国际浮标资料业务化处理系统的设计与开发

国际浮标资料已成为业务化更新的重要数据源,国际浮标资料的获取,有利于掌握周边海域海洋环境变化情况,提升对异常状况的预警能力。本文针对国际浮标资料来源多、数据处理自动化程度低等问题,突破了突破多源海量国际浮标数据采集与处理的关键技术瓶颈,设计研发了国际浮标资料业务化处理系统。该系统分为数据采集、资料处理及标准化、质量控制、排重整合、数据输出和数据应用及管理等子系统,业务化的实现国际浮标数据的下载、处理和产品输出等功能,实现了数据的快速有效利用,取得了良好的应用效果。

海洋数据共享实践:以专网环境下海洋数据在线共享为例

海洋数据资料种类繁多,数据量大,由于尚未建立海洋数据分类分级标准,很大一部分数据尚未实现共享服务。对于非公开数据,如何在数据不被下载的情况下供用户使用,成为海洋数据共享服务的关键之一。本文开展了一站式海洋数据在线共享服务实践,实现了数据在线使用、下载及可视化功能,采用虚拟终端的方式为用户搭建数据使用平台,初步解决了数据保密与数据共享之间的矛盾。最后针对海洋领域的数据共享现状提出了个人建议。

基于1985—2010年历史资料的山东省台风灾害风险评估

基于对1985—2010年间的多种历史资料和数据分析,对山东省成灾台风进行了灾害风险评估。为减少不同时期社会经济发展水平对灾害损失评估结果的影响,用标准化方法分析评估了各年的灾害损失。采用模糊数学的方法建立了综合定量指标,利用所建立的指标综合地考察了台风灾害的影响。在分析各致灾因子的作用时,将台风灾情与人文、社会要素相结合,并利用地理信息系统(GIS)平台进行了综合分析。评估结果表明,标准化的台风灾害损失情况呈逐年下降趋势,并呈现地域差异,具有明显的时空分布特征。本文研究结果可望为山东省沿海地区台风灾害的防灾减灾工作提供参考。

实验室观测条件下的规则长波对风浪低频频移影响(英文)

本文利用实验室波浪水槽观测规则长波对风浪的影响。谱分析显示,较之纯风浪谱,除已被广泛关注的长波抑制风浪这一现象外,当长波波陡较小,且频率远离风浪峰频时,长波还使得风浪谱向低频移动。本文利用Longuet-Higgins&Stewart(1960)理论,并考虑到风浪破碎的约束,计算了规则长波的存在对风浪谱的影响,发现可以较好地解释这一现象。这一工作表明,当长波波陡小且频率远离风浪峰频时,长波对短波的二阶调制及其引起的破碎加强可能是长波影响风浪的主要机制。

基于1985-2010年历史资料的山东省台风灾害风险评估

本文基于对1985-2010年间的多种历史资料和数据分析对山东省成灾台风进行了灾害风险评估。为减少不同时期社会经济发展水平对灾害损失评估结果的影响,采用标准化方法分析评估了各年的灾害损失。采用模糊数学的方法建立了综合定量指标,利用所建立的指标综合地考察了台风灾害的影响。在分析各致灾因子的作用时,将台风灾情与人文、社会要素相结合,并利用地理信息系统(GIS)平台进行了综合分析。评估结果表明,标准化的台风灾害损失情况呈逐年下降趋势,并呈现地域差异,具有明显的时空分布特征。本文研究结果可望为山东省沿海地区台风灾害的防灾减灾工作提供参考。

山东省周边海域波浪能资源评估

采用第三代海浪模式SWAN对2001-2010年期间山东省周边海域的波浪状况进行了数值模拟。波浪能数值模拟值与台站观测值的比对结果表明模拟值可靠、实用。分析发现山东省周边海域平均波能流密度以2 000W/m以下为主,低于中国南部海域及欧美沿岸波能流密度。选取12个典型代表点,从波能流密度大小、变化特征、稳定性等角度分析了不同代表点的波浪能情况,发现山东周边波能流密度受气候变化影响近10年来呈上升趋势。综合不同区域波浪能大小及需求情况,建议选取山东半岛东部海域、蓬莱外围岛屿近渤海中部海域和渤海中部海域作为波浪能开发利用的首选区域。其中成山头东部海域波能流密度在冬季高达5 000 W/m,在该季节大部分区域可归为一类资源丰富区。基于此,建议开发利用中小规模的波浪能供电设备或供电设施。

中国沿岸海洋站自动测波仪器测波特征分析

选取我国沿岸18个海洋观测站,对SBF3-1、SBF3-2、LPB1-2、SZF型自动测波仪器与目测、岸用测波仪两种非自动测波方式的海浪观测参数进行了比较分析。研究发现,与非自动测波方式相比,SBF3-1型浮标观测波高无明显变化,观测周期具有显著变大的特点;SBF3-2型浮标观测波高多数情况下具有变小的特点,观测周期保持不变或趋于变大;LPB1-2型声学测波仪观测波高有微弱变大的特点,观测周期无明显变化或微弱变大;SZF型浮标观测波高和观测周期既存在明显变大的情况,也存在明显变小或变化不明显的情况,无明显共性观测特点。

基于舰船耐波性的中国近海海浪特征统计(英文)

海浪是影响舰船行进和结构设计的最核心的环境要素。海浪参数的统计分析是建立舰船环境适应性长期预测模型的基础。对1993-2011年沿海台站、浮标观测资料,高度计观测资料和船舶报观测资料进行双线性插值,给出了海浪波高的分析场。利用波高分析场对WAVEWATCHIII(WW3)模拟结果进行最优插值同化。给出了海浪统计玫瑰图、极端海浪统计参数和海浪累年二维极值海浪谱等与舰船耐波性有关的海浪统计参数,分析了中国近海的波浪特征。

ERA5海面气压和风速再分析资料在渤海和北黄海适用性分析

利用渤海和北黄海9个站位浮标的海面10 m气压和风速观测资料对ERA5再分析资料的适用性进行了初步评估。结果表明:海面气压和风速再分析资料与观测资料具有良好的相关性,不同时间尺度的统计结果具有一定差异,累年逐月的相关性优于日均和日极值,极端天气下的相关系数最低。不同时间尺度统计结果显示,气压再分析资料与观测值的偏差总体为负值,即高压再分析资料较观测值偏弱、低压再分析资料较观测值偏强,二者存在一定的系统性偏差;风速统计结果显示,偏差与风力级别有关,大风速时,风速再分析资料普遍小于观测值。累年逐月再分析资料反映了研究区气压和风速的季节变化特征,偏差也呈现出季节性变化,且冬季的适用性优于夏季;极端天气情况下,气压和风速再分析资料的适用性较差,需要开展进一步的订正处理。

风暴潮影响下塘沽站最大可能增减水模拟研究

利用实测资料分析了天津近海增减水的变化规律,冬季温带气旋引起的增水在全年中所占的频率较高,夏季热带气旋引起的增水幅度较大,带来严重的风暴潮灾害。本文通过统计历史台风过程,确定了最大热带气旋参数,建立了风暴增减水数值模型,计算了该海区台风引起的最大可能增水,增水值为3.6m。构建了大风敏感性实验,计算了大风最大可能增减水情况。

《联合国海洋法公约》框架下海洋综合管理特点及发展趋势

海洋对于国际社会的重要性日趋明显,保护海洋环境、力促海洋可持续发展已然成为全球各国的共识,海洋综合管理作为联合国框架内海洋治理机制的重要组成部分逐渐走入人们的视野。作者以《联合国海洋法公约》为框架,归纳了目前国际海洋综合管理的特点,进而分析出海洋管理未来的发展趋势,为我国建设海洋强国,构建海洋命运共同体提供借鉴。

全球Argo资料业务系统构建与应用研究

为了解大尺度海洋环境的实时变化，提高海洋与气候预报的精度，有效防御全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁，联合国政府间海洋学委员会倡导发起全球Argo计划。我国由国家海洋局依托国家海洋信息中心成立中国Argo资料中心，持续推进我国Argo实时资料和全球Argo资料的处理、质量控制、质量评估、整合加工、应用服务技术研充，通过长期的技术储备与服务拓展，研发统一的全球Argo资料业务系统，有效提升了中国Argo资料中心业务化运行能力，为我国海洋防灾减灾、海洋环境保障、海洋科研和管理等提供了丰富、有效的资料和信息产品支撑。

基于多模型组合的类别不平衡海洋数据质量控制方法

提出一种多模型组合的两层海洋数据质量控制框架,选择了多种常见分类算法作为基学习器对数据质量标签进行初级预测,再经过投票法或堆叠(Stacking)法确定海洋数据质量的标识符;针对类别不平衡问题,结合自适应下采样策略,降低数据的不平衡比率,并结合Focal Loss损失函数,提升模型对难分类样本的识别能力。以来源于国际综合海洋大气数据集的海表温度和气温数据为例进行质量控制验证,结果表明:投票法或堆叠法对极少类的错误样本分类的F1 score(精确率和召回率的加权调和平均值)在海表温度数据上可达到0.980 6和0.981 2,在气温数据上可达到0.998 5和0.998 3。