《自然资源部第一海洋研究所在重力反演水深研究领域取得新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-03-01
  • 近日,我所科研人员在重力反演水深研究领域取得新进展。研究结果以“Bathymetric Prediction Using Multisource Gravity Data Derived From a Parallel Linked BP Neural Network” 为题发表在国际地学TOP期刊、自然指数期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上。

    高精度的海底地形数据对研究海底地质过程、海洋环流和海洋生物等问题具有重要意义。传统的海底地形数据获取方式存在测量范围有限、耗费人力财力且数据分布不均匀的缺点,短时间内难以获取全球海底地形。随着卫星测高技术的发展,使用卫星测高重力数据预测水深已成为当前获取全球海底地形的主要手段之一。

    本研究基于重力与海底地形数据间的相关性,对重力异常数据以及垂直梯度重力异常数据进行处理,建立水深预测特征集,提出了一种基于神经网络的水深反演方法。结果表明,相比当前高精度反演方法如重力地质法,本文提出的方法精度提升了19%,并且在不同水深、不同海底地形中均表现出较强的适应性。本文通过大量实验证明了神经网络水深反演方法的高精度和可行性,为海底地形建模提供了全新的思路和方法。未来,这种方法在海洋科学领域的研究和实践中还将继续得到推广和应用,为更好地认识和探索海洋提供更加准确和精细的数据支持。

    我所硕士研究生孙贺元为第一作者,导师为周兴华研究员,通讯作者为冯义楷高级工程师。该研究得到了国家自然科学基金项目以及山东省自然科学基金等项目的资助。

    原文链接:https://doi.org/10.1029/2022JB024428

  • 原文来源:https://www.fio.org.cn/science/xshd-detail-10953.htm
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    • 编译者:liguiju
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    • 为深入了解印度洋开阔区域水环境中全氟化合物(PFASs)的分布特征、来源和输运通量,自然资源部第一海洋研究所海洋生物资源与环境研究中心、海洋生态研究中心、海洋环境与数值模拟研究室、海洋地质与地球物理研究室联合,对印度洋不同区域海水中的全氟化合物进行了多航次调查研究。近日,研究成果以“Spatial distribution, vertical profiles and transport of legacy and emerging per- and polyfluoroalkyl substances in the Indian Ocean”为题发表于环境科学领域顶级期刊《Journal of Hazardous Materials》(IF = 10.588)上。 PFASs具有环境持久性,可随洋流与大气长距离迁移。开阔大洋被认为是PFASs的汇,在其从边缘海向极地环境输运过程中发挥着重要作用。PFASs在水体中具有相对保守的性质和较短的生产历史,具有成为新的洋流示踪物的潜力,然而关于PFASs在印度洋水柱中的生物地球化学过程研究非常有限。 针对上述问题,我所科研人员采用离线和在线固相萃取技术对海水样品中的痕量PFASs进行两步富集,结合超高效液相色谱-串联质谱联用技术,建立了一种适用于大洋全水深海水样品中痕量PFASs的新方法,并用于西北太平洋、亚印太交汇区、东北印度洋和西南印度洋海域表层海水以及亚印太交汇区全水深海水中20种典型PFASs和3种新型替代品的检测。研究发现,表层海水中PFASs的总浓度表现为:西北太平洋>亚印太交汇区>东北印度洋>西南印度洋;HFPO-DA(GenX),一种新型PFASs替代品在印度洋海水中被首次检出,表明了其在全球大洋中扩散的早期迹象;PFASs在亚印太交汇区水柱中的垂向分布表现出一种“表层富集”和“底层耗散”的模式,并在150-200 m和200-500 m水层存在明显的波动,而涡流扩散、水团来源和水团运动轨迹等物理过程是影响PFASs垂直剖面形成的主要因素。此外,通过构建PFASs质量传递模型发现印尼贯穿流携带的全氟辛酸(C8 全氟羧酸)对印度洋海水PFASs总浓度具有显著贡献,且由温盐环流驱动的南极中间水对印太交汇区海水中全氟庚酸(C7 全氟羧酸)的贡献也不可忽略。 我所与中国海洋大学化学化工学院联合培养的海洋化学专业博士生韩同竹为该研究论文的第一作者,我所海洋生物资源与环境研究中心何秀平副研究员为通讯作者。 文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389422010548
  • 《自然资源部第一海洋研究所在北极气候变化研究领域取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
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    • 近日,依托自然资源部第一海洋研究所的自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室,在北极气候变化研究领域取得新进展。实验室联合德国极地与海洋研究所,基于最新的第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)多个世界气候模式,研究发现气候变暖背景下北极海-冰-气相互作用具有显著增强的趋势,并揭示出北极气候预估中的主要不确定性来源为气候模式中的海洋分量模式,而非大气或者海冰分量模式。该研究为深入理解北极气候快速变化机理、降低北极气候模拟和预估的不确定性提供了重要科学依据。研究结果以“Future Arctic Climate Change in CMIP6 Strikingly Intensified by NEMO-Family Climate Models”为题发表在国际地学TOP期刊《Geophysical Research Letters》上。 气候变化是人类社会可持续发展面临的严峻挑战,而北极是全球气候变化最敏感的地区之一,北极气候快速变化对北半球中纬度的天气和气候系统也具有潜在的影响。最新的气候预估显示,未来北极气候还会持续快速变化,但是当前气候模式对北极气候的预估相比中低纬度具有更大的不确定性。诊断北极气候预测不确定性的主要来源、开展北极海-冰-气相互作用变化规律的研究是北极气候变化研究中前沿科学问题。 该研究表明,气候变暖背景下北极将具有更强的海-冰-气相互作用,尤其是在北冰洋的欧亚海盆,主要表现为海洋冬季上混合层加深、海表热释放增加、海冰急剧减少以及表层气温快速升高,上述变化主要是由大西洋水极向热输送的增加(大西洋化)所致。但是众多CMIP6气候模式对上述北极气候变化幅度的预估存在很大差异(不确定性)。进一步研究表明,这些不确定性的主要来源为气候模式中的海洋分量模式,而非大气或者海冰分量模式,具有不同海洋分量模式的气候模式对北极气候模拟和预估的表现明显不同。具体来讲,海洋分量模式为NEMO(Nucleus for European Modelling of the Ocean)的CMIP6气候模式(简称NEMO家族气候模式)对历史时期的海洋上混合层深度、巴伦支海海冰和大西洋水极向热输送的模拟相对更准确,在NEMO家族气候模式中未来的大西洋化更显著、北极海-冰-气相互作用更强、北极气候变化更剧烈。因此,开展NEMO海洋模式与其他海洋模式之间的差异性研究,将有助于显著降低气候模式对北极气候变化模拟和预估的不确定性。 自然资源部第一海洋研究所硕士研究生潘蓉蓉为第一作者,导师舒启研究员和乔方利研究员为通讯作者,合作者还包括德国极地与海洋研究所的王强研究员。该研究得到了国家自然科学基金项目及“海洋与气候无缝预报系统(OSF)”大科学计划的资助。 原文链接:http://dx.doi.org/10.1029/2022GL102077