海洋环流

摘要： IPCC第六次评估报告(AR6)于2021年8月在IPCC第一工作组第14次联合大会上得到审议通过,并得到了IPCC第54届全会接受和批准。文中主要对该报告第九章“海洋、冰冻圈和海平面”中与海洋环流的相关评估内容进行解读。与以前的IPCC报告相比,AR6进一步确认人类活动对海洋环流的影响,并基于最新的数值模式给出对未来变化预估的结果。报告指出,海洋各区域表层盐度梯度增加(基本确定),预估到21世纪末认为海水较淡的海洋区域将变得更淡,而咸的区域将变得更咸(中信度);至少自1970年以来在全球海洋绝大多数区域的上层海洋层结更稳定(基本确定),预估到21世纪末认为上层海洋的密度层结会继续增加(基本确定),而绝大多数区域的混合层深度在高排放情景下会变浅(低信度);自20世纪80年代以来海洋热浪的发生频次翻倍(高信度)且持续时间更久(中信度),预估结果认为海洋热浪发生频次将更高;在4个东边界上升流系统中,20世纪80年代以来,仅有加利福尼亚上升流系统经历了有利于上升流的风力增强,而其他3个上升流系统未出现(中信度),东边界上升流系统将以偶极子的空间型态变化,即低纬度减弱而高纬度增强(高信度);所有预估情景下大西洋经向翻转环流(AMOC)均将减弱(非常可能),虽然AMOC会减弱,但全球变暖不会导致AMOC在2100年之前突然停止(中信度);AR6增加了可分辨海洋中尺度涡旋的高分辨率数值模拟试验,结果显示高分辨率模式有效地改进了海洋表面温度(SST)、海气通量和动力海面高度变化等要素的模拟。

摘要： 我国完全自主开发的“海洋环流数值模式‘妈祖1.0’”正式发布。该模式填补了我国海洋环流数值预报领域的空白,同时该模式在气候变化评估、海洋科学研究、海洋环境安全保障等领域有重大应用价值。据介绍,“妈祖”模式相比国外主流海洋环流模式,在以下两个方面具有显著优势:一是采用全新质量守恒物理框架,克服了传统体积守恒海洋模型在精确模拟海面高度和盐度等方面的固有缺陷,在国际上首次建立了基于质量守恒物理框架的业务化海洋环流模式;二是具备“碳友好”特性,采用GPU并行加速,运行高效低耗,为国际海洋业务化同类模式首创。

摘要： 作为北冰洋淡水输出的重要通道,加拿大北极群岛的海洋环流及水文特征变化会对其下游及北大西洋地区的海洋环境、生态系统等产生深远影响。此外,加拿大北极群岛内的西北航道海况变化也会对未来北极通航规划与安全保障起到关键作用。然而,由于地理特征的复杂性和气候条件的限制,目前对于加拿大北极群岛海洋环流和水文变化的认识还存在明显不足。本文梳理了目前国内外有关加拿大北极群岛海水体积通量、淡水通量、热通量、温盐结构和环流特征等主要方面的相关研究,分析并总结了影响这些变化的主要因素和控制机理,包括海表面高度、风应力、大气压力和密度分布等因素,并在前人研究的基础上对未来需要关注的重点研究问题予以展望。

摘要： 基于“海洋环流”课程自身特色,提出面对物理海洋学专业学生的线上线下混合式教学方式实践与初步探究。通过对课程要素的凝练、对多种实践性教学创新思路的应用和基于慕课线上学习线下教学巩固等方式,显著提升了物理海洋专业学生学习“海洋环流”课程的效率,学生对环流知识的掌握显著增强,对海洋环流动力学的科研兴趣显著提高。

摘要： 他是我国大洋环流和海洋通量研究的开拓者,国际西太平洋海洋环流与气候研究的引领者。自上世纪80年代起,他就前瞻性地开展深海大洋研究,在太平洋海洋环流方面取得了一系列突破性原创成果,为我国海洋科学事业的发展打下坚实的基础。他就是中国科学院院士,物理海洋学家,中国科学院海洋研究所研究员、博士生导师胡敦欣。

摘要： 北极河流径流是北冰洋淡水的最大来源,其变化会对北冰洋中的诸多过程有重要影响.本文基于全球高分辨率海洋-海冰耦合模式的模拟结果,研究北冰洋温盐、海冰以及环流对北极河流径流的敏感性.通过对比有气候态北极河流径流输入的控制实验结果和径流完全关闭的敏感性实验结果,研究发现北极径流对北冰洋温度、盐度、海冰以及海洋环流等有显著的影响.关闭北极河流径流后,在河口附近的陆架上温度降低、盐度升高,且导致500 m深度处温度下降以及盐度升高;河口附近的陆架处,海冰密集度与海冰厚度增加.关闭北极河流径流也对北冰洋内的环流有影响:由于缺少来自欧亚大陆的北极径流的输入,穿极漂流与东格陵兰流流速减小且盐度增加;关闭北极径流导致近岸海表面高度降低,沿欧亚陆架的北冰洋边界流减弱,白令海入流增强.通过对比关闭北极径流实验与控制实验的温度和盐度剖面,发现关闭北极径流后大西洋层温度降低,各陆架海盐跃层的梯度减小,盐跃层厚度减小.

摘要： 本文使用SODA(simple ocean data assimilation)海洋同化资料,系统分析了厄尔尼诺-南方涛动(El Ni(n)o-Southern Oscillation,ENSO)循环中冷暖位相期间热带太平洋上层海洋环流的演变规律,探讨了形成海洋环流异常的新机制.结果 表明,在厄尔尼诺成熟期,热带中东太平洋赤道潜流最弱,赤道两侧出现反气旋性环流异常;西太平洋赤道外热带海域出现气旋性环流异常,该区南、北赤道流、棉兰老流、黑潮、新几内亚沿岸潜流及南赤道逆流增强;北赤道逆流区出现异常气旋性环流串,北赤道逆流接近正常.在厄尔尼诺衰退期和拉尼娜发展期,热带中西太平洋赤道潜流达到极强,赤道两侧出现气旋性环流异常;西太平洋赤道外热带海域异常环流减弱,该处主要流场的强度减弱或处于正常状态;北赤道逆流区反转为异常西向流.结果 表明,ENSO循环期间的上层海洋环流异常受到热带太平洋温跃层深度异常产生的压强梯度力异常调控,在赤道外热带海洋温跃层深度异常和科里奥利力共同作用产生大尺度海洋环流异常,而在赤道海域,海洋温跃层深度异常和Gill效应造成赤道潜流异常以及关于赤道对称的气旋或反气旋性环流异常.

摘要： 回顾近年来国外主要海洋预报业务机构全球海洋环流预报技术的发展现状,特别是最近5～10a来在全球海洋动力数值预报模式和多源资料同化技术方面的主要进展.结合未来相关学科发展的趋势,围绕观测体系建设、数据共享机制、大数据分析等新技术应用等方面提出国内相关研究工作的发展建议.

摘要： 依据Argo的海洋盐度观测及降水、蒸发、海面高度等数据分析了全球海洋表层盐度的平均态和低频变化特征及其与海洋环流和气候变化的关系,并结合前人成果对海洋盐度的研究进行了回顾和展望.蒸发减降水在最低阶上决定了海洋表层盐度的分布,海洋环流动力过程在大部分海域调整了海洋表层盐度的空间结构,并影响了海洋表层盐度的低频变率.全球变暖的情况下,海洋表层盐度表现为盐度高的地方会变得更高、盐度低的地方会变得更低,表征为整个水循环系统的加强.在最近20年全球变暖停滞期,海表盐度变化与全球变暖的趋势不同,更多地体现了对气候系统的年代际及多年代际振荡的响应,此阶段对应着Walker环流加强;西太平洋和东南印度洋海表盐度的反向变化揭示了跨海盆尺度海洋动力过程的重要性,海洋Rossby波和印尼贯穿流的共同作用使得东南印度洋海表盐度显著降低;在东南太平洋和北大西洋更多地体现了全球变暖下的海表盐度单调升高或降低的响应.期待未来的盐度卫星能够提供更高时空分辨率的盐度数据,这将和Argo观测一起,拓展我们在中尺度动力学、区域海洋学以及气候变化等方面的认知.

摘要： ESA网站2018年11月7日报道,德国基尔大学和英国南极调查局利用重力场和稳态海洋环流探测器(GOCE)观测数据,发现了南极冰盖下的古代大陆遗迹。相关论文发表在Scientifc Reports上。

摘要： “海洋环流”是为海洋科学专业学生开设的一门重要的基础课程.本文根据作者的教学实践,围绕提高学生学习积极性和知识应用能力水平,综合采用多种教学模式进行教学方法改革,为同类课程教学提供了参考.

摘要： 为节省计算时间,一些海洋环流模式采用将正压模、斜压模和温盐过程进行分裂计算的方案.本文在中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)发展的海洋环流模式LICOM正压模部分引进并试验了跳点时间中央差和纬圈方向半隐式两种可加大时间步长的积分方案.结果表明,在长期模拟试验中,两种经济方案都可使原最大积分步长由120s增加到180s.文中对两种积分方案的结果进行了介绍和分析.

摘要： 海洋动力过程在时间和空间上均具有宽谱特征,跨尺度之间的相互作用剧烈。本文以海浪与环流相互作用为例,给出相互作用的参数化表达,建立了海浪-环流耦合理论,并在此基础上发展了海浪-环流耦合数值模式.数值实验结果表明,海浪-环流耦合过程可以大幅度提高海洋环流模式的模拟能力，比如将POM模式全球模拟海温与气候态观测海温的相关系数从0.58提高到了0.76,对于不同海洋环流模式(ROMS,POP,MOM,HIM)的改进基本相同.在海洋环流模式改进基础上,对气候模式的共性问题如热带偏差也有显著改进.表明基于多尺度相互作用物理过程理解是建立新型海洋环流与气候模式的有效途径.

摘要： 本文初步实现了GRAPES_TCM区域模式和一个海洋环流模式ECOM的耦合。对0414号热带气旋“云娜”的个例试验结果表明，海洋对热带气旋的路径，结构和强度有显著的影响，与有限的观测资料的对比分析表明，海洋对大气的反馈在GRAPES_TCM中的体现，有助于改进对热带气旋强度的预报。

摘要： 建立了三重双向嵌套海洋环流三维数值模型系统(CANDIE).模型具有原始方程、4阶精度、隐含自由表面、z坐标、斜压、完全非线性和计算效率高的特性.嵌套系统由粗网格(19km)的大模型、中网格(6km)的中模型和细网格(2km)的小模型嵌套而成.模型应用双向嵌套技术解决了海洋环流数值模型开边界条件的合理确定和嵌套模型中下游水流对上游的影响问题；对一般静水压力方程进行修正,使Semi-prognostic方法在模型中得到应用,既可通过水平动量方程实现模型计算误差的校正,又可实现任意两相邻模型间的信息交换；应用Smoothed Semi-prognostic方法对海洋环流进行过滤,增加了实际存在的小尺度涡漩过程,使计算结果更加合理.用Yucatan海峡实测横断面流速和海温等值线、大中模型计算域卫星实测海表面流场、加勒比海不同水深点的实测海温过程和加勒比海体积输送等资料对模型系统进行了验证.模型系统被用来模拟极端天气条件下(飓风Mitch过境)河口海岸地区海流、温盐分布的剧烈变化过程.

摘要： 在2002~2003年度中国第十九次南极考察中,为了调查东南极Amery冰架的内部结构特征,我们采用探地雷达对冰架上的七个设计点位进行了测量.探地雷达资料能精确地探测浅部积雪层的厚度及天然降雪形成的冰(淡水冰)与海水冻结而形成的冰(海水冰)之间的界面深度与形态.在有些观测点上所获得的探地雷达剖面能反映冰架底部海冰中疏松层内海水渗透线的存在.因此,根据雷达资料能估计这些测点下方冰架底部所冻结的海水冰的厚度,这对研究冰架的物质平衡具有重要意义.在不同点位上来自淡水冰/海水(冰)界面的雷达反射波动力学特征具有显著的差异,这反映出冰架不同部位的海水冰的结构特征存在差异.冰架不同部位底部海冰结构上的差异可能由冰架底部不同部位海水冻结与脱盐过程的差异引起.分析沿不同走向的雷达剖面特征还能确定冰架底部海洋环流的基本特征及冰架底部冻结与消融的分布范围.

摘要： 无论是长期天气预报还是短期气候预测,对海洋中温度、盐度、海流等观测资料都有极大的依赖性.在过去的20多年中,国际上成功地实施了"热带海洋和全球大气"(TOGA)以及"世界海洋环流实验"(WOCE)等国际计划,并在赤道太平洋附近建立了一个"热带大气海洋观测网"(TAO).这些计划的成功实施极大地推动了海气耦合系统的研究,促进了长期天气预报和短期气候预测的发展,特别是对厄尔尼诺现象的研究和预测有了质的提高.现在正在实施以及未来10-15年中继续实施的"气候变异及其可预测性"(CLIVAR)国际气候研究计划中,短期气候预测将是一个研究重点.由于海洋在气候变异和变化中的重要性,1998年美国和日本等国家的大气、海洋科学家推出了一个全球性的海洋观测计划,借助最新开发的一系列海洋剖面浮标、卫星通讯和数据处理等高新海洋技术,建立一个称为ARGO(ArrayforReal-timeGeostrophicOceanography)的实时、高分辨率的全球海洋中、上层监测系统,以便能快速、准确、大范围地采集全球海洋上层的海水温度、海流和盐度资料.ARGO计划设想用3-5年的时间(2000-2004年),在全球大洋中每隔300公里布放一个称为自律式的拉格朗日环流剖面观测浮标(简称ARGO浮标),总计为3000个左右,组成一个庞大的ARGO全球海洋观测网.ARGO浮标为卫星跟踪浮标,设计寿命为3-5年,最大测量深度为2000米,每隔10-14天自动发送一组剖面实时观测数据.ARGO计划的推出迅速得到了包括澳大利亚、加拿大、法国、德国、日本、韩国等十余个国家的积极响应和支持,2001年我国也正式宣布加入国际ARGO计划的组织与实施.ARGO计划目前已成为"全球气候观测系统"(GCOS)、"全球大洋观测系统"(GOOS)、"气候变异及其可预测性"(CLIVAR)和"全球海洋资料同化试验"(GODAE)等大型国际观测和研究计划的重要组成部分. 本文介绍ARGO剖面浮标资料的应用研究。

摘要： 鉴于海区形状的不规则性大大限制了Fourier谱方法在求解关于海洋环流的微分方程边值问题中的应用,本文构造了一种将不规则区域扩展到规则区域求解的扩展谱方法,并给出了求解的步骤.

摘要： 依据消息传递接口(MPI)的特点,研究了在基于MPI的并行环境下某种海洋数值模式并行计算的实现方法,其中包括MPI这种消息传递并行程序设计标准、FVCOM并行处理的原理和并行处理的部署实现.

摘要： 依据消息传递接口(MPI)的特点,研究了在基于MPI的并行环境下某种海洋数值模式并行计算的实现方法,其中包括MPI这种消息传递并行程序设计标准、FVCOM并行处理的原理和并行处理的部署实现.

摘要： 地球海洋海水每时每刻都在不停的流动，而这种流动有两种样式；深层海水的大洋环流和浅层海水的潮汐流动。海水的这两种流动都有巨大的冲击力，而这种冲击力是可以转变成电能的。但是，海水的这种流动存在着多向式，漩涡式，波浪式和潮汐式的流动方式而内耗了海水冲击力对发电效能的巨大动力。为了克服海水的多向式，漩涡式，波浪式和潮汐式的流动方式而把它转变成基本直流的方式，就采用在海洋中修建海水通道的方法和制造一种适合海水通道使用的海水发电机设备，就能把海水的冲击力直接转变成巨大的电能。在经过把若干条海水通道(含通道内发电机设备)组合成一个完整的发电场之后，这样的海水发电场就可应用于海水动能转电能的开发中。

摘要： 本发明公开了一种海洋短期环流实时预报系统，包括海洋环境实时检测子系统和预报子系统，能够实时监测作业区域的气象和海洋环境参数的局地短期变化数据，并通过对潮汐潮流预报、气象预报、海浪预报和海流预报，临近预报单元在内的全面综合评价预估还有环流下，海洋作业环境风险，选择各要素同时满足施工条件的时段，有利于海洋作业更方便和准确的制定作业时间计划。

摘要： 本实用新型公开了一种海洋微生物酶发酵对偶气体环流装置，包括发酵罐罐体、气流搅拌机构，发酵罐罐体顶盖上设有补料口、排气口，发酵罐罐体下方设有出料口，气流搅拌机构包括对称设置在罐体两侧的两根进气管，所述两根进气管通过电磁阀分别从罐体上部通入，进气管的通气下口延伸至发酵罐罐体底部，两根进气管中部对称设有开口向下的通气中口。本实用新型罐内供氧量高，混合搅拌充分，对菌丝无损伤，发酵周期短，生产效率高。左右电磁阀交替通电，形成对偶供气，增加了液料里的溶解氧，使得发酵更彻底，发酵得率更高；在不改变通气量的前提下，通过对罐内气体流向的控制达到改变发酵液溶解氧的目的，本实用新型结构简单，操作方便。

摘要： 一种光纤环流转盒及具有光纤环流转盒的光纤环流转盒组件，能够用于盛放光纤环，光纤环包括本体和两根尾纤，一根光纤缠绕若干圈形成本体，光纤的头部和尾部形成一对尾纤；光纤环流转盒包括固定部和底座，固定部安装于底座上，底座包括一对缠绕部，本体套设于固定部上，两根尾纤分别缠绕于一对缠绕部上。通过固定部和缠绕部，达到牢固的固定光纤环的本体和一对尾纤的效果，方便存储。

摘要： 本申请提供了一种基于海洋环流模式模拟海洋潮汐的方法、装置及设备，其中，根据地球上目标位置受月球的水平引力和惯性离心力确定该目标位置受月球引起的引潮力和引潮势，根据地球上目标位置受太阳的水平引力和惯性离心力确定该目标位置受太阳引起的引潮力和引潮势；根据月球在地球上目标位置的引潮势和太阳在地球上目标位置的引潮势得到月球和太阳共同作用于地球上目标位置的引潮势，再根据该引潮势对海洋潮汐进行模拟。采用上述方法，在万有引力的基础上，根据物理力学以及天体固有的物理特性等客观存在的自然规律得到地球上目标位置的引潮势后再根据该引潮势对海洋潮汐进行模拟，有利于提高对海洋潮汐进行模拟的准确性。

摘要： 本发明的目的在于提供一种考虑海洋环流影响的UUV基于能量消耗优化的远程航海路径规划方法，包括以下步骤：确定UUV实际的对地航行速度以及实时更新的海流信息；初始化优化算法所需的各类参数；通过空间分解建模随机产生路径控制节点，使用B‑Spline拟合生成初始路径。进入QPSO算法迭代过程，计算当前路径对应粒子平均最佳位置，计算当前路径对应UUV的能量消耗。通过相应的优化过程确定最终的最优解。输出最终的路径控制节点。根据最终的控制节点拟合生成能耗最优的路径轨迹。本发明中以能耗为优化目标经由三种优化算法得到的能量消耗值均远低于相同算法在以航行时间为优化目标下所消耗的能量。

摘要： 本申请提供了一种基于海洋环流模式模拟海洋潮汐的方法、装置及设备，其中，根据地球上目标位置受月球的水平引力和惯性离心力确定该目标位置受月球引起的引潮力和引潮势，根据地球上目标位置受太阳的水平引力和惯性离心力确定该目标位置受太阳引起的引潮力和引潮势；根据月球在地球上目标位置的引潮势和太阳在地球上目标位置的引潮势得到月球和太阳共同作用于地球上目标位置的引潮势，再根据该引潮势对海洋潮汐进行模拟。采用上述方法，在万有引力的基础上，根据物理力学以及天体固有的物理特性等客观存在的自然规律得到地球上目标位置的引潮势后再根据该引潮势对海洋潮汐进行模拟，有利于提高对海洋潮汐进行模拟的准确性。

摘要： 本发明公开一种基于大数据的海洋环流的模拟系统及其方法，模拟端模拟出输入端输入的海洋环流模式的预设的地理位置的环流仿真图并传输至显示端；显示端显示仿真图像、开始释放时间、垂直坐标和离散计算方案，并显示出对应地理位置的海洋环流的显示图；管理端实时更新海洋环流的最新数据，并将海洋环流的最新数据存储至存储模块中；海洋环流模式信息接收来自管理端发送过来的实时更新的海洋环流的最新数据；输入端选择需要显示的海洋环流的数据，以及输入气象参数和环境参数。本发明根据海洋环流的研究现状，将目前比较通用的各种海洋环流模式进行汇总，将对应的数值模拟的仿真图通过显示端直接显示出，有加强了学生对海洋环流模式的理解以及应用。

摘要： 本发明公开了一种自治水下航行器在海洋环流下的生物启发自组织映射路径规划方法，基于GBSOM算法模型初步对自治水下航行器进行路径规划；构建海流模型和海流能量函数，将海流对自治水下航行器的影响数学化，根据海流模型计算出海流速度；利用海洋能量函数评估自治水下航行器工作时路径规划的性能；添加海流因子，通过海流因子将海流模型与GBSOM算法模型相结合，将海流速度的方向与预定的运行方向相叠加，更新任务目标的位置，规划出自治水下航行器的最终航行路径。本发明实时性能好，能够实现安全避障，避免速度跳变，办公效率得到很大的提升，节省能源，降低功耗，在路径规划行程中找到一条安全无障碍又节约功耗的有效线路。

摘要： 本发明的目的在于提供一种考虑海洋环流影响的UUV基于能量消耗优化的远程航海路径规划方法，包括以下步骤：确定UUV实际的对地航行速度以及实时更新的海流信息；初始化优化算法所需的各类参数；通过空间分解建模随机产生路径控制节点，使用B‑Spline拟合生成初始路径。进入QPSO算法迭代过程，计算当前路径对应粒子平均最佳位置，计算当前路径对应UUV的能量消耗。通过相应的优化过程确定最终的最优解。输出最终的路径控制节点。根据最终的控制节点拟合生成能耗最优的路径轨迹。本发明中以能耗为优化目标经由三种优化算法得到的能量消耗值均远低于相同算法在以航行时间为优化目标下所消耗的能量。