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Evaluating the contribution of satellite measurements to the reconstruction of three-dimensional ocean temperature fields in combination with Argo profiles

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Acta Oceanologica Sinica 2022年第2期41卷 65-79页

作者： Jian Chen Hengqian Yan Senliang Bao xindong cui Chengzu Bai Huizan Wang Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100029China Beijing Institute of Applied Meteorology Beijing 100029China College of Meteorology and Oceanography National University of Defense TechnologyNanjing 211101China

Assimilation systems absorb both satellite measurements and Argo observations.This assimilation is essential to diagnose and evaluate the contribution from each type of data to the reconstructed analysis,allowing for better configuration of assimilation parameters.To achieve this,two comparative reconstruction schemes were designed under the optimal interpolation framework.Using a static scheme,an in situ-only field of ocean temperature was derived by correcting climatology with only Argo profiles.Through a dynamic scheme,a synthetic field was first derived from only satellite sea surface height and sea surface temperature measurements through vertical projection,and then a combined field was reconstructed by correcting the synthetic field with in situ profiles.For both schemes,a diagnostic iterative method was performed to optimize the background and observation error covariance statics.The root mean square difference(RMSD)of the in situ-only field,synthetic field and combined field were analyzed toward assimilated observations and independent observations,respectively.The rationale behind the distribution of RMSD was discussed using the following diagnostics:(1)The synthetic field has a smaller RMSD within the global mixed layer and extratropical deep waters,as in the Northwest Pacific Ocean;this is controlled by the explained variance of the vertical surface-underwater regression that reflects the ocean upper mixing and interior baroclinicity.(2)The in situ-only field has a smaller RMSD in the tropical upper layer and at midlatitudes;this is determined by the actual noise-to-signal ratio of ocean temperature.(3)The satellite observations make a more significant contribution to the analysis toward independent observations in the extratropics;this is determined by both the geographical feature of the synthetic field RMSD(smaller at depth in the extratropics)and that of the covariance correlation scales(smaller in the extratropics).

关键词： satellite measurements Argo three-dimensional reconstruction ocean temperature

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初始扰动对静力适应过程的影响

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地球物理学报 2022年第1期65卷 157-168页

作者：郭海龙王宁刘宇迪崔新东国防科技大学气象海洋学院长沙410000 北京应用大气研究所北京100029

本文从描述非静态、可压缩、等温干大气静力适应过程的线性模型出发,利用均匀介质中的波动理论,研究了初始扰动对静力适应过程中物理量场适应方向的影响;从能量分配和转换的角度探讨了静力平衡破坏后大气运动的物理本质.理论结果显示,... 详细信息

本文从描述非静态、可压缩、等温干大气静力适应过程的线性模型出发,利用均匀介质中的波动理论,研究了初始扰动对静力适应过程中物理量场适应方向的影响;从能量分配和转换的角度探讨了静力平衡破坏后大气运动的物理本质.理论结果显示,当大气静力平衡被破坏后,垂直气压梯度场和密度场、垂直气压梯度场和水平流场u分量之间相互适应的因果关系受波动螺旋结构、水平基流及初始扰动性质等因素的影响,其中,初始扰动性质决定了声重力波各分支在静力适应过程中的贡献大小,从而影响各物理量场随时间的演变.在水平基流为西风急流的条件下,中尺度系统对初始扰动性质较敏感,初始速度扰动和密度扰动破坏静力平衡的前20分钟内,有垂直气压梯度场向浮力场适应,初始气压扰动破坏静力平衡的前期和后期,有浮力场向垂直气压梯度场适应,而中期,适应方向相反;垂直气压梯度场和水平流场u分量之间的适应关系对初始扰动性质不敏感但对扰动尺度较敏感;实验表明,当静力平衡被破坏后,在微尺度系统中,垂直气压梯度场是大气运动的因,而在中尺度系统中,水平流场u分量是大气运动的因.同时,初始扰动的性质影响适应过程中扰动能量的分配比例和扰动能量之间的转换情况,不同性质的初始扰动,引起大气运动的物理本质不同.

关键词：静力适应初始扰动适应方向能量转换

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风垂直切变对大气静力适应过程的影响——第一部分:波动响应

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地球物理学报 2020年第6期63卷 2170-2183页

作者：郭海龙刘宇迪崔新东国防科技大学气象海洋学院南京211101 北京应用气象研究所北京100029

本文基于描述可压缩大气静力适应过程的线性模型,分别采用正交模法和WKBJ法,从波动响应的角度研究了风垂直切变对大气静力适应过程的影响.结合实际天气现象构造了四种风垂直切变模型,分别为垂直无切变的定常模型、类似锋面特征的线性切... 详细信息

本文基于描述可压缩大气静力适应过程的线性模型,分别采用正交模法和WKBJ法,从波动响应的角度研究了风垂直切变对大气静力适应过程的影响.结合实际天气现象构造了四种风垂直切变模型,分别为垂直无切变的定常模型、类似锋面特征的线性切变模型、表征东风急流的反气旋式切变模型和类似西风急流的气旋式切变模型.分析了相应模型下静力适应过程中的波动特征及波能量演变规律.得到结论:(1)在定常模型中,破坏静力平衡的能量激发出四支两两成对的、传播性质类似声波和重力波的波动,波动能量在闭合系统假设下为守恒量;(2)风切变的存在改变了波动及其能量的传播特征,也改变了波动能量的守恒性;(3)在大气稳定层结下,若波动多普勒频率大于0且小于0.7倍的浮力振荡频率,则发展(衰亡)型波动的螺旋结构分别为:(a)在线性切变模型中,等相位线自下而上需向西(东)倾斜;(b)在反气旋式切变模型中,等相位线在急流轴上层自下而上需向西(东)倾斜,在急流轴下层自下而上需向东(西)倾斜;(c)在气旋式切变模型中,等相位线在急流轴上层自下而上需向东(西)倾斜,在急流轴下层自下而上需向西(东)倾斜;若波动多普勒频率大于0.7倍的浮力振荡频率,则情形相反.

关键词：静力适应过程风垂直切变波动响应波能量演变

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风垂直切变对大气静力适应过程的影响——第三部分:能量转换

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地球物理学报 2020年第8期63卷 2859-2869页

作者：郭海龙刘宇迪崔新东国防科技大学气象海洋学院南京211101 北京应用大气研究所北京100029

基于前两部分的研究,第三部分从能量转换的角度揭示了风垂直切变对大气静力适应过程的影响.研究显示,对非静态等温大气,初始时刻加以有效势能和有效弹性势能的强迫后,风垂直切变改变了适应过程中扰动能量在各能量形式中的分配比例,这种... 详细信息

基于前两部分的研究,第三部分从能量转换的角度揭示了风垂直切变对大气静力适应过程的影响.研究显示,对非静态等温大气,初始时刻加以有效势能和有效弹性势能的强迫后,风垂直切变改变了适应过程中扰动能量在各能量形式中的分配比例,这种作用随扰动尺度和时间的变化有显著差异,系统尺度越小影响越显著.比较东风急流模型和西风急流模型显示,负的风切变应力使得四类扰动能量谱随系统尺度的变化趋于平缓,使得微尺度和小尺度(中尺度)系统中扰动垂直动能(扰动水平动能)的比例随时间减小,正的风切变使得扰动能量谱随系统尺度的变化显现跳跃的特征,使得中尺度(微尺度和小尺度)系统中扰动垂直动能(扰动水平动能)的比例随时间减小.风垂直切变引起的动量通量输送是扰动能量与基本气流能量之间交换的通道,当风切变应力和动量输送方向相同时,风垂直切变使得能量向基本态转移,维持基本气流,削弱扰动能量,缩短静力适应过程的周期;当风切变应力和动量输送方向相反时,风垂直切变作用相反;此作用随着扰动尺度的变化差异明显.

关键词：风垂直切变静力适应过程能量转换能量谱

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天基海表精细探测微波载荷性能分析与展望

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上海航天（中英文） 2023年第6期40卷 45-53页

作者：崔新东王洋郭海龙翟宇梅磨礼平北京应用气象研究所北京100029 国防科技大学气象海洋学院长沙410199

海表精细探测是海洋卫星未来发展的重要方向。介绍卫星海表参数探测的特点与优势,总结海表温度、海表高度、海表盐度等要素,分析天基探测载荷的发展现状。根据海表参数时空变化特性,分析高时空分辨率微波探测载荷性能需求。在此基础上,... 详细信息

海表精细探测是海洋卫星未来发展的重要方向。介绍卫星海表参数探测的特点与优势,总结海表温度、海表高度、海表盐度等要素,分析天基探测载荷的发展现状。根据海表参数时空变化特性,分析高时空分辨率微波探测载荷性能需求。在此基础上,针对美国和欧洲相关卫星系统发展计划,分析了高时空分辨率、高精度天基微波探测载荷可实现性与未来发展趋势,针对海表精细探测天基微波载荷的发展提出了建议。

关键词：海表温度海表高度海表盐度高时空分辨率天基微波载荷

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缩膨技术在现河采油厂的应用

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海洋石油 2007年第3期27卷 102-106页

作者：崔新栋中国石化胜利油田有限公司现河采油厂采油工艺研究所山东东营257068

针对注水开发过程中黏土矿物含量高,储层黏土矿物发生水敏易膨胀、运移从而造成油层伤害的特点,开展了缩膨技术的研究。通过大量室内试验,评价了缩膨剂的缩膨、防膨性能以及岩心颗粒稳定性和腐蚀性等理化指标,并有针对性地选择了两口水... 详细信息

针对注水开发过程中黏土矿物含量高,储层黏土矿物发生水敏易膨胀、运移从而造成油层伤害的特点,开展了缩膨技术的研究。通过大量室内试验,评价了缩膨剂的缩膨、防膨性能以及岩心颗粒稳定性和腐蚀性等理化指标,并有针对性地选择了两口水井进行现场施工。效果表明缩膨技术起到了降压增注的作用,施工的两口注水井日注均增加15 m3以上,对应油井也取得了不同程度的增油效果。

关键词：缩膨技术缩膨剂注水井应用

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现河采油厂腐蚀及防护

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石油化工腐蚀与防护 2007年第4期24卷 26-29页

作者：崔新栋中国石化胜利油田有限公司现河采油厂山东东营257000

现河采油厂无论油水井、水处理站、注水泵站、配水间、计量间及其地面管线都存在不同程度的腐蚀现象,腐蚀直接影响油套管、抽油杆等地下设备以及地面流程管线的使用寿命,严重增加地面、井下设备的雏护成本同时,影响采油厂的原油生产的... 详细信息

现河采油厂无论油水井、水处理站、注水泵站、配水间、计量间及其地面管线都存在不同程度的腐蚀现象,腐蚀直接影响油套管、抽油杆等地下设备以及地面流程管线的使用寿命,严重增加地面、井下设备的雏护成本同时,影响采油厂的原油生产的正常运行。为了减缓腐蚀,根据各系统腐蚀的现状,有针对性的采取了不同的防腐蚀技术,从而将腐蚀造成的损失降低到最低点。

关键词：腐蚀应对措施防护

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现河采油厂注水井腐蚀原因分析与防护

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石油化工腐蚀与防护 2006年第4期23卷 7-9,21页

作者：崔新栋中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司山东东营257068

由于不合格水质的长期注入,在近井地带、尤其是环套空间造成水质严重恶化,引起SRB菌、铁细菌及腐生菌大量繁殖,是造成套管严重腐蚀的主要原因之一。通过加入一种具有缓蚀、杀菌和防垢综合性能的化学保护液,可抑制SRB细菌的生长,减轻环... 详细信息

由于不合格水质的长期注入,在近井地带、尤其是环套空间造成水质严重恶化,引起SRB菌、铁细菌及腐生菌大量繁殖,是造成套管严重腐蚀的主要原因之一。通过加入一种具有缓蚀、杀菌和防垢综合性能的化学保护液,可抑制SRB细菌的生长,减轻环空水的腐蚀性,从而达到保护油套管的目的。

关键词：套管保护腐蚀分析防护杀菌

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风云三号卫星微波观测的临近空间大气扰动特征

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地球物理学报 2019年第2期62卷 473-488页

作者：姚志刚孙睿赵增亮崔新东韩志刚严卫地理信息工程国家重点实验室北京应用气象研究所中国人民解放军91954部队国防科技大学气象海洋学院

风云三号C星(FY-3C)同时装载有设置了50～60GHz和118.75GHz附近氧气吸收带内通道的微波大气垂直探测器,可以用于监测临近空间下部的大气温度.本文的首要目的是展示FY-3C微波大气垂直探测器在监测临近空间(尤其是平流层)强重力波扰动中... 详细信息

风云三号C星(FY-3C)同时装载有设置了50～60GHz和118.75GHz附近氧气吸收带内通道的微波大气垂直探测器,可以用于监测临近空间下部的大气温度.本文的首要目的是展示FY-3C微波大气垂直探测器在监测临近空间(尤其是平流层)强重力波扰动中的优势特点.在给出平流层强扰动监测结果的基础上,分析了不同波段不同通道监测平流层大气温度扰动的能力.随后,对比分析了FY-3C大气温度探测通道与国外同类仪器在观测平流层扰动中的异同点,并进一步讨论了不同平台相同大气微波探测通道联合分析平流层扰动过程的能力.本文在统计2013年冬季(2012年12月和2013年1、2月)和2014年夏季(2014年6、7、8月)的微波大气垂直探测器观测的全球平流层扰动出现频率分布的基础上,利用FY-3C微波大气温度探测器分析了格陵兰岛附近2014年1月7—11日一次平流层扰动过程.结果表明,FY-3C微波探测器50～60GHz和118.75GHz波段可用于获取平流层不同高度上的大气温度扰动特征,且前一波段的探测能力显著地优于后一波段.随后,针对2014年1月11日拉布拉多半岛附近的平流层强扰动过程,基于FY-3C的MWTS-Ⅱ与METOP-B的AMSU-A的对比观测表明,MWTS-Ⅱ能够揭示平流层波动更细致的水平结构特征.最后,针对2014年8月10日安第斯山脉附近不同平台仪器的相同通道探测结果的分析表明,多平台联合观测可以进一步提高平流层强扰动监测的时间分辨率.

关键词：风云卫星微波临近空间重力波

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消失模铸造铸钢件水基涂料的研制

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热加工工艺 2012年第1期41卷 44-44,47页

作者：房洪杰李焕臣崔心东烟台南山学院材料工程学院山东烟台265713 辽宁工业大学材料科学与工程学院辽宁锦州121001

选用棕刚玉粉为耐火骨料,乳白胶和酸式磷酸盐为粘结剂,通过正交试验确定了铸钢件消失模水基涂料的最佳配比。经测试和生产验证,其性能良好,能很好适应生产要求。

关键词：消失模铸造棕刚玉粉水基涂料铸钢件

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