物理海洋学

摘要： 海洋科学和技术领域已然进入大数据时代,海洋大数据及其可视化应用不仅对海洋科学研究具有重要意义,对于“物理海洋学”课程教学改革和实践探索也极其关键。针对“物理海洋学”课程对数学物理基础和抽象思维能力要求较高的特点,在教学改革的实践探索中,引入海洋大数据及其可视化辅助教学,实现理论知识和实践应用的有机结合,充分提高学生主动学习和探究的兴趣,加深对海洋物理现象的认识,切实提升课堂教学效果。

摘要： 在建设海洋强国的时代背景下,结合专业课程群和虚拟仿真实验的教学团队建设,能够进一步推动高质量专业人才培养。以物理海洋学课程群为基础,结合虚拟仿真实验,探索新的人才培养模式。经过建设,在教学方法、专业知识和技能、课程思政等方面都有良好的成效。

摘要： 海洋与大气学院物理海洋学专业2019级博士研究生王鑫来自重庆的一个小山村,在进入大学之前,她从未见过大海,而在进入大学之后,眼里心里全是大海。在她刚上大学的时候,或是偶然,又或者是某种必然,她参加了博士导师赵进平教授主讲的一个关于极地的讲座。

摘要： 根据2011—2012年在平潭东部海坛湾海域“浪龙”(AWAC)的实测波浪数据,统计分析得到该海域的波浪特征。海坛湾海域全年的波向主要集中在NE-E-SE向,常浪向为ENE向,频率为67.56%。强浪向为E向,H 1/10波高最大值为5.73 m。全年波高以3级浪为主,年出现频率为41.97%。H 1/10波高主要集中在0.40~2.20 m之间,所占频率为68.70%,周期主要集中在2.0~7.0 s,所占频率为98.20%。利用实测资料通过能量谱积分计算分析该海域的波浪能情况,波浪能的大小以波功率密度(P w)表示。P w具有明显的季节性变化特征,秋冬强,春夏弱,秋冬季P w平均值可达8.50~10.00 kW/m。P w年平均值在5.50 kW/m左右,表明该海域为波浪能较丰富区。将实测波浪数据应用于波浪能经验公式计算式时,不同波要素组合下的P w近似公式其比例系数(α)不同,计算结果表明,H s-T 1/10和H s-T z波要素组合计算P w为优选,其对应的α值分别为0.34和0.45。

摘要： 应用非结构网格有限体积海洋模型对平潭竹屿湾水交换能力和溢油扩散开展了数值模拟。水交换能力计算表明,竹屿湾大部分水域水体半交换时间小于1.0 d,平均滞留时间约3.0 d左右,水体冲洗时间为15.0 d,水交换能力较强。48 h溢油扩散计算结果表明,油粒子扫海范围及运动路径与油粒子的释放时刻及风的作用紧密相关。静风条件下,溢油运动主要受当地潮流影响,呈南-北往复运动。不利风作用下,竹屿水道的溢油可以扩散至平潭坛南湾、平潭草屿岛、塘屿岛及高山湾等海域,最远可到南日岛西北海域。

摘要： 2019-08-10—09-27,自然资源部第一海洋研究所牵头实施完成了中国第十次北极科学考察,该航次采用的考察船为"向阳红01"科学考察船,这是我国首次利用非破冰船抵达北极海域执行科考任务.本航次在中央航道区域、楚科奇海、白令海等我国传统北极考察海域,以及东白令海陆架和西北太平洋新拓展的海域,进行了包括重点海域断面调查、锚碇潜标长期观测、多水下滑翔机协同观测、抛弃式和走航观测等在内的物理海洋学综合考察.其中,在白令海东部进行的断面观测和水下滑翔机协同编队观测均系中国首次,拓展了中国在北极的观测范围,提高了中国调查和监测北极环境的能力.本文概述了这次考察在物理海洋学方面的主要考察成果,并总结了航次完成的亮点工作.

摘要： 采用SWAN(Simulating Waves Nearshore)模型搭建了覆盖整个台湾海峡和台湾岛东部部分海域的波浪模型,并利用此模型计算了常风浪场、崇武海洋站设计波浪要素和西沙湾海域极值波浪场。计算结果显示,在常风浪模拟中,4个浮标站计算值与实测值有效波高绝对误差均在0.20 m以内,平均绝对误差值为0.13 m;崇武海洋站的设计波浪计算值与多年资料推算值平均绝对误差为0.14 m,平均相对误差为1.9%;SWAN和CGWAVE(Conjugate Gradient Wave Model)在西沙湾海域7个点的波浪极值计算值在S、SE、SSW三个方向上平均绝对误差分别为0.11、0.10、0.07 m,平均相对误差不足3%。以上计算结果表明,SWAN模型在常风浪模拟和设计波浪要素计算中具有良好的适应性。

摘要： 采用SWAN(Simulating Waves Nearshore)模型搭建了覆盖整个台湾海峡和台湾岛东部部分海域的波浪模型,并利用此模型计算了常风浪场、崇武海洋站设计波浪要素和西沙湾海域极值波浪场.计算结果显示,在常风浪模拟中,4个浮标站计算值与实测值有效波高绝对误差均在0.20 m以内,平均绝对误差值为0.13 m;崇武海洋站的设计波浪计算值与多年资料推算值平均绝对误差为0.14 m,平均相对误差为1.9％;SWAN和CGWAVE(Conjugate Gradient Wave Model)在西沙湾海域7个点的波浪极值计算值在S、SE、SSW三个方向上平均绝对误差分别为0.11、0.10、0.07 m,平均相对误差不足3％.以上计算结果表明,SWAN模型在常风浪模拟和设计波浪要素计算中具有良好的适应性.

摘要： 他曾立志研究导弹、火箭,却意外走上物理海洋研究之路。虽然后来的人生轨迹与最初的理想大相径庭,但他始终怀揣科技报国的壮志不懈奋斗,为我国物理海洋学的发展作出突出贡献。他就是中国科学院院士,我国著名物理海洋学家、环境海洋学家、中国风暴潮研究的开拓者之一,中国环境海洋学学位点的主要创建人--冯士筰。

摘要： 实验教学作为理论教学的重要补充和辅助,是物理海洋学专业方向课程中不可或缺的一部分.物理海洋学实验通过实验室旋转台和水槽等器材,模拟再现海洋各种尺度的动力过程,并结合相应理论知识,帮助学生深入理解海洋环境要素分布、变迁及其动力原因.该实验课程的综合性和设计性能够很好培养学生的综合思维、团队协作能力及动手操作能力.本文结合思政教育内容,尝试对该实验课程进行重新设计凝练,有望对涉海类实验及其思政教育改革提供参考.

摘要： 本文将简要介绍物理海洋学的内涵、理论基础和研究方法，回顾该学科的发展历史、基本规律和几个革命性案例，阐述该学科的研究现状、前沿热点和发展趋势，并举例说明信息理论对于分析海量的海洋数据的重要作用。作者希望通过与信息学领域专家学者的学术交流，探讨开展学科交叉合作研究的可能性，从而吸引更多的科学家“下海”。

摘要： 物理海洋学是研究海水运动、海水温度、盐度、密度分布及其演变特征的一门学科.本文从海洋观测、数值模拟、理论研究和室内实验4个方面评述该学科研究的重要进展,并分析了未来发展趋势.主要评述海浪、大洋波动、海流、潮汐等海水运动方面的理论研究进展。物理海洋学总体而言是一门实验科学，现场观测是认知海洋现象、发现运动规律、深人开展物理海洋学研究的基础，同时观测数据也是检验数值模拟和理论研究结果合理与否的唯一标准。

摘要： 文章结合我国《风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案》的指导思想和基本内容,重点阐述了该预案关于温带风暴潮灾害应急管理指挥决策运行系统中的应急组织体系、监测及预警方式和保障措施等;并根据温带风暴潮灾害应急指挥决策和运行管理需要,研究设计出了相应的辅助决策支持系统,该系统针对一般指挥决策人员无法胜任“跨学科跨专业的技术全能”的现状,应用专家系统原理,实现了人机交互的、多知识库多主体群共存的智能再学习.

摘要： 文章结合我国《风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案》的指导思想和基本内容,重点阐述了该预案关于温带风暴潮灾害应急管理指挥决策运行系统中的应急组织体系、监测及预警方式和保障措施等;并根据温带风暴潮灾害应急指挥决策和运行管理需要,研究设计出了相应的辅助决策支持系统,该系统针对一般指挥决策人员无法胜任“跨学科跨专业的技术全能”的现状,应用专家系统原理,实现了人机交互的、多知识库多主体群共存的智能再学习.

摘要： 文章结合我国《风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案》的指导思想和基本内容,重点阐述了该预案关于温带风暴潮灾害应急管理指挥决策运行系统中的应急组织体系、监测及预警方式和保障措施等;并根据温带风暴潮灾害应急指挥决策和运行管理需要,研究设计出了相应的辅助决策支持系统,该系统针对一般指挥决策人员无法胜任“跨学科跨专业的技术全能”的现状,应用专家系统原理,实现了人机交互的、多知识库多主体群共存的智能再学习.

摘要： 文章结合我国《风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案》的指导思想和基本内容,重点阐述了该预案关于温带风暴潮灾害应急管理指挥决策运行系统中的应急组织体系、监测及预警方式和保障措施等;并根据温带风暴潮灾害应急指挥决策和运行管理需要,研究设计出了相应的辅助决策支持系统,该系统针对一般指挥决策人员无法胜任“跨学科跨专业的技术全能”的现状,应用专家系统原理,实现了人机交互的、多知识库多主体群共存的智能再学习.

摘要： 本发明提供了一种多个海洋学模型参数的同时率定方法，包括构建地波雷达观测系统，获取表层流场观测数据；获取研究海域海水层结和水深，由表层流场推导出深度平均的流场；构建球坐标系下考虑风应力和海表面气压的二维正压海洋伴随同化模型；给定二维正压海洋伴随同化模型中风应力拖曳系数和底摩擦系数的经验公式，给出经验公式中经验系数调整策略；以二维正压海洋伴随同化模型为基础，同化深度平均的流场数据，同时对风应力拖曳系数和底摩擦系数经验公式中的经验系数进行优化调整，从而实现对于风应力拖曳系数和底摩擦系数的同时率定。本发明既保证了模型参数具有一定的物理意义，也实现了多个模型参数的同时、高效率定。

摘要： 一种基于地震海洋学的海水物性测量方法，包括野外获得原始资料，对原始数据进行常规处理，CRP曲波变换去噪，形成地震数据的叠加剖面；提取出对应CTD投放点的叠后剖面CDP道，提取子波与对应CTD合成地震记录，将提取出的叠后剖面CDP道与合成的地震记录匹配做差，形成残差，比较残差与阈值的关系大小，以确定匹配程度，对上叠后剖面进行三瞬属性提取，将原始CTD数据作为拟测井数据，利用叠后约束稀疏反演方法，最终得到海洋水体物性参数剖面—速度剖面，温度剖面，盐度剖面。本发明完善了地震海洋学应用范围，提高了浅海水体物性特征的分析与预测。实现了利用高分辨多尺度地震数据处理方法，针对目标体精细刻画局部海洋水体特征。

摘要： 本发明提供了一种多个海洋学模型参数的同时率定方法，包括构建地波雷达观测系统，获取表层流场观测数据；获取研究海域海水层结和水深，由表层流场推导出深度平均的流场；构建球坐标系下考虑风应力和海表面气压的二维正压海洋伴随同化模型；给定二维正压海洋伴随同化模型中风应力拖曳系数和底摩擦系数的经验公式，给出经验公式中经验系数调整策略；以二维正压海洋伴随同化模型为基础，同化深度平均的流场数据，同时对风应力拖曳系数和底摩擦系数经验公式中的经验系数进行优化调整，从而实现对于风应力拖曳系数和底摩擦系数的同时率定。本发明既保证了模型参数具有一定的物理意义，也实现了多个模型参数的同时、高效率定。

摘要： 一种基于地震海洋学的海水物性测量方法，包括野外获得原始资料，对原始数据进行常规处理，CRP曲波变换去噪，形成地震数据的叠加剖面；提取出对应CTD投放点的叠后剖面CDP道，提取子波与对应CTD合成地震记录，将提取出的叠后剖面CDP道与合成的地震记录匹配做差，形成残差，比较残差与阈值的关系大小，以确定匹配程度，对上叠后剖面进行三瞬属性提取，将原始CTD数据作为拟测井数据，利用叠后约束稀疏反演方法，最终得到海洋水体物性参数剖面—速度剖面，温度剖面，盐度剖面。本发明完善了地震海洋学应用范围，提高了浅海水体物性特征的分析与预测。实现了利用高分辨多尺度地震数据处理方法，针对目标体精细刻画局部海洋水体特征。

摘要： 本发明涉及一种基于特征互补特性的海洋多物理场参数特征定位融合方法，步骤为：1)在n个海洋物理场参数中，根据参数特征误差带选择出所有具备特征定位融合条件的参数；2)：m个参数进行特征定位融合，获取海洋多物理场参数匹配位置lo；3)：若步骤1)确定的m个具备特征定位融合条件参数中有k个参数的特征误差带具有明显带状分布形式，k>1，且这k个参数特征误差带的交集与R相等，则采用自由方向组合方法获取海洋多物理场参数匹配位置lo。本发明充分利用海洋重力场、海洋地磁场、海底水深等多物理场参数特征之间存在的互补特性实现海洋多物理场参数特征定位融合，与单一参数匹配定位相比具有更好的定位精度、可靠性和适用性。

摘要： 本发明涉及一种基于同源特征的海洋多物理场信息融合定位方法，其步骤为：判别研究区域具有同源特征的两个海洋物理场参数X、Y是否具备信息融合生成融合场R条件；确定参数X、Y信息融合的融合系数；生成融合场R的研究区域背景图T和测量信息M，并进行特征匹配定位获取匹配位置；基于特征误差带评估检验融合场相对于参数X、Y的匹配定位性能提升效果。本发明的基于同源特征的海洋多物理场信息融合定位方法将区域具有同源特征的两个或以上物理场参数融合生成一个新融合场，基于新融合场的测量信息和背景图进行匹配定位，与单一场相比，测量误差与特征强度比值更低，起到特征增强效果，从而获得更高的定位精度。

摘要： 本发明涉及一种基于地球物理/几何特征的海洋多场多参数定位融合方法，其包括如下步骤：1)运载体航行至特征区域获取航迹上多场多参数测量信息；2)基于多场多参数信息在海洋中实际特征分布情况和测量的误差特性，利用几到几十公里变化尺度的多场多参数特征进行匹配定位，获得匹配位置；3)基于多场多参数信息在几公里之内变化尺度的高频特征，利用高频特征信息，在已获得的匹配位置附近区域，进行二次匹配定位，并用二次匹配定位的匹配位置更新步骤2)的匹配位置，作为最终的匹配位置。本发明充分利用海洋重、磁场和海底地形之间存在的同源特征、互补特征，实现特征加强和特征互补，与单一场定位相比显著提升特征定位的可用性和精度水平。

摘要： 本发明公开了一种用于海洋地球物理探测的组合式震源，包括震源单元、连接架板，连接架板与漂浮架通过第一螺栓装配固定，漂浮架上安装有漂浮轴，漂浮轴上套装有浮体；连接架板还与多块第一加强板装配固定，漂浮架与多块第二加强板装配固定；震源单元包括一个换能器、以及安装此换能器的换能器座，每个震源单元的换能器座相互组合成一个整体，然后再分别与第一加强板、第二加强板装配固定。本发明利用浮体搭载刚性布置的发射换能器阵列，在定位、授时、测姿设备的支持下，按可控的数量、时间、位置激发，形成总能量大、指向性好，开角和波形可控的声脉冲信号，可在一定程度上解决传统低频震源能量密度低、指向性差、波形单一及施工不便的问题。

摘要： 本发明涉及基于多物理场海洋环境参数的实际海面几何建模方法，属于微波遥感领域；步骤一、获取感兴趣区域多物理场海洋环境参数；步骤二、计算张力波能量谱Eshort(k,Φ)，计算张力波海面起伏高度hshort(xs,ys,t)；步骤三、计算重力波能量谱Sg(f,Φ)，计算重力波海面综合起伏高度hgravity(xg,yg,t)；步骤四、计算海面综合起伏高度htotal(xs,ys,t)，实现多物理场海洋环境参数的实际海面几何建模；本发明实现了实际海洋环境的多尺度海面几何建模，最终解决复杂海洋环境下海杂波幅度均值获取难题。

摘要： 本发明公开了一种基于图卷积的多海洋物理场融合表示的预警方法及装置，方法包括：利用三层图卷积神经网络在多个物理场上进行特征更新，挖掘不同物理场之间的相互关系，以对具有不同物理场综合特性的整体特征表示进行更新；利用双层时序注意力操作，将具有不同物理场综合特性的整体特征表示及该整体特征表示所对应的位置编码信息输入进双层时序注意力中，获得时段多物理场数据特征耦合表示；将时段多物理场数据特征耦合表示作为全局特征，并挖掘时序信息进行Nino3.4指数的预测，将Nino3.4指数与输入的台风观测数据进行融合，进行台风强度预测。装置包括：处理器和存储器。本发明解决了现有技术中对沿海地区通信基站附近海域台风强度预测不够准确的问题。