从内波SAR图像中提取跃层深度和内波振幅的非线性方法

针对SAR图像进行内波参数提取方法的不足:非线性方法将跃层深度作为已知量,将跃层深度作为未知量却用了线性方法.本文将根据非线性内波KdV方程的频散关系,结合半日潮假定并利用从SAR图像上得到的半波宽度,提出了非线性框架下同时从内波SAR图像反演内波振幅及跃层深度的方法.然后利用实测数据和内波SAR图像数据对此方法进行了分析,所得结果较理想.最后根据倾斜底地形内波波包的周期验证了文中所用半日潮假定的正确性.     

基于冠层多维光谱的水稻镉污染胁迫诊断模型研究

鉴于镉对水稻各种生理特征参数的影响具有复杂隐蔽性,导致冠层光谱特征变化微小,需要采用一些方法增强和提取隐含在光谱中的污染弱信息.在水稻冠层高光谱数据和各种实测生化参数的支持下,利用主成分分析、独立分量分析和分形分析技术从高光谱遥感数据中提取镉污染弱信息,获取水稻镉污染敏感光谱因子,包括第一主成分F1、独立分量ICA1和光谱分维D.利用3个敏感因子分别构建水稻镉污染一维诊断模型,获得较好的诊断效果.进一步将3个光谱因子进行组合构建二维诊断模型和三维诊断模型,使污染胁迫诊断结果更稳定直观.     

分层水环境曝气诱导形成内波的过程与特性

采用分层水库模型,在平均温度梯度为0.37℃/cm条件下,开展了系统的曝气诱导内波的中试研究.分析了曝气诱导形成内波的过程,探究了曝气诱导形成内波的类型,重点揭示了曝气扰动源形式和跃温层厚度对内波形成过程和特性的影响.实验结果表明：扬水曝气产生的气水两相流是一种非定常的周期性扰动源,气水两相流的尾迹带动整个模型水体上下振动,这种振动在分层水体跃温层处诱导形成内波.从激发源角度上说,它是一种尾迹效应波.气弹释放周期在44.06～58.69s之间时,内波波高达到最大,当气弹释放周期达到180s时不能形成连续的内波;曝气器出流口增大,内波波高、周期呈增大趋势.分层水体的跃温层厚度也影响内波的形成,相同温度梯度条件下,随着跃温层厚度的增加,内波的波高、周期随之增大.     

曝气诱导内波破坏水库水温分层的机理

采用自行设计的分层水库物理模型,在温度梯度分别为0.18~0.60℃/cm条件下,分析了曝气诱导内波破坏模型水库有限水体水温分层的过程,探究了跃温层下潜速度与内波特征参数的关系,揭示了内波破坏水温分层的机理.实验结果表明:分层水体完全混合之前,曝气诱导的内波一直存在于跃温层内部;内波波幅在跃温层中部较大、边缘较小.破坏分层期间,跃温层从初始位置逐渐下潜至底部时,下潜速度从0.24m/s逐渐减小到0.08m/s,但内波持续时间、周期、波幅分别约逐渐变大100%、200%和33%;同等条件下,跃温层下潜速度随着温度梯度的增加而减小;内波在模型水库有限分层水体横向传播过程中,并未发生破碎现象,内波主要依靠流体质点垂向的上下移动促使水体混合,与海洋等开放水体中内波破碎导致水体混合的传统机理不同.     

长链烯酮不饱和度温标研究进展

长链烯酮不饱和度温标是古温度研究的重要替代指标。介绍了小样量、低长链烯酮样品的分析方法 ,长链烯酮的来源、分布 ,长链烯酮的不饱和度与温度的关系及其在古环境研究中的应用。介绍海洋中长链烯酮研究最新进展的同时 ,着重阐述了湖泊中长链烯酮研究现状及存在的主要问题。     

唐山乐亭菩提岛海上风电场对海洋生态空间的影响研究

海上风电场建设与运营对海洋生态空间影响的研究具有重要意义。本文以唐山乐亭菩提岛海上风电场为例,识别了海上风电场周边鸟类、海洋生物及其多样性、渔业资源等海洋生态空间受影响因子;根据影响海洋生态空间的主要要素及其受影响因子,开展了相关数据的现场调查与资料搜集;结合电磁环境、海洋生物等实测数据以及噪声、鸟类等搜集资料,评估了...     

曝气诱导内波破坏水库水温分层的过程与效果

针对传统的水库破坏分层技术的低效率、高能耗等普遍问题,研制了能模拟基于自然对流而形成水温分层的中试模型水库,研究了曝气诱导形成内波混合破坏水温分层的可行性,过程和效果.扬水曝气产生的周期性出流能作为扰动源,在分层水环境中诱导形成内波.内波频率及波幅与曝气量有关.在曝气量0.07~0.28m3/(m2·h),跃温层温度梯度0.29~0.48℃/m的中试条件下,内波破坏分层过程主要以减小表层和底层水温差别、驱使跃温层下潜、等温层变薄为特征,破坏分层的速度与曝气量正相关、与温度梯度负相关.内波通过垂向振荡和横向传播,促进不同温度的水层之间的热交换.相对传统的循环水流混合,在温度梯度约0.32℃/m和0.46℃/m的条件下,当曝气量从0.07m3/(m2·h)逐渐增加到0.28m3/(m2·h)时,内波混合可分别将破坏分层效率提高25.0%~40.0%和41.2%~60.0%.     

青藏高原北部库赛湖沉积柱中长链烯酮的分布特征及古环境意义

长链烯酮不饱和度指标U37K或U37K′已被广泛应用于古海洋表层水温的重建,但用于恢复湖泊古温度的研究则相对很少。本文以青藏高原北部咸水湖泊库赛湖作为研究对象,对湖心一个5m沉积柱中的长链烯酮进行了测定分析,并通过分子生物学手段确定了其母源。结果表明该沉积柱的大部分层位存在长链烯酮,其C37/C38<1;DNA测序结果表明库赛湖中的定鞭藻为Isochrysis属,为长链烯酮的母源。根据已发表文献中的湖泊环境中长链烯酮不饱和度指标U37K与温度的经验公式估算出的古湖水温度接近于实测的现代夏季水温,且与甘油二烷基甘油四醚(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,GDGT)重建的库赛湖古湖水温度范围基本一致。但是,用长链烯酮恢复的古湖水温度总体上稍高于由GDGT计算出的温度且波动更为强烈,这可能与这两种脂类的母源生物在湖中的栖息层位不同有关。     

M-PSPNet多尺度海洋温度锋检测方法

海洋温度锋作为一种重要的中尺度海洋现象，是影响海洋热量交换与物质运输以及海气相互作用的关键因素，实现其精准检测是分析海洋锋时空变化及海洋气象动态监测的重要基础。海洋混合、温度变化缓慢导致海洋温度锋具有小目标、弱边缘的特性，针对传统的边缘检测和现有的深度学习方法存在形态刻画不准确和像素误检等问题，本文提出M-PSPNet多尺度海洋温度锋检测方法。该方法通过设计多尺度特征提取模块(Multi-ResNet)，在保留浅层学习网络中获得的空间、位置特征的同时，结合深层网络获取的语义特征，提升模型对边缘轮廓、位置信息的检测能力；此外，该方法引入Dice_loss与Focal_loss组合的混合损失函数DF_loss，引导模型注重预测结果与标注值的像素级差异，提高锋面像素检测的准确性。为验证方法的有效性，本文基于实验模型设计多组对比实验，实验结果显示：本文M-PSPNet多尺度海洋温度锋检测方法的交并比、查全率、查准率和F1值4项指标分别达到了78.79%、89.59%、86.95%、88.25%，检测效果明显优于对比方法；相比采用Res...     

海洋自然环境下舰载武器失效模式分析

目的分析舰载武器在海洋自然环境下的失效模式。方法对舰载武器装备全寿命周期环境剖面进行分析,经过梳理确认与海洋自然环境有关的任务剖面。以提高产品海洋自然环境适应性和可靠性为目标,设计海洋自然环境试验,根据产品实际使用所处的海洋自然环境,确定参试产品投放的位置为远海库内和平台库内。根据产品的组成,确定失效模式分析的对象,给出了失效模式分析的流程。结果基于试验结果,给出了舰载武器在海洋自然环境下的4种失效模式。结论舰载武器在海洋自然环境下的典型失效模式,包括单机壳体表面金属材料生锈、单机产品表面涂漆气泡、活动部件迟钝及接插件表面锈蚀等。     

晃动平台下ADCP测流误差分析与校正

测量不稳定流和受潮汐影响的流量一直是水文工作者所面临的难题。对于工作在海水中的走航式ADCP(声学多普勒流速剖面仪),在测量流速时,受风浪影响,往往引起测量平台的晃动,通过外接光纤陀螺,对平台的姿态进行修正,从而提高ADCP的测量精度。针对典型四波束ADCP建立了在考虑到平台晃动情况下的误差修正模型,仿真结果表明该方法可明显提高测流精度。     

海洋环境水下电磁场激励源综述

通过总结海洋环境水下电磁场源的产生机理、基本特性、频带幅值以及观测方法,确定了不同海域普遍存在、影响程度较大并且规律性较强的场源。最终给出具有重要研究价值的典型场源,即海洋大地电磁场、海浪感应电磁场、海流感应电磁场和工频电磁场。     

基于时空同步监视的三维海洋灾害预警辅助分析系统

为了直观地展示海洋灾害致灾因子信息和辅助海洋灾害预警分析,应用SKYLINE三维地理信息技术构建界面布局和人机交互界面,基于时空同步监视的理念和数据综合管理的思维采用数据同步技术将台风信息与渔场、渔船、海浪、潮位、增水数据等在同一界面进行综合集成和实时叠加展示分析,建立了人机交互式三维海洋灾害预警辅助分析系统。系统具有信息查询、致灾因子同步监视分析、实时预报信息叠加分析、渔船安全管理辅助等功能,实现了对海洋海浪和风暴潮预警具有较好的辅助分析。实际应用表明,系统能够直观展示致灾要素,为防御海洋灾害提供了一个形象的会商协同平台,有助于提高海洋灾害预警分析能力。     

基于限定motif关联规则的海洋热浪事件模式发现研究

海表温度作为近岸海洋热浪事件的重要孕灾环境要素,揭示其变化规律有助于预测未来热浪事件的发生。本文将用于表达热浪事件发生前和发生时海表温度变化规律的关联规则定义为事件模式,提出了基于限定motif关联规则挖掘的模式发现方法。方法通过STAMP算法挖掘出motif,运用MDL评分策略分割motif形成候选关联规则,结合热浪事件发生的约束条件,实现对海洋热浪事件模式的提取。本文利用中国近海3个站点的海表温度数据进行海洋热浪事件模式发现实验,研究结果表明,中国近海的海洋热浪呈季节特征,主要发生于夏季,且持续时间达20天以上,海洋热浪事件模式呈现有规则的升温和下降趋势,升温速率和降温速率呈对称特性,且在热浪发生前,海表温度有一个短暂的升温间歇期。     

基于热网络模型的导弹贮存温度预计方法

目的提供一种预计空空导弹的外场贮存温度的方法,以确定空空导弹的环境适应性要求。方法基于热网络模型,预计不同环境条件下导弹的贮存温度与日高温极值。考虑各种环境因素对导弹热环境的综合影响,建立导弹内外各节点的能量守恒方程。将实测数据代入方程,利用最小二乘法拟合方程系数建立预计模型,将实测结果与模型的预计结果进行对比以验证模型的准确性。结果热网络模型预计的温度结果和实测结果较为吻合,95%置信度下实测数据与预计的日高温极值误差均值为0.3℃。结论该方法对舱内温度的预计结果较好,可用以确定空空导弹的环境适应性要求。     

基于深度学习的近岸海浪等级视频监测

深度学习是机器学习的重要研究领域,同时作为大数据的有效处理和分析工具越来越受到关注。以多源长时间序列近岸海浪视频环境数据为样本,波浪仪同步测量海浪等级数据为图像标签,构建了面向海洋环境适用于深度学习的海浪训练集、测试集。通过数据扩增技术对视频监测数据进行预处理,提高模型泛化能力,依据视频的相关性,引入误差函数,优化模型灵敏度,提出了适用于海洋领域海浪等级深度学习模型架构（Wave-CNNs）,最后将提出的改进深度学习模型应用于3000样本海浪图像训练集,并通过300样本海浪图像测试集对结果进行验证,实验结果表明,算法对3个等级海浪识别精度达到了66.6%,优于传统Bayes及SVM方法。     

基于自然和模拟热带海洋大气环境中涂层性能变化的对比研究

目的 研究涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验下性能的变化情况，通过再现涂层在自然环境下的环境效应和损伤过程，进而验证该模拟热带海洋大气环境试验方法的合理性。方法 根据涂层在舰船、舰载机等装备上热带海洋大气实际服役环境的分析，通过对热带海洋大气环境温度、湿度、盐雾、太阳辐射环境因素的组合，综合设计模拟热带海洋大气环境试验方法的试验流程，开展3种涂层在海南万宁为期1 a和实验室总周期为7循环的对比试验。结果 3种涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验后，随着试验时间的延长，其性能变化趋势相似，失光率和色差增大，附着力明显降低，交流阻抗值减小。红外光谱分析显示，老化机理均未出现明显变化，以光泽和色差为基准的平均秩相关系数为0.87，为极强相关。结论 本模拟热带海洋大气环境试验方法设计合理，具有良好的模拟性。     

气候变化与海洋弧菌疾病的关系

以弧菌为疾病模型代表,综述了气候变化对海洋弧菌疾病的影响,指出温度是其主要影响因素,在此基础上探讨了气候变化对海洋弧菌疾病的影响机制:海水温度升高,弧菌致病因子表达上调,致病性增强;海水温度升高,弧菌分布范围扩大,暴发高峰提前,感染时间延长;海水温度升高,弧菌载体的分布范围扩大,间接影响弧菌的分布范围;海平面升高,海水入侵,内陆水体盐度增加,与之相对应的是气候变化带来更加频繁的降雨,导致河口及滨海湿地的盐分减少,弧菌适宜生存的范围扩大;宿主为应对海水温度升高而进行一系列生理调节,改变宿主对弧菌的易感性。在综述国外相关研究的基础上,提出了该领域今后的几个研究方向,为我国海洋弧菌类疾病的预防与管理提供有价值的参考。     

秦皇岛海域微微藻褐潮遥感监测方法初探

微微藻褐潮在我国是一种新出现的海洋生态灾害。本文针对秦皇岛海域微微藻褐潮高发区,探讨利用卫星遥感技术监测微微藻褐潮的可行性。首先利用MODIS数据反演秦皇岛海域叶绿素a（Chl a）浓度和海面温度（SST）判别水色异常区域,然后通过HJ-1号卫星真彩色影像中褐潮水体与非褐潮水体之间的水色差异,综合判读褐潮,最后以2014年5月秦皇岛海域的卫星遥感数据为实验数据进行实例研究。结果表明,当Chl a≥2.5 mg/m3和15℃≤SST≤25℃时为海水水色异常阈值,并且褐潮水体在HJ-1号卫星真彩色影像中呈明显的黄绿色,该综合判别法用于微微藻褐潮监测是可行的,这为进一步开展微微藻褐潮业务化监测奠定了基础。