舟山海域高频地波雷达表层流探测试验

2015年4月7-30日,在浙江省舟山近海海域开展了“嵊山-朱家尖”小型阵列变频高频地波雷达系统的海上比测试验,通过雷达观测数据与定点ADCP海流资料的比对检验了地波雷达表层流探测性能。径向流比对结果显示,测点与雷达法向夹角越小,距离雷达距离越近,径向流比测结果越好,雷达探测的结果越可靠。嵊山站径向流与ADCP观测结果的各站总体平均误差为7.98 cm/s,平均均方根误差为15.34 cm/s,平均相关系数为0.89,朱家尖站径向流与ADCP观测结果的各站总体平均误差为6.24 cm/s,平均均方根误差为12.36 cm/s,平均相关系数为0.81。根据矢量流比对结果显示,矢量流速与ADCP观测结果的各站总体平均误差为4.82 cm/s,平均均方根误差为15.03 cm/s,平均相关系数为0.44。设置在嵊山、朱家尖两个雷达站双站探测的核心区域(两个雷达站连线的中垂线上,并且与两个雷达站构成一个近似直角三角形)的站点比测结果更加理想,当流速大于0.25 m/s时,对于核心区域平均后的流向均方根误差为24.9°。

长短期记忆神经网络在厦门风暴潮预报中的应用

利用长短期记忆神经网络(LSTM)模型强大的长短期记忆能力,建立厦门风暴潮增水预报的人工神经网络模型。利用信息流理论确定了影响增水的10种因子,分别利用不同因子组合测试了不同模型的表现,确定了表现最佳的因子组合。基于此因子组合,对比了LSTM模型和常用的BP神经网络模型、SVM模型和线性回归模型,确定了LSTM模型在风暴潮增水上的优势。基于LSTM最佳预测模型预测了1、2、3及6 h风暴潮增水值,并基于三种不同台风路径分析了模型的平均绝对误差、相关系数、有效系数和极值偏差指标。结果显示,LSTM模型在预报风暴潮短期增水有很高精度,可为防灾减灾提供辅助和参考。

东海30°N断面冬季温盐分布及年际变化特征分析

根据东海30°N断面1976—2013年历年2月份表、底层温度、盐度资料,采用经验正交函数(EOF)、谱分析等方法分析了断面温盐的空间分布特征和时间变化特征。结果表明:断面温度空间变化趋势可分为西段和东段,盐度变化可分为西段、中段和东段;表层温度第一模态呈现准平衡趋势且近海比外海温度变化幅度大,底层温度第一模态呈现下降趋势;表层盐度有降低趋势且近海比外海降低趋势大,底层盐度在近年来表现出降低趋势。该断面水温年际变化和El Nio关系密切;盐度短期震荡和El Nio有关系,而长期变化与PDO有关。

象山港电厂温排水的实测和数值模拟研究

为了研究象山港电厂温排水的热污染问题,对其附近海域的潮流和水温扩散进行了实测研究,给出了该海域潮流及水温扩散的特征。同时利用近海潮流模式(ECOMSED)建立了象山港潮流三维数值模型,对研究海域的潮流和水温扩散进行了模拟,得到了大小潮涨、落憩时刻的温升场的扩散范围,对比分析发现数模结果与实测结果符合较好。

渤海中部海域表层潮流和余流特征分析

利用2014年各月浮标观测得到的表层海流资料,对其进行调和分析,基于调和分析结果对渤海中部潮流和余流特征进行研究。结果表明:渤海中部大部分海域潮流性质属于不正规半日潮性质。渤海中部水深较浅,浅水分潮的影响不可忽略,其中M4分潮的影响更为显著;潮流运动形式除西部和北部两个浮标点为往复流以外其余均是旋转流,旋转方向均为逆时针;渤海中部实测涨落潮流除最北端的2号浮标点较强以外,其他均小于75 cm/s。涨落潮流的强度较一致。渤海中部的余流除4号浮标点以外均为偏向北的流动,表层月均余流的季节变化不太明显。本文推测渤海中部环流的流动特征为顺时针。冬季渤海中部表层余流受制于风的作用,春、夏季某些区域余流受到风的影响较大,是潮汐余流和浅海风海流的合成。而靠近岸边的1号浮标点以潮余流为主。

基于多架构混搭模式的极地海洋数据库建模技术研究

通过对极地海洋数据的特征及应用需求分析,基于"一种架构支持多类应用"的传统数据库模式已无法满足需求,本文提出采用"多种架构支持多类应用"模式的数据库设计理念,通过研究极地海洋数据分类分层管理体系,开展极地海洋原始数据层、基础数据层、综合数据层、成果数据层的存储管理机制、数据库体系架构设计、数据库模型设计等关键技术研究,开发数据库查询检索功能,满足用户对极地海洋数据的多样化查询检索、空间可视化展示、关联分析等需求,实现极地海洋数据的有效存储、高效应用和开放共享。

基于深度学习的海温观测数据质量控制应用研究

基于国家海洋信息中心质量控制后的西太平洋10度方区约100万站次温盐实测历史调查资料,对经过26种严格质量控制方法的综合海温质量符进行分类分析,首次将深度学习技术应用于海洋数据质量控制多分类(multiclass classification)算法与应用研究。通过人工合成少数类样本和加权损失函数方法减少多数类的频率来降低数据的不平衡,并构建了多层感知器(Multi-Layer Perceptron,MLP)和深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)两个海温资料质量符分类深度学习模型。分类结果表明本文构建的两个深度分类模型能够较准确快速地识别该海域海温数据质量,在20975条温盐剖面资料测试集中分类准确率分别达到99.63%和99.69%。海温资料的分类精度评分有着较好的表现,其中正确数据(QC1)和数据缺失(QC9)的正确识别率均达100%。MLP和DNN多分类质量控制模型可大幅降低传统质量控制方法的工作量,提升海量数据处理速度和分析能力,为海温观测资料在海洋研究与工程中应用提供参考。

海洋站观测资料的质量控制方法及其应用

文章阐明开展海洋站观测资料质量控制的必要性和重要性,以海洋站观测延时(月报)资料为例,详细论述其质量控制的对象、流程和参数以及包括日期检验、位置检验、格式检验在内的19种质量控制方法,同时概述海洋站观测资料质量控制软件,最后提出下一步开展海洋站观测资料的均一化检验和订正以及建立多模式检验系统和均一化数据集的研究重点,以期为海洋和气候变化研究提供科学准确的第一手资料。

岸基高频地波雷达资料后处理技术研究

综述了国内外高频地波雷达发展和研究现状,系统介绍了岸基高频地波雷达资料接收、预处理、计算机自动质量控制、可视化人机交互审核和标准化输出等后处理工作内容与流程,详细阐述并以示例验证了岸基高频地波雷达资料非法码检验、常规范围检验、相关性检验、气候学检验、统计学检验等质量控制方法和通过实测矢量场图、网格化矢量场图进行资料深入审核的原理与方法,最后较为具体的提出了岸基高频地波雷达资料后处理系统的逻辑、物理和功能架构设计及技术指标和运行环境。研究成果紧密贴合我国海洋观测网建设运行实际需求,对于我国岸基高频地波雷达资料后处理技术水平和能力提升,具有科学和重要的技术参考价值。

船载气象仪对比观测数据的质量评估与分析

对南海南部海域2011年夏季航次调查中两套不同型号船载气象仪获取的对比观测数据进行了分析评估,结果表明该数据完整性较高,差异性较小,具有很好的准确性和可靠性。用t检验和线性回归方法对观测数据的日均值进行相关分析,结论一致:两套观测数据具有极强的相关性,均通过了99.9%的显著性相关检验。但由于仪器布放位置及传感器受周围环境影响等原因,部分要素的观测值存在缺测、"漂移"等现象。

用N-235和P-350的煤油溶液萃取钼的研究

本文提出了用N235和P350的煤油溶液从弱酸性溶液中进行三次逆流萃取,钼的萃取率为99.61%,用17%氨水进行三次逆流反萃取,钼的反萃取率为99.70%。萃取剂可用30%NH_4NO_3溶液再生。

国内外海洋环境数据公开发布现状综合分析与有关考虑

海洋环境数据是人类认识海洋和开发利用海洋的重要战略资源。通过深入调研准确把握国外主要海洋国家、海洋领域国际组织/计划、国内海洋主管部门及相关涉海部门、沿海地方省市和地区,以及涉海企业等海洋环境数据公开发布的现状和趋势,从公开发布的数据类型、来源渠道、精度频率、获取方式等方面,重点对国内外公开发布的海洋温盐、海流、水位和海洋环境信息产品进行对比分析,深入剖析了我国海洋环境数据公开发布存在的不足,研究提出相关工作建议。

海洋大数据管理技术:架构、平台与存储策略

海洋大数据管理是数据共事利用、价值发挥的核心基础。大数据时代,海洋数据在教据量、时效性、数据类型等方面发生了翻天覆地的变化,传统海洋数据管理方式的不足之处日益酉显,亟待引进大数据管理技术理念和方式。本丈通过分析梳理大数据生态架构和技术架构的优缺点和对海洋数据的适用性研究,提出了海洋大数据平台架构和海洋大数据资源池架构,建立了基于事务型数据库、MPP数据库和HDFS的海洋大数据存储架构,以及个性化的海洋大数据存储策略,对于海洋大数据管理具有畫要的技术指导意义。

基于海洋产业结构理论的海域资源配置分析

基于海洋产业结构理论,总结了我国海洋产业结构的发展趋向,分析了海域资源配置与海洋产业结构的关联,以及海洋产业结构对海域资源配置的影响。研究表明,我国海洋产业结构相对协调,但海洋传统产业占海洋产业的比重较高。在海域资源配置的过程中,应在发挥传统海洋产业优势的同时,积极引导新兴海洋产业的发展。

定点连续海洋环境及气象资料的均一性研究

目前国内外针对高空和地面气象资料的均一性研究基本成熟,海洋环境资料方面的研究应用亦应得到充分重视。开展多种均一性检验与订正方法联合使用的多模式检验系统研究,将使研究结果更加合理和科学,也可为沿海气候变化研究提供准确的第一手资料。文章在简述非均一性产生原理和均一性检验方法分类的基础上,较为详细地介绍几种常用的均一性检验方法的具体过程和优缺点;基于探空气象资料、地面气象资料和海洋环境资料等3个方面综述不同均一性检验方法的应用研究现状和进展。

非信息化海洋环境历史资料抢救流程设计与关键技术研究

系统介绍了非信息化海洋环境历史资料抢救工作的总体工作流程,在此基础上,详细阐述了非信息化海洋环境历史资料抢救工作的各主要业务环节,包括资料数字化、标准化、质量控制、订正和排重整合5个方面。展开描述了5个主要业务环节中包含的关键技术方法。研究成果符合我国海洋资料管理工作的实际需求,对于进一步推进我国海洋资料处理、管理和应用服务信息化进程,具有现实的技术参考价值。

海洋环境安全大数据的内涵与外延分析研究

随着近年来各类海洋环境问题对人类经济、生活产生的重要影响,海洋环境安全问题也日益突出。本文在介绍海洋环境安全和大数据技术发展背景的基础上,研究了海洋环境安全的内涵与外延,总结海洋环境安全大数据的内涵与特征,并分析研究大数据技术在海洋环境安全领域应用,让"大数据"在"海洋环境安全"领域大有可为。

基于长短期记忆神经网络的潮位缺测值填充方法研究

潮位数据反映了沿海海平面变化,在许多领域都有着十分重要的作用,潮位数据的缺测给使用带来不便。本文基于2017年崇武和晋江海洋站潮位数据,提出了一种基于LSTM模型(长短期记忆神经网络模型)的数据缺测值填充方法,同线性插值、样条插值等传统插值方法相比,LSTM方法表现稳定,精度较高,实现方便。尤其是在缺测时间较长时,LSTM方法明显优于传统插值方法,同时该方法同样适用于海洋站其它要素如水温缺测数据的填充。

天津港航道悬移质输运特征的观测研究

运用现场观测的天津港航道处水深、流速以及悬沙浓度资料,采用垂向平均的计算方法,得到天津港航道的悬移质输沙率,讨论当前条件下天津港航道悬移质输沙的特点,为天津港港区及航道附近水域的泥沙输运及淤积研究提供可靠依据。

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。