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全球冰-海洋耦合模式的海冰模拟

地学前缘 2000年第B8期7卷 219-230页

作者：刘钦政黄嘉佑白珊吴辉碇北京大学地球物理学系北京100871 国家海洋环境预报中心北京100081

海冰是全球气候系统的重要分量 ,与大气和海洋的相互作用 ,直接影响大气环流和海洋环流 ,对气候及其变化具有重要影响。文中依据冰、海洋间的热力、动力耦合相互作用 ,改进冰海洋热力耦合方案 ,利用由中国科学院大气物理研究所的 30层... 详细信息

海冰是全球气候系统的重要分量 ,与大气和海洋的相互作用 ,直接影响大气环流和海洋环流 ,对气候及其变化具有重要影响。文中依据冰、海洋间的热力、动力耦合相互作用 ,改进冰海洋热力耦合方案 ,利用由中国科学院大气物理研究所的 30层海洋模式和基于Flato空化流体流变学的海冰动力模式和Hibler表面热收支平衡的零层海冰热力模式 ,建立全球冰海洋耦合模式。利用大气月平均气候资料 ,利用冰海洋耦合模式对全球海冰的分布及其季节性变化、海冰漂移进行了耦合模拟和分析。模拟的南半球海冰分布及季节变化与实际分析资料非常接近 ,比 2 0层冰海洋耦合模式的结果有显著改进。北半球海冰范围偏小 ,但季节变化的量值与实际相当一致。模拟的海冰速度场反映了南、北半球海冰漂移的主要特征 ,如北极的穿极漂流和南大洋的绕极环流等。对海冰密集度的分析表明 ,模拟结果得以改进原因在于改进的冰海洋热力耦合方案增强了融冰期冰海洋耦合系统海洋热通量增加—密集度减小—能量收支增加的正反馈机制。

关键词：海洋海冰模拟耦合模式分布季节性变化漂移

预测细粒酒精模型冰物理和力学参数的实验关系

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海洋与湖沼 2001年第2期32卷 221-224页

作者：李志军 RIS KA Kaj 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024 赫尔辛基理工大学北极近海研究中心芬兰爱斯堡02150

依据模型冰物理性质控制其力学性质的原则 ,利用能量平衡观点建立了冰内未冻结液体含量同制冰过程中的冰池温度、降温及升温时间、模型冰厚度 (喷雾时间×流量 )的理论关系 ,以其量纲表达式作为预测模型冰物理和力学参数的综合控制指标 ... 详细信息

依据模型冰物理性质控制其力学性质的原则 ,利用能量平衡观点建立了冰内未冻结液体含量同制冰过程中的冰池温度、降温及升温时间、模型冰厚度 (喷雾时间×流量 )的理论关系 ,以其量纲表达式作为预测模型冰物理和力学参数的综合控制指标 ;通过系统测量酒精溶液冰点温度、冰池大厅气温、模型冰温度、冰内未冻液含量、冰密度、冰压缩强度、冰弯曲强度和冰变形模量 ,获得了不同冰点温度模型冰的物理和力学参数同该综合控制指标的实验关系 ;

关键词：细粒酒精模型冰力学参数控制指标物理参数能量平衡海冰模拟

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辽东湾JZ20-2海域海冰参数的概率分布

海洋工程 2002年第3期20卷 39-43,48页

作者：季顺迎岳前进毕祥军大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116023

基于辽东湾JZ2 0 2海域 1996 2 0 0 0年 4个冬季的海冰定点观测资料和海冰数值模拟结果 ,对该海域的平整冰厚、冰速、冰向和压缩强度等海冰参数进行了概率分析 ,确定了各自的分布参数 ,并对冰速和冰向进行了联合概率分析。结果表明 :... 详细信息

基于辽东湾JZ2 0 2海域 1996 2 0 0 0年 4个冬季的海冰定点观测资料和海冰数值模拟结果 ,对该海域的平整冰厚、冰速、冰向和压缩强度等海冰参数进行了概率分析 ,确定了各自的分布参数 ,并对冰速和冰向进行了联合概率分析。结果表明 :冰厚和冰速分别服从对数正态分布和瑞利分布 ,海冰压缩强度服从正态分布。计算结果可用于JZ2 0 2海域海洋结构可靠性设计和疲劳累积损伤分析的海冰参数。

关键词：辽东湾疲劳海冰参数概率分布海冰模拟冰速冰向压缩强度正态分布

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高性能计算平台的可视化方法研究与实现

高性能计算平台的可视化方法研究与实现

作者：霍运理大连理工大学

学位级别：硕士

海冰模拟在海洋观测中占据至关重要的地位。海冰作为全球海-气系统的一员,与海洋及大气的相互作用对人类的海上活动造成巨大影响,包括海上运输、海洋渔业、海洋油气资源的开发等活动。在对海冰的模拟计算中,对计算之后所得的大规模数据... 详细信息

海冰模拟在海洋观测中占据至关重要的地位。海冰作为全球海-气系统的一员,与海洋及大气的相互作用对人类的海上活动造成巨大影响,包括海上运输、海洋渔业、海洋油气资源的开发等活动。在对海冰的模拟计算中,对计算之后所得的大规模数据进行可视化的实现是一项至关重要的环节,在有了计算数据后将数据显示出来才能直观的判断海冰的运动情况,以预测海冰在之后的运动轨迹,来得到海冰在后续漂流过程中的波及范围,及时预警给附近的渔业人群及轮船的航行线,以避免海冰所造成的巨大经济损失。本文就是来描述在对数据进行可视化研究与实现中所遇到的问题及做出的相应对策,以更好的继续对海冰研究。本文根据海洋观测中所用到的各种模型单元,基于实际情况,设计并实现了一套海冰碰撞模拟可视化系统。在本文所实现的软件系统中,前处理界面通过对海冰的不同属性定义不同结构的海冰模型,对海洋平台结构模型的不同结构定义形状不一的结构体模型。系统根据所定义的参数模拟相应的效果图,使得研究人员可以直观的判断所定义的属性与实际情况中的符合程度,及时做出相应的修改,而后通过系统所集成的高性能GPU计算程序开始对大规模模拟海冰及海洋平台结构的离散颗粒进行计算,再得到大规模数据后启动系统的后处理模块,对所得到的结果进行显示,根据显示结果预测海冰的运动轨迹,以进行更深层次的海冰研究。在GPU计算程序执行时,通过使用进程通信的手段,使得显示程序和计算程序交互通信,实现了实时显示的功能,让研究人员可以提前观察到计算结果。而RAMDISK技术的引入,使得实时显示的过程更加流畅。基于本文所实现的软件系统,使得研究人员在对海冰的建模过程更加容易、直观。通过各种针对于实际情况的海冰和海洋平台结构的模型的设计,以定义更加精确的模型参数,保证后期计算过程的合理性,尽可能的使模拟过程接近于实际情况。研究人员根据建模计算之后得到的结果,分析海冰的运动情况及海冰与海洋平台结构的碰撞情况,以达到对海冰的检测目的。

关键词：高性能计算大规模计算海冰模拟可视化软件系统

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赴澳大利亚国立大学访问工作总结

气象科技合作动态 2018年第4期 31-34页

作者：吴方华国家气候中心气候模式室北京100081

2017年8月11日至2018年2月4日，国家气候中心气候模式室吴方华博士访问澳大利亚国立大学（ANU）物理和数学科学学院地球科学系，全程参与澳大利亚海洋海冰模拟联盟（COSIMA：ConsortiumforOcean-IceModellinginAustralia）发展的高分辨... 详细信息

2017年8月11日至2018年2月4日，国家气候中心气候模式室吴方华博士访问澳大利亚国立大学（ANU）物理和数学科学学院地球科学系，全程参与澳大利亚海洋海冰模拟联盟（COSIMA：ConsortiumforOcean-IceModellinginAustralia）发展的高分辨率海洋模式的模拟研究，工作内容涉及新分辨率性能测试、模拟结果的科学评估、相关数据分析和数值优化等。

关键词：赴澳大利亚国立大学访问工作海冰模拟气候模式海洋模式高分辨率地球科学