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融合机器学习与物理模型的中尺度涡声速剖面重构
1
作者
李洪臣
李明
+3 位作者
王鹏皓
毛科峰
朱宇航
刘宇航
《海洋学报》
北大核心
2025年第6期47-60,共14页
针对中尺度涡内声速剖面结构复杂且重构误差显著偏大的问题,本文采用多源卫星遥感数据和Argo剖面,结合随机森林算法和中尺度涡统一结构模型,提出了PIRF-DEN模型。通过将海表面温度、高度异常、盐度、密度等海表环境参数与Argo密度作为输...
针对中尺度涡内声速剖面结构复杂且重构误差显著偏大的问题,本文采用多源卫星遥感数据和Argo剖面,结合随机森林算法和中尺度涡统一结构模型,提出了PIRF-DEN模型。通过将海表面温度、高度异常、盐度、密度等海表环境参数与Argo密度作为输入,建立了“水面-水下”声速映射关系。同时,基于中尺度涡统一结构模型重构涡旋内密度场,将海表环境参数和涡旋重构密度输入映射关系并重构了涡旋内声速剖面。研究结果表明,PIRF-DEN模型显著提高了声速剖面的重构精度,平均绝对误差和均方根误差分别降至0.8324 m/s和1.3869 m/s,较传统的sEOF-r方法降低了87.3%和83.7%,且声速重构精度和稳定性优于现有模型。
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关键词
声速重构
随机森林
中尺度涡统一结构模型
垂向密度
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职称材料
基于HYCOM数据对中尺度涡统一三维结构的研究
被引量：
1
2
作者
王雪
林霄沛
《中国海洋大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期1-8,共8页
通过分析HYCOM模式数据,利用基于物理特性的Okubo-Weiss参数化涡旋探测方法,对西北太平洋副热带逆流区中尺度涡进行探测识别,应用归一化和坐标变换方法得到了中尺度涡的统一三维结构。其中,中尺度涡的统一水平结构可以用解析函数R(r_n)=...
通过分析HYCOM模式数据,利用基于物理特性的Okubo-Weiss参数化涡旋探测方法,对西北太平洋副热带逆流区中尺度涡进行探测识别,应用归一化和坐标变换方法得到了中尺度涡的统一三维结构。其中,中尺度涡的统一水平结构可以用解析函数R(r_n)=(1-r_n^2/4)·exp(-r_n^2/4)表示,与利用卫星观测资料和Argo剖面浮标得到的全球范围内统一水平结构R(r_n)=(1-r_n^2/2)·exp(-r_n^2/2)存在差异,产生这种差异的原因可能是由于模式数据分辨率高,导致在涡旋识别过程中将小尺度、次中尺度信号引进,还可能是对压强异常场进行处理时存在季节信号带来的影响。此外,2倍标准化半径范围外涡旋的压强异常分布具有明显的区域差异性,这也可能是导致统一水平结构存在差异的原因。在拉伸坐标系下中尺度涡的统一垂直结构可以表示为H_n=sin(z_n)正弦函数形式,与全球范围内观测资料得到的统一垂直结构一致。
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关键词
中尺度
涡
Okubo-Weiss(OW)
归一化
拉伸坐标
统一
结构
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职称材料
题名
融合机器学习与物理模型的中尺度涡声速剖面重构
1
作者
李洪臣
李明
王鹏皓
毛科峰
朱宇航
刘宇航
机构
国防科技大学气象海洋学院
国防科技大学前沿交叉学科学院
上海海洋大学海洋科学与生态环境学院
江苏海洋大学海洋技术与测绘学院
出处
《海洋学报》
北大核心
2025年第6期47-60,共14页
基金
国家自然科学基金(62073332)
国防科技大学自主创新科学基金(24-ZZCX-KXKY-05)。
文摘
针对中尺度涡内声速剖面结构复杂且重构误差显著偏大的问题,本文采用多源卫星遥感数据和Argo剖面,结合随机森林算法和中尺度涡统一结构模型,提出了PIRF-DEN模型。通过将海表面温度、高度异常、盐度、密度等海表环境参数与Argo密度作为输入,建立了“水面-水下”声速映射关系。同时,基于中尺度涡统一结构模型重构涡旋内密度场,将海表环境参数和涡旋重构密度输入映射关系并重构了涡旋内声速剖面。研究结果表明,PIRF-DEN模型显著提高了声速剖面的重构精度,平均绝对误差和均方根误差分别降至0.8324 m/s和1.3869 m/s,较传统的sEOF-r方法降低了87.3%和83.7%,且声速重构精度和稳定性优于现有模型。
关键词
声速重构
随机森林
中尺度涡统一结构模型
垂向密度
Keywords
sound speed reconstruction
random forest
unified structure model of mesoscale eddy
vertical density
分类号
P733.211 [天文地球—物理海洋学]
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职称材料
题名
基于HYCOM数据对中尺度涡统一三维结构的研究
被引量：
1
2
作者
王雪
林霄沛
机构
中国海洋大学海洋与大气学院
出处
《中国海洋大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期1-8,共8页
基金
科技部重点研发计划项目(2016YFA0601803)
国家自然科学基金项目(41490641
U1406401)资助~~
文摘
通过分析HYCOM模式数据,利用基于物理特性的Okubo-Weiss参数化涡旋探测方法,对西北太平洋副热带逆流区中尺度涡进行探测识别,应用归一化和坐标变换方法得到了中尺度涡的统一三维结构。其中,中尺度涡的统一水平结构可以用解析函数R(r_n)=(1-r_n^2/4)·exp(-r_n^2/4)表示,与利用卫星观测资料和Argo剖面浮标得到的全球范围内统一水平结构R(r_n)=(1-r_n^2/2)·exp(-r_n^2/2)存在差异,产生这种差异的原因可能是由于模式数据分辨率高,导致在涡旋识别过程中将小尺度、次中尺度信号引进,还可能是对压强异常场进行处理时存在季节信号带来的影响。此外,2倍标准化半径范围外涡旋的压强异常分布具有明显的区域差异性,这也可能是导致统一水平结构存在差异的原因。在拉伸坐标系下中尺度涡的统一垂直结构可以表示为H_n=sin(z_n)正弦函数形式,与全球范围内观测资料得到的统一垂直结构一致。
关键词
中尺度
涡
Okubo-Weiss(OW)
归一化
拉伸坐标
统一
结构
Keywords
mesoscale eddy
Okubo-Weiss(OW)
normalization
stretched coordinate
universalstructure.
分类号
P731.21 [天文地球—海洋科学]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
融合机器学习与物理模型的中尺度涡声速剖面重构
李洪臣
李明
王鹏皓
毛科峰
朱宇航
刘宇航
《海洋学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于HYCOM数据对中尺度涡统一三维结构的研究
王雪
林霄沛
《中国海洋大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2018
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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