徐永生 作品数:23 被引量:45 H指数:3 供职机构: 中国科学院海洋研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 山东省自然科学基金 国家自然科学基金创新研究群体项目 更多>> 相关领域: 天文地球 电子电信 自动化与计算机技术 环境科学与工程 更多>>
1950~2010年PDO对北太平洋地区海平面变化影响的量化与评估 被引量:3 2017年 本文研究和估计了1950~2010年不同太平洋年代际涛动(Pacific decadal oscillation,PDO)事件对北太平洋地区的海平面上升趋势所造成的影响。研究使用了SODA(Simple Ocean Data Assimilation)的海表面高度(sea surface height,SSH)数据资料,通过多元线性回归方法,分离了由PDO事件所引起的海表面高度变化(PDO-SSH),以此分析PDO事件对海平面变化所造成的影响。结果表明,PDO-SSH所引起的海表面变化趋势的空间分布,及其对区域海平面变化的遮掩效果,和对应时期内PDO信号的振幅和周期有着紧密的关系。进一步的分析表明,PDO事件对北太平洋地区SSH变化所造成的影响是不均匀的,在东西太平洋有着相反的变化趋势。1960~1989年,具有较长数据时间长度的PDO信号对海平面变化的影响,要强于高度计投入使用后的时期的表现,而受其影响最重的海域出现在赤道西太平洋海域、阿留申群岛及北美沿岸地区,PDO-SSH在上述地区SSH的占比甚至高达60%。 刘超 徐永生关键词:海面高度 北太平洋 黑潮延伸体时变正压动力过程和动能串级研究 2023年 本文基于坐底式逆向回声仪(current and pressure recording inverted echo sounder,CPIES)实测海底压强和海底流速数据对黑潮延伸体时变正压动力过程和动能串级进行研究。先对CPIES数据进行去噪、网格化、调平等预处理,获得黑潮延伸体正压动力高度网格和海底流速网格,后进一步计算得到正压动力高度分布图、正压涡动能分布图以及正压动能通量谱。结果表明:1)在无外力作用时,正压动力高度起伏会使海水从动力高的地方向低的地方流入从而产生较高的涡动能,而一旦有外力强迫,海水有从动力高度低的地方向高的地方流入的可能,从而使得正压动力高度不断增加涡动能增强;2)通过分析9个月长时间平均正压动能通量谱,验证了地转湍流理论中的正压反向动能串级;3)对黑潮延伸体月平均正压动能通量作谱分析发现,涡动能的大小会影响动能通量幅值变化,当涡动能升高,动能通量谱振幅变大,正向/反向动能串级增强,反之亦然。此外,正压动能串级随着时间变化,表现为2004年6月至8月反向动能串级尺度向小尺度移动并且强度增强;2004年9月反向动能串级突然减弱,2004年9月至11月出现了与2004年6月至8月相似的反向动能串级变化过程;2004年12月至2005年1月,正向动能串级尺度向小尺度移动并且强度减弱。 赵裕慧 徐永生 黄超 黄超2002—2014年间基于海平面变化的海洋增暖趋势研究 被引量:1 2017年 21世纪以来全球变暖进入停滞时期,研究表明,大量热量进入海洋深层是导致全球平均表面温度暂缓上升的主要原因。本文估计和研究了2002.4—2014.12间由热膨胀导致的海平面变化趋势,以此来探测海洋热含量的变化情况。研究使用GRACE重力卫星CSR RL05数据计算了全球海洋的水质量变化,并结合海平面异常数据,计算了由热量变化导致的海平面变化(Net SLA)。将Net SLA与Ishii温度数据计算的海洋热含量进行相关性分析后表明,Net SLA与海洋热含量存在高度相关性,相关系数最大值达0.95。考虑到海洋观测只能表现海洋上层2000m的热含量变化,而除去水质量变化的海平面变化则反映了整层海洋的热含量变化,是估计海洋增暖趋势快慢的有利工具。经计算得出,2002至2014年间南太平洋和南印度洋存在加速增暖趋势,而近年来南半球环状模的增强是导致其增暖的主要原因。 李亚姣 徐永生关键词:GRACE卫星 海平面 热含量 多尺度耦合经验正交分解法反演海洋次表层温盐结构 2024年 针对提升利用卫星观测海面信息重构三维温盐场精度的问题,本文提出了一种基于多尺度耦合正交分解的三维温盐场重构方法。该方法利用多尺度耦合正交分解对历史温盐剖面进行从大尺度到小尺度的迭代分解,以分层提取不同尺度三维温盐场的特征信息,然后分别建立海洋表面卫星观测与不同尺度的三维温盐场特征信息的重构模型,从而达到三维温盐场重构的目的。本文分别利用多尺度耦合正交分解法与单层正交分解法进行三维温盐场重构,结果显示,多尺度耦合正交分解优于单层正交分解法,且随着分解的层次不断细化,重构温盐场的精度及其垂直梯度精度均呈现明显的提升,其中组合4精度提升程度最高,分别提升了25.57%和27.58%;同时,对比HYCOM模式数据,多尺度耦合正交分解重构方法能有效地捕捉次表层海洋的空间特征信息。总体上,本文耦合经验正交分解法反演的温盐场与Argo温盐场偏差较小,反演精度较好,在空间分布上趋于一致。 张明琪 徐永生 杨树国关键词:卫星观测 基于变分法评估卫星海面信息对重构三维温盐及声场特性的影响 2023年 基于卫星海面观测重构水下三维温盐场并获取声场特性的研究,在军事海洋等领域具有重要的实践应用价值,但其效果不但受到重构方法的影响,而且随所利用的卫星海面观测信息的不同而改变。本研究基于美国海军最新研发的利用变分法的温盐场重构,研究了利用卫星海面高度、海面温度或二者联合数据,及考虑温盐垂向梯度对重构三维温盐及声场特性的影响。结果发现,集合了海表温度、海表高度和温盐垂直梯度3个约束项的重构方案精度最高,其重构温度场和盐度场的平均误差分别为1.08℃、0.11,该方案也能更好地捕捉温盐场的空间特征。通过分析不同方案的空间特征,海面温度主要作用于捕捉混合层以浅区域的温盐特征,这对表面声学层(Sound Layer Depth, SLD)的影响较大;海面高度和温盐场的垂直梯度对混合层以深区域的反演精度都有较高提升,能够影响整个声速剖面的准确性。根据声学特征分析,SST、SSH与温盐垂直梯度同时约束时,SLD以浅声速与HYCOM相差最小,约为1 m/s;没有梯度约束时,SLD与HYCOM相差约为1.5 m/s,未能很好地反映海表面声道特征;表明声道特征对海表温度与梯度约束均较为敏感。 张明琪 徐永生 张庆君 张庆君 向亮 郭平 杨亮 黄超 黄超关键词:变分法 声学特征 近30年卫星测高研究的文献计量分析(1991-2020) 2023年 利用Web of Science(WoS)和中国知网收录的1991—2020年卫星测高相关主题文献,梳理国内外卫星测高领域的研究线索和动态趋势,分析文献数量、发文期刊、研究机构和国家、作者、关键词信息,并对比了国内外研究差异,以全面了解卫星测高领域的整体发展特征和研究前沿,为中国的卫星测高研究以及相关卫星任务的发展提供参考。 杨磊 徐永生 周兴华关键词:卫星测高 文献计量学 海洋遥感 物理海洋学 海洋测绘 干涉雷达高度计定标检验进展 被引量:3 2020年 卫星雷达高度计正从传统星下点的剖面测量向宽刈幅干涉测量发展,利用卫星观测二维的高分辨率、高精度海面高度正在成为可能,国外研究人员提出SWOT(Surface Water and Ocean Topography)干涉雷达高度计计划和我国新一代海洋科学卫星任务等计划有望实现海洋亚中尺度现象的观测。定标检验是评价卫星观测资料精度和质量的必要工作,传统高度计的定标检验均为基于验潮站、GNSS(Global Navigation Satellite System)浮标、有源定标器等方式的单点比对,难以满足干涉高度计的需求。目前国内外研究人员在干涉雷达高度计的定标检验中采用了全新的技术方案,并已利用机载试验和理论模拟开展了验证工作。对近10 a干涉雷达高度计定标检验的新技术方法进行介绍和总结,希望对我国的干涉雷达高度计卫星定标计划起到借鉴作用。 周兴华 杨磊 徐永生 朱琳关键词:SWOT 基于遥感数据的三维温度场参数化分析方法研究 被引量:2 2020年 为了满足海洋研究以及海洋调查的需求,本文基于Argo剖面和海表面温度数据开发了一个新的拟合三维温度场的算法。选取西北太平洋区域作为验证算法有效的实验海区。该水域的经纬度范围设定为:30°~40°N, 140°~155°E,水平分辨率为0.25°。深度方向为从海表到2 000 m水深,水域划分为29层。拟合算法首先将Argo温度剖面以5个深度划分为6层,分别为混合层、夹层、温跃层、过渡层、第一深层、第二深层,然后以第一猜想值和线性回归得到的海表面温度作为初始条件重构三维温度场。重构的三维温度场的剖面与原观测剖面的均方根误差较小,相关性较好,表明该算法是合理有效的。 邢霄波 徐永生 贾永君 贾永君关键词:三维温度场 遥感数据 参数化方法 北太平洋经向翻转环流季节变异机制的模拟研究 被引量:2 2016年 北太平洋经向翻转环流(NPMOC)是北太平洋所有经向翻转环流圈的总称。其中,热带环流圈(TC)、副热带环流圈(STC)和深层热带环流圈(DTC)位于北太平洋热带-副热带海域,是该海域经向物质和能量交换的重要通道。基于NEMO模式分别对TC、STC和DTC经向流量的季节变化特征和机理进行了模拟研究,驱动场增强和减弱情况下的敏感性试验表明,风应力是TC和STC南、北向输送以及DTC南向输送季节变化的主要影响因素,而热通量和淡水通量的影响较小;风应力和热盐通量季节变化情况下的敏感性试验表明,TC和STC的南、北向输送以及DTC的南向输送主要是由风应力的季节振荡引起的,而热通量和淡水通量的影响较小。 刘洪伟 张启龙 段永亮 徐永生关键词:北太平洋 美国新一代测高卫星SWOT——评述我国宽刈幅干涉卫星的发展借鉴 被引量:25 2017年 SWOT(Surface Water and Ocean Topography)测高卫星已经被美国国家研究委员会推荐为"未来10年NASA承担的地球科学和应用的国家重点计划",它通过获取的高精度、高空间分辨率的海洋表面高(Sea Surface Heights,SSH)和陆地水高(Terrestrial Water Heights,TWH),监测海洋变化和陆地水文变化。SWOT卫星将使测高卫星由传统的一维、沿轨的剖面测高过渡到二维的宽刈幅干涉测高。与传统测高卫星脉冲有限式的测量方式相比,SWOT通过合成孔径雷达干涉测量使空间分辨率提高了一个数量级,一旦成功,它将在海洋和陆地、甚至军事方面都将具有广泛的应用前景,并为宽刈幅测高卫星设立众多技术标准,对我国宽刈幅卫星的发展具有重要的借鉴。 徐永生 高乐 张云华关键词:SWOT 雷达高度计 雷达干涉