中心的形成具有重要的作用,南黄海西部底层冷水首先在青岛冷水团附近海域孕育,并在夏季发展为黄海冷水团的西部冷中心。入秋后,南黄海西部陆架锋东侧的底层冷水开始消退,同时黄海西部沿岸流也重新携带冷水南下,并逐渐为翌年的青岛冷水团水、南黄海中层和底层冷水以及夏季南黄海西部陆架锋东侧的底层冷水提供来源,由此形成夏季南黄海西部陆架锋东侧底层冷水的季节性演替。本研究深化了对黄海西部沿岸流和南黄海冷水团及其相互关系的认识,进一步揭示了南黄海西部冷水团水的来源。

南海南部海域夏季分粒级叶绿素a分布及影响因素

利用2009年6月南海综合调查数据,分析了分粒级叶绿素a(Chl a)的分布特征及其影响因素。Chl a浓度为未检出至0.51μg/L,平均值为(0.10±0.09)μg/L,自表层向底层逐渐升高,至50 m达到最高值,而后迅速降低,在100 m以深的水体中,Chl a含量很少,水深达到200 m时,Chl a的含量接近于零,部分站位Chl a含量低于检出限。分粒级Chl a结果表明,Pico级Chl a(<2μm)浓度0.02～0.40μg/L,平均值(0.10±0.07)μg/L,垂向分布上与Chl a总量一致,浓度最高值位于50 m;Nano级Chl a(2～20μm)浓度0.004～0.12μg/L,平均值(0.02±0.02)μg/L,垂向分布变化不大,在50 m为高值;Micro级Chl a(20～200μm)浓度0.001～0.05μg/L,平均值(0.006±0.009)μg/L,垂向分布变化不大,在表层为高值。分级Chl a对总Chl a的贡献主要以细胞粒径0.7～2μm的Pico级Chl a占优势(81.7%±8.9%),其次是2～20μm的Nano级Chl a(13.2%±6.2%),粒径>20μm的Micro级Chl a的贡献最小(5.1%±3.7%)。调查海域内普遍存在潜在氮限制因素,但不存在硅限制。温度、营养盐浓度、营养盐比值、真光层厚度和水文状况是控制不同粒级Chl a含量及分布的主要因素。

基于卫星高度计资料提取浙江近海的潮汐信息

利用Topex/Poseidon(T/P)、Jason-1和Jason-2卫星24a的原始轨道及6a的变轨轨道高度计资料,对浙江近海区域内进行潮汐调和分析,得到8个主要分潮(Q_1、O_1、P_1、K_1、N_2、M_2、S_2和K_2)的调和常数.比较卫星轨道交叉点处潮汐调和常数结果显示,8个分潮总体综合误差在原始轨道,变轨轨道及原始轨道与变轨轨道交叉点处的和方根RSS值分别为3.16、7.02、5.54cm;用卫星高度计资料及31个近岸验潮站得到的潮汐分布与21个验潮站资料结果进行比较,M_2、S_2、N_2、K_1和O_1主要分潮的多点向量均方根偏差分别为4.32、3.64、1.97、2.61、1.83 cm;本研究结果与前人数值模拟结果比较显示M2、S2分潮在对比点处的多点向量均方根偏差在11、8 cm左右,最后给出了浙江近岸及近海区域更为精确的5个主要分潮(M_2、S_2、N_2、K_1和O_1)的同潮图.

特征线计算格式下共轭方程两种导出途径的比较

共轭方程的导出是建立资料同化模型的关键,其导出方式有两种途径:AFD形式与FDA形式。在特征线计算格式基础上针对一类较广泛海洋动力控制方程分析了其两种共轭方程(AFD形式与FDA形式)之间的关系,并将理论结果应用于波谱共轭方程的讨论。

Modoki 对南半球中高纬度气候及海冰异常的影响

利用诊断分析方法分析研究了热带太平洋ENSO Modoki现象对南半球中高纬度气候和海冰的影响。分析了ENSO Modoki现象的季节变化特征,并定义了ENSO Modoki的活跃年和活跃季节。利用偏相关分析、合成分析和超前滞后相关分析等诊断分析方法,分析了1979年1月到2010年12月间ENSO Modoki影响南半球中高纬气候及海冰异常的遥相关模态及可能的遥相关动力机制。研究结果显示费雷尔环流的异常变化是两者之间遥相关的可能方式。

不规则区域海浪嵌套模式设计及其应用实例

本研究针对第三代MASNUM海浪模式的并行设计特点,设计实现了并行化不规则嵌套计算,从而提高了海浪模式嵌套模拟的灵活性和时效性.选取浙江舟山、宁波附近海域,利用2011年的NCEP再分析风场作为强迫,采用大、中、小网格并利用该嵌套模式进行了三重嵌套应用.其中大、中区域实验均采用规则矩形方式设置开边界,大区域的模拟结果为中区域嵌套实验提供开边界条件,同时中区域嵌套输出小区域嵌套实验在不规则开边界上的边界条件.中区域的实验结果与卫星观测资料的对比表明:嵌套实验比无嵌套实验的误差小30%左右,二者在开边界附近的有效波高差异较大,达到0.5 m以上.8月份中区域的无嵌套实验所得有效波高平均为0.7 m,最大值为3.6m,嵌套实验结果则分别为1.0、7.1 m,后者更接近以往观测资料所显示的平均波高1.5～2.0 m和最大波高5.0～10.0 m的结果,表明该常规嵌套方式的可行性.小区域实验也包含嵌套和无嵌套2个实验,开边界均采用不规则形状.实验结果表明:在5～8月期间,嵌套实验的波向与无嵌套的波向差异较明显,主要表现为外海传入;在6～7月份,嵌套实验与无嵌套实验有效波高的差值达1.0m以上;嵌套实验的周期普遍大于无嵌套的模拟结果,其最大差异为8 s.上述实验结果表明,该嵌套模式可实现规则开边界区域和不规则区域的嵌套模拟,可应用于复杂近岸区域的海浪数值模拟和预报,有效提高对关注区域海浪的模拟能力.

南黄海悬浮体的垂直分布特性及其指示意义

重点研究了南黄海典型断面的悬浮体垂直分布特性及其指示意义。结果表明:四季南海黄海北部断面悬浮体分布的共同特征是西高东低,冬、春季鲁北沿岸流携带悬浮体向南输运和黄海暖流北上是南黄海与北黄海进行物质交换的重要方式和途径;夏半年南黄海中部断面深水域存在的表层云团状悬浮体高值区或"中层悬浮体最大值"现象与该海域的生物活动具有密切的联系;冬、春季苏北浅滩外侧海域近岸区的悬浮体含量显著高于夏、秋季,且冬半年近岸区的悬浮体具有向外海输运的趋势;长江口东北部断面各季节均存在2个悬浮体高值区,其中位于断面西部近岸海域的高值区与长江冲淡水(夏季)或苏北沿岸水(冬季)的影响有关,位于断面东部深水域处的悬浮体高值区是黄海西部沿岸流物质输运的结果,并与济州岛西南部海域的泥质区总体相对应,黄海与东海的物质交换过程主要通过夏季长江冲淡水东北向扩展与冬半年黄海西部沿岸流南下和黄海暖流北上进行。另外,水体层化和陆架锋也显著影响着南黄海悬浮体的垂直分布状况,锋面是控制夏季悬浮体向外海深水区输运的主要物理机制。

东海黑潮多核结构的运动不稳定性形成机理

在对流速分布观测计算结果进行归纳分析的基础上,提出东海黑潮多核结构的一种运动不稳定形成机理.这一理论工作包括简化模式的提出,不稳定解存在条件的导出,以及多核结构几种尺度的估计和特征分析,理论结果与观测有很好的一致性.