Accelerate Coastal Ocean Circulation Model with AI Surrogate
University of Florida（佛罗里达大学）；College of William & Mary（威廉玛丽学院）；NVIDIA（英伟达公司）
针对传统沿海海洋环流模拟耗时耗能的问题，本文提出基于4D Swin Transformer的AI替代模型，结合物理约束并通过GPU加速，实现12天潮汐预报450倍以上加速，为实时灾害响应提供高效方案。
2025-04-14 cs.DC cs.LG physics.ao-ph
On the relationship of coastal tropical rainfall and the large-scale atmosphere
热带沿海地区的降雨通常是由与地形直接相关的环流形成的，如陆地-海洋和/或山脉-谷风风。在许多地区，受沿海影响的降雨量占总降雨量的一半以上。参数化对流的天气和气候模式在热带沿海地区的降雨量中产生很大的误差，最常见的是低估了陆地上的降雨量，高估了海洋上的降雨量。建立在一个算法，以客观地识别降雨与陆海相互作用，我们调查沿海地区的降雨和大尺度大气之间的关系是否不同于在公海或内陆地区。我们结合3小时卫星降雨量的估计与再分析的大规模大气状态的估计。我们发现，当按降雨强度分组时，热带地区中等强度的沿海降雨发生在更稳定的条件和更干燥的大气中，并且与开阔海洋和内陆同行相比，与较小的大尺度辐合相关。总体而言，降雨量的依赖性的大尺度状态是显着较弱的降雨时，沿海地区的影响。我们的研究结果表明，对流在天气和气候模式的代表性必须迎合的大到小尺度的关系在海岸附近的特殊字符，而不是依赖于全球范围内的一套共同的规则。
2016-05-05 physics.ao-ph
Bio-optical characterization using Ocean Colour Monitor (OCM) on board EOS-06 in coastal region
针对海洋水色遥感大气校正方法在含沙或光学复杂水域失效的问题，本研究利用搭载于EOS-06、含13个VNIR波段的OCM-3传感器，以古吉拉特邦附近阿拉伯海为研究区展示其地球物理产品反演能力。
2024-10-30 physics.ao-ph
Spatial shifts in productivity of the coastal ocean over the past two decades induced by migration of the Pacific Anticyclone and Bakun effect in the Humboldt Upwelling Ecosystem
上升流有利风的增强和向极扩展被预测为对人类活动引起的全球气候变化的响应，并且最近在世界上大多数东边界上升流生态系统中被记录。为了确定这些过程是如何影响近岸海洋栖息地的，特别是洪堡上升流生态系统（HUE）初级生产力的长期趋势，我们分析了海平面气压，风应力，海面和大气地面温度的时间序列，叶绿素a，作为初级生产力的代理，沿26° - 36° S。我们表明，气候引起的初级生产力的趋势是高度异质性的整个地区。一方面，南太平洋反气旋（SPA）的向极迁移导致了约1000年至2000年春季上升流风的减少。南纬30°和34°，并在南部加强。在智利中部的这一地区，风的减少使海面温度略有增加，并使表面叶绿素a显著和季节性广泛减少。在30° S以北，近岸上升流风显著增强，SST显著降低，叶绿素a浓度显著升高。我们表明，这种上升流驱动的沿海生产力的增加可能是由过去20年来发生在30° S以北的海陆压力梯度增加（巴肯效应）造成的。因此，高营养利用率沿线的气候驱动因素导致海洋条件和初级生产力出现截然不同的趋势，这可能对沿海中上层和底栖生态系统产生深远影响，并导致主要渔业在地理上的迁移。
2021-04-16 physics.ao-ph
Ocean Terracing
艺术品可以提高人类应用宏观工程原理的能力，这些原理可以回避或纠正海洋学问题，这些问题会损害沿海土地的经济用途，空中空气区以及海水温度和盐度的稳定性。这里提出了一种新的艺术形式，海洋艺术，它以我们世界海洋的适当区域的故意梯田为中心;宏观工程有用的海洋艺术的一个拟议的例子是地中海在技术上可能的21世纪梯田。海洋艺术适用于世界各地的地方，可以通过明智的就业实际改善。这样的海洋艺术可能构成一个完全独特的类别的解决方案，沿海灾害预防规划。
2007-01-09 physics.ao-ph physics.gen-ph physics.soc-ph
Reduced-Order Surrogates for Forced Flexible Mesh Coastal-Ocean Models
DTU（技术大学）
本文提出一种灵活的Koopman自动编码器，结合气象强迫和边界条件，对比其与POD代理模型的性能，展示高精度和高效能的降阶方法。
2026-04-21 cs.AI cs.CE cs.LG
Digital Twin Earth -- Coasts: Developing a fast and physics-informed surrogate model for coastal floods via neural operators
由于海平面加速上升带来的沿海洪水风险，以及确定性数值模型的计算费用，迫切需要为基于物理的海岸和海洋模型开发快速准确的替代模型。为此，我们开发了地球海岸线的第一个数字孪生模型，采用了新的物理信息机器学习技术，扩展了最先进的神经运算符。作为一项概念验证研究，我们在行业标准洪水和海洋模型（NEMO）的模拟上构建了傅立叶神经运算符（FNO）代理。由此产生的FNO替代品准确地预测了大多数地区的海面高度，同时实现了NEMO的45倍加速度。我们以端到端和模块化的方式提供了一个开源的\textit{CoastalTwin}平台，以便轻松扩展到其他模拟和基于ML的代理方法。我们的研究结果和交付成果为大规模加速海岸动力学模拟器提供了一种有前途的方法，使科学家能够有效地执行许多模拟决策，不确定性量化和其他研究活动。
2021-10-14 physics.ao-ph
A validated coupled three-dimensional hydrodynamic and spectral wind-wave model for the western north Atlantic Ocean
本研究评估了高分辨率耦合SCHISM WWM III模型，结合三维斜压动力学，在西北大西洋验证了水位、潮汐及三种波浪参数化方案，为沿海管理和气候适应提供可靠工具。
2025-05-24 physics.ao-ph
A High-Resolution Future Wave Climate Projection for the Coastal Northwestern Atlantic
对大西洋西北部进行了高分辨率波候气候预测，以帮助评估由于全球气候变化可能造成的区域影响。光谱波模式NOAA WAVEWATCH III是利用三个耦合（双向）网格，以解决大西洋西北部和沿海南部和东部的美国分别在约21公里和7公里，并涵盖了1979- 2003年（历史）和2075- 2099年（未来）。每小时风场强迫由高分辨率AGCM（MRI-AGCM 3.2S; 21 km）提供，并允许更好地模拟大风暴事件（对极端事件统计很重要）。未来和历史时期之间的气候（25年）比较表明，西北大西洋（-5.7%）和墨西哥湾（-4.7%）的波高将显著降低，但加勒比海（2.4%）将增加。比较还表明，平均波向的大变化将发生在墨西哥湾（5.0°），最大的变化发生在佛罗里达半岛以西（超过15°）。
2018-07-09 physics.ao-ph
A Comprehensive Review of Phase-Averaged and Phase-Resolving Wave Models for Coastal Modeling Applications
The University of New Orleans（新奥尔良大学）；Naval Research Laboratory（海军研究实验室）
本文综述了用于海岸建模应用的相平均和相解析波模型，分析了其发展、性能及适用性，为研究人员选择合适模型提供指导。
2025-11-26 cs.NA math.NA physics.ao-ph
The upwelling source depth distribution and its response to wind stress and stratification
本文通过高分辨率理想化海洋模拟和边界被动示踪物，构建上升流源深度分布，提出平均源深度估计方法，并揭示其离散度随风应力增大、随层结增强而减小。
2023-12-07 physics.ao-ph
An Artificial Neural Network Algorithm to Retrieve Chlorophyll a for Northwest European Shelf Seas from Top of Atmosphere Ocean Colour Reflectance
由于非藻类物质对大气校正和标准Chl算法性能的影响，水色遥感反演相对浑浊的沿岸水的Chl存在问题。人工神经网络（NN）提供了一种替代方法，从空间和结果检索在西北欧陆架海在2002 - 2020年期间的叶绿素。NN在15个MODIS-Aqua可见光和红外波段上工作，并使用大气层底部（BOA）、大气层顶部（TOA）和瑞利校正TOA反射率（RC）进行测试。在每种情况下，与该地区使用的当前最先进的算法相比，由3层15个神经元组成的NN架构提高了性能和数据可用性。在TOA反射率上操作的NN优于BOA和RC版本。通过对TOA反射率数据的处理，神经网络方法克服了沿岸水大气校正中常见但困难的问题。此外，NN提供了其他算法经常因浑浊的水或低天顶角旗帜而掩盖的区域的数据。NN方法的一个显着特点是生成相关产品的不确定性的训练数据集的基础上产生的值为每个像素的分布的多个resception，并示出了一个例子，在北海的沿海时间序列。NN方法的最终输出包括基于每个像素的中位数的最佳估计图像和基于每个像素的标准差表示不确定性的第二图像，提供最终产品中的不确定性的像素特定估计。
2022-05-17 physics.ao-ph
Characterizing Ocean Flows with the Scattering Transform
针对功率谱无法区分海洋多尺度运动的问题，提出利用小波卷积的散射变换（ST）方法提取流场几何信息，有效区分平衡动力学、内波与湍流，为卫星测高及雷达空间图分析提供了新框架。
2025-05-01 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Harmonic Extension for Multiscale Analysis and Modeling Near Boundaries, with an Ocean Application
University of Rochester（罗切斯特大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出了一种基于谐波扩展的方法，用于多尺度分析和建模，特别应用于海洋边界附近的海面温度扩展。
2025-11-23 physics.ao-ph physics.flu-dyn
An efficient multi-GPU implementation for the Discontinuous Galerkin ocean model SLIM
UCLouvain（天主教鲁汶大学）；Aarhus University（奥胡斯大学）
本文提出一种优化的3D不连续伽辽金海洋模型，适用于单多GPU系统，通过内存布局优化、并行化和矩阵自由求解器提升性能，实验证明GPU在海洋模拟中的高效性。
2026-05-15 cs.DC physics.ao-ph physics.comp-ph
Observations and empirical functions for the ocean surface wave spectrum
Princeton University（普林斯顿大学）
基于现场观测数据，比较两种常用波谱参数化，提出充分发展海况下波谱尾部呈k^{-2.5}依赖关系，并通过大涡模拟评估其对海气动量通量的影响。
2026-06-29 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Deep Learning-Based Statistical Downscaling of Sea Surface Temperature Using a Residual Corrective Neural Network
University of Western Australia（西澳大学）
本研究针对全球气候模式SST降尺度的计算瓶颈，提出残差修正神经网络（RCNN），结合U-Net与残差修正方法，将澳大利亚西海岸SST分辨率从25km提升至2km，可准确捕捉细尺度特征，支持沿海与海洋生态研究。
2026-08-12 cs.LG physics.ao-ph
Deep Neural Networks for Active Wave Breaking Classification
波浪破碎是公海和近海能量耗散的重要过程。它驱动海滩形态动力学，控制海气相互作用，决定船舶和海洋结构物作业何时可以安全进行，并影响卫星对海洋特性的检索。然而，波浪破碎缺乏适当的物理理解，主要是由于缺乏观测现场数据。因此，需要新的方法和数据来改善我们目前对这一过程的理解。在本文中，我们提出了一种新的机器学习方法来检测主动波破碎，即在视频图像数据中主动产生可见气泡夹带的波。本方法基于经典机器学习和深度学习技术，并与本出版物一起免费提供给社区。结果表明，我们表现最好的模型在对测试数据集中的活动波浪破碎进行分类时，具有约90%的平衡分类准确度得分。该方法的直接应用的一个例子包括碎波的几何和运动学特性的统计描述。我们希望，目前的方法和相关的数据集将是至关重要的未来研究有关的波浪破碎在几个研究领域，其中包括但不限于：改进业务预报模型，开发风险评估和海岸管理工具，并完善遥感海洋属性的检索。
2021-01-27 physics.ao-ph
STAR: Spatio-Temporal Altimeter Waveform Retracking using Sparse Representation and Conditional Random Fields
University of Bonn（波恩大学）
卫星雷达测高是测量海面高度变化的最有力的技术之一，其应用范围从实用海洋学到气候研究。在开放大洋上，高度计返回波形通常对应于布朗模型，并且通过反演，估计的形状参数提供平均表面高度和风速。然而，在沿海地区或内陆水域上，波形形状经常受到陆地影响而失真，导致峰值或快速衰减的后缘。因此，得出的海面高度不太准确，波形需要通过复杂的算法重新处理。为此，这项工作提出了一种新的时空测高重跟踪（STAR）技术。我们表明，STAR能够推导出海面高度在公海以及沿海地区的至少相同的质量相比，现有的重跟踪方法，但更大数量的周期，从而保留更多有用的数据。我们的方法的新元素是（a）通过有条件的随机场方法整合来自空间和时间相邻波形的信息，（b）子波形检测，其中相关子波形通过稀疏表示方法与损坏或不相关的部分分离，以及（c）使用Dijkstra算法从多个可能的高度识别最终的最佳海面高度集。我们适用于STAR的Jason-1，Jason-2和Envisat任务的研究地点在的里雅斯特湾，意大利和恒河-雅鲁藏布江-梅克纳河口，孟加拉国的沿海地区的数据。我们比较几个既定的和最近的重跟踪方法，以及验潮仪的数据。我们的实验表明，所获得的海面高度显着较小的影响时，通过其他方法获得的结果相比，离群值。
2017-09-22 cs.CV physics.ao-ph
Ocean wave transmission, reflection and absorption by rows of vertical structures along the coastline
大量的吸波结构可以实现双重目标，即保护海岸免受侵蚀，以及清洁、可再生的电力生产。在这项工作中，人工冠层的原理进行了探讨，它由垂直结构，平行于海岸线的行排列。向海岸传播的海浪与障碍物排相互作用。一部分波浪能被反射回海洋，另一部分被传输到海岸线，而其余的能量在理论上可用于能量生产（尽管由于流体内的粘性效应或动力转换机构的不完美效率而必然会发生损失）。首先，一个简单的几何表示的反射/透射特性的个人，固定的行。在移动行的情况下，绘制的内部刚度和阻尼参数的设备，一方面，它们的反射，传输和吸收特性，另一方面之间的关系。然后检查阵列属性，这取决于单独的行设计参数和行间距值，使用宽间距近似。数值案例研究说明了拟议的建模框架的能力，垂直，振荡矩形板阵列。透射，反射和吸收的波谱检查，以及它们对个别振荡器控制调谐和阵列设计参数的依赖关系。
2021-11-04 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Quasigeostrophy against the wall
海岸是连续分层准地转方程的经典推导的障碍，由于缓慢的内部海岸捕获的开尔文波和反气旋之间可能的共振。[Deremble et al Ocean Modelling 2017]提出了准地转内部和边界层开尔文波动力学之间的耦合模型。我们重新推导这个模型，特别注意守恒定律。我们发现，尽管在边界层中存在Kelvin波激波，准地转能量是守恒的。这些激波的作用是改变全球位涡分布，从而改变内部流动结构。在这方面，我们表明，有一个主动控制的边界区域的内部流动。
2020-04-07 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Discontinuous Galerkin discretization for two-equation turbulence closure model
垂直湍流通量的精确表示是数值海洋模拟的关键，无论是在全球和沿海应用。最先进的方法是使用双方程湍流闭合模型，该模型将两个动力学方程引入系统。然而，数值求解这些方程是具有挑战性的，这是由于湍流量的正性的严格要求（例如，湍流动能及其耗散率），以及可能使数值系统不稳定的非线性源项。在本文中，我们提出了一个不连续伽辽金（DG）有限元离散的通用长度尺度（GLS）方程设计纳入DG沿海海洋模式，忒提斯。为了保证数值稳定性，必须仔细选择湍流量的函数空间。在这项工作中，我们建议使用零度元素的湍流量和线性不连续元素的示踪剂和速度。空间离散是用一个保正的半隐式时间积分格式完成的。我们验证了标准湍流闭合模型基准和理想化的河口模拟的实施。最后，我们使用全三维模型来模拟哥伦比亚河羽流。结果证实，耦合模式产生现实的垂直混合，并保持稳定的强分层条件下，强潮汐强迫。很好地捕捉了河流羽流特征。
2020-03-30 physics.ao-ph
The effects of interplay between the rotation and shoaling for a solitary wave on variable topography
本文介绍了孤立波动力学的特定功能的Ostrovsky方程的框架内的表面和内波在一个旋转的海洋与一个可变的底部地形的变系数。对于向海滩运动的孤立波，变浅效应可以抑制由旋转效应引起的终端衰减。两个基本的例子的底部轮廓进行了详细分析，并支持直接数值模拟。其中之一是一个恒定的斜坡底部和其他是一个特定的底部剖面提供一个恒定的振幅孤立波。真实的海洋参数的估计表明，稳定的孤子动力学在沿海地区的预测效果可以发生，特别是内波。
2018-12-08 nlin.PS physics.ao-ph physics.flu-dyn
Effects of Climate Change on Moroccan Coastal Upwelling: Relationships between the NAO, Upwelling Index, and Sea Surface Temperature (1978-2024)
The Hassania School of Public Works（哈萨尼亚公共工程学校）
本研究分析了气候变化对摩洛哥海岸上升流的影响，揭示了NAO、CUI与SST之间的关系及时空动态，发现变暖加速与局部冷却的矛盾，强调了渔业和旅游业的适应性管理需求。
2025-12-16 physics.ao-ph
Decadal analysis of sea surface temperature patterns, climatology, and anomalies in temperate coastal waters with Landsat-8 TIRS observations
CSIRO Data61（CSIRO数据61）；CSIRO Environment（CSIRO环境）；CSIRO Space and Astronomy（CSIRO空间与天文学）；South Australian Research and Development Institute（南澳大利亚研究与发展研究所）
本文提出基于 Landsat-8 TIRS 的百米级 SST 反演与每日气候态构建方法，经浮标验证并揭示南澳沿海十年温度季节变化与异常高发区。
2025-05-13 cs.CV eess.IV eess.SP
On the sensitivity of coastal quasigeostrophic edge wave interaction to bottom boundary characteristics: possible implications for eddy parameterizations
通过在下边界上引入缓坡和埃克曼抽吸，重新讨论了适用于内PV梯度为零的准地转海洋流的斜压不穩定Eady问题。解的性质由等密度线斜率相对于底斜率或埃克曼深度与水平波数之比决定。注意的增长，衰减和稳定的扰动的物理解释，强调准地转边缘波和Eady波之间的密切联系，和作用的等密斜率的稳定性属性，而不是底部密度梯度。扰动结构的边界条件的强烈影响。对于倾斜的底部边界，增长率是最不稳定的波，如果isopycnals倾斜在相同的方向作为底部，但在一般情况下，非标准的边界条件往往会延迟扰动的增长。特别是，存在的长波和短波截止被发现是非常敏感的边界条件，无论是倾斜的地形和埃克曼抽吸。有人建议，任何截断的增长率在一个Eady样的问题，实际上是从所选择的边界条件。然而，对于一定范围的参数，最大的增长率是可比的，发现在原来的伊迪问题，这可以解释公平的成功享有最近的涡参数化的基础上的伊迪增长率的时间尺度。
2004-01-23 physics.ao-ph
Density and sea level changes weaken the Atlantic Meridional Overturning Circulation through ocean bottom pressure
Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science, University of Miami（迈阿密大学罗斯恩施泰尔海洋、大气和地球科学学院）；National Oceanography Centre, Southampton（南安普敦国家海洋中心）
通过分析海底压力梯度，发现沿海海平面上升和海洋内部密度下降两个竞争驱动因素导致西边界和东边界翻转输送的部分补偿，从而削弱大西洋经向翻转环流。
2026-07-02 physics.ao-ph
BridgeCast: Bridging Ocean Wave Forecasts to Reanalysis via Flow Matching with Exogenous Variables
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Singapore Management University（新加坡管理大学）；University of Houston（休斯顿大学）；University of Connecticut（康涅狄格大学）
BridgeCast提出一种基于条件流匹配的物理-人工智能混合框架，用于校正海洋波浪预报的系统性偏差，通过Transformer架构融合外生变量，在真实数据上优于现有基线。
2026-10-21 cs.AI cs.LG physics.ao-ph
Semi-empirical dissipation source functions for ocean waves: Part I, definition, calibration and validation
提出了新的风致波浪谱耗散参数化方法。耗散率没有预定的谱形状，是波浪谱和风速及风向的函数，与波浪破碎和涌浪耗散特性的观察结果一致。也就是说，涌浪耗散是非线性的，并且与涌浪陡度成比例，并且仅当无量纲谱超过观察到波浪开始破碎的阈值时，由波浪破碎引起的耗散才是非零的。由于长波破碎的短波耗散的附加源被引入来表示由于较长的碎波的短波耗散。在Janssen的波浪破碎和风浪生成项中引入了几个自由度（J.Phys.Oceanogr. 1991年）。这些参数化与Hasselmann等人的离散相互作用近似相结合和校准。（J. Phys. Oceangr. 1985年，非线性相互作用。调整参数，以再现观测到的方向波谱的形状，以及随风速和波高的谱矩的变化。波浪能平衡在广泛的条件和尺度下得到验证，从轻微的涌浪到大型飓风，从全球海洋到沿海环境。波高，峰值和平均周期，光谱数据进行了验证，使用现场和遥感数据。尽管仍存在一些系统性缺陷，但参数化方法产生了迄今为止最好的总体结果。并提出了进一步改进的展望。
2010-01-02 physics.ao-ph
High-Frequency Radar Ocean Current Mapping at Rapid Scale with Autoregressive Modeling
我们使用自回归（AR）方法结合最大熵方法（MEM）估计径向表面电流从沿海高频雷达（HFR）复杂的电压时间序列。用合成的高频频率数据研究了该组合模型的性能，并与经典的多普勒谱方法进行了比较。结果表明，AR-MEM大大提高了质量和成功率的表面电流估计短的积分时间。为了证实这些数值结果，进行了相同的分析与实验数据集获得的16.3 MHz的HFR在土伦。结果发现，AR-MEM技术是能够提供高质量和高覆盖率的表面电流的地图，即使在很短的集成时间（约1分钟），经典的频谱方法只能满足稀疏覆盖的质量测试。该技术的进一步有用的应用被发现在高时间分辨率的表面电流的跟踪。表面电流在一分钟的时间尺度的快速变化被揭开，并显示出一致的湍流谱的$f^{-5/3}$衰减。
2020-12-20 eess.SP physics.ao-ph
Explaining Surface Layer Theory Departures in Marine Flux Profiles with Data-Driven Discovery
本研究利用沿海浮标数据与自动发现引擎，揭示MOST理论在沿海海洋通量剖面中的失效模式，识别出内边界层、波浪驱动风急流和热稳定边界层三种机制，为改进通量参数化提供方向。
2025-07-08 physics.ao-ph
Submesoscale dispersion in the vicinity of the Deepwater Horizon spill
2010年墨西哥湾的“深水地平线溢油和2011年太平洋的福岛核电站事故证明，对海洋污染扩散情况进行可靠预测对沿海生态系统、社会和经济十分重要。要准确预测海洋表面的污染物传播途径和浓度，就需要了解大范围空间尺度上的海洋动力学。由于缺乏这些尺度的天气测量，关于中尺度下（100米到几十公里，小时到天）速度场结构的基本问题仍然没有解决。\textcolor{black} {我们使用由数百个精确跟踪的表面漂流物几乎同时发布提供的高频位置数据，研究墨西哥湾北部次中尺度表面速度波动的结构。观测到的两点统计数据证实了经典湍流标度律在200 m $-$ 50 km尺度上的准确性，并清楚地表明，中尺度下的色散是\textit{local}，主要由高能中尺度下的波动驱动。结果表明，部署大型漂流仪器集群提供海洋表面速度场的空间变化的天气观测的可行性和实用性。我们的研究结果允许量化的亚中尺度驱动的分散在目前的业务流通模式和卫星高度计派生的速度场。
2014-07-18 physics.ao-ph
SSTODE: Ocean-Atmosphere Physics-Informed Neural ODEs for Sea Surface Temperature Prediction
本文提出物理信息神经常微分方程框架SSTODE，通过推导平流-扩散ODE并引入能量交换积分器，实现可解释且物理一致的全球与区域海表温度预测，取得最先进性能。
2025-11-07 cs.AI cs.LG physics.ao-ph
Interdecadal variability and oceanic thermohaline adjustment
温盐翻转环流强度的变化与地转性有关，与横跨洋盆的东西压差的变化有关。热带-极地密度差和东西气压差通过调整过程联系在一起。在平底海洋模式中，调整与粘性、斜压开尔文波传播有关。弱高纬层结导致这种调整具有年代际时间尺度。我们重新审视模式的调整过程中的年代际振荡的背景下，恒定通量和混合表面边界条件。在恒定的地面通量下，年代际振荡与模式域周围的粘性开尔文波的通道。我们的研究结果表明，振荡可以自我维持的扰动所产生的向南边界波传播的西边界电流。混合边界条件振荡的特点是由东，跨流域运动的盐度为主的密度异常，和西返回这些异常沿北部边界。我们认为后者与粘性Kelvin波传播有关。在这两种类型的边界条件下，温盐翻转和热带极地密度对比的强度不同的相位。我们展示了相位关系如何与边界波传播有关。边界区域的重要性表明，随着分辨率的提高，以及沿海、陆架/斜坡波导的代表性的改善，迫切需要审查模型中年代际变率的稳健性。（摘要摘录）
1996-08-07 ao-sci physics.ao-ph
General boundary conditions for a Boussinesq model with varying bathymetry
本文针对带地形的Boussinesq-Abbott系统，提出将初边值问题转化为带非局部通量的守恒律系统，并设计两种混合格式，数值验证边界条件渐近稳定性以支持仅凭边界数据重建波场。
2024-02-06 cs.NA math-ph math.AP
Leveraging an Atmospheric Foundational Model for Subregional Sea Surface Temperature Forecasting
Centro de Tecnologías de la Imagen (CTIM)（图像技术中心）；Instituto Universitario de Cibernética, Empresas y Sociedad (IUCES)（网络、企业与社会大学研究所）；University of Las Palmas de Gran Canaria, Spain（大加那利岛大学）；Oceanografía Física y Geofísica Aplicada (OFYGA)（应用物理海洋学与地球物理研究所）；Instituto Universitario de Investigación en Acuicultura Sostenible y Ecosistemas Marinos (ECOAQUA)（可持续水产养殖与海洋生态系统大学研究所）
本研究将大气预训练基础模型Aurora适配用于加那利上升流系统的海表面温度预测，通过分阶段微调等方法实现了高精度预测，验证了跨领域预训练模型在海洋预测中的可行性。
2025-10-29 cs.AI cs.LG physics.ao-ph
Near-inertial waves enhance vertical transport at ocean fronts
Woods Hole Oceanographic Institution（伍兹霍尔海洋研究所）
近惯性波与次米级洋流相互作用增强锋面垂直输运，导致净示踪物输运。
2026-02-11 physics.ao-ph physics.flu-dyn
A Deep-learning Real-time Bias Correction Method for Significant Wave Height Forecasts in the Western North Pacific
本文提出基于轨迹门控循环单元和像素切换损失函数的深度学习实时偏差订正方法，利用海浪与风场共同驱动，分季节构建模型，有效降低了西北太平洋ECMWF有效波高预报误差。
2023-11-25 physics.ao-ph
Decadal wave reconstruction in the Mediterranean Sea with graph neural networks
CMCC Foundation – Euro-Mediterranean Center on Climate Change（CMCC基金会-地中海气候变化中心）；Department of Physics and Astronomy, University of Bologna（博洛尼亚大学物理与天文系）；Department of Computer Science, University of Helsinki（赫尔辛基大学计算机系）
研究针对现有波浪模型难以处理非结构化网格与长时程的问题，提出基于GNN的WaveGraph模型，实现地中海17年稳定的年代际波浪重建，效果与观测数据相当。
2026-08-18 physics.ao-ph
An Open-Source Pseudo-Spectral Solver for Idealized Korteweg-de Vries Soliton Simulations
Bandung Institute of Technology（万隆理工学院）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Ronin Institute for Independent Scholarship 2.0（罗宁独立学术研究所 2.0）；State University of New York, Binghamton（纽约州立大学宾汉姆顿分校）
sangkuriang是一个开源的Python库，用于高精度求解KdV方程，通过伪谱方法和自适应时间积分，实现高保真度的孤子模拟，适用于海岸工程研究。
2026-02-27 cs.NA math.NA nlin.PS
The Physical Limit of Neural Hypoxia Detection in the Black Sea from Satellite Observations
University of Liège（列日大学）
本文利用深度生成神经网络分析卫星数据，揭示黑海缺氧事件检测的物理极限，发现混合层状态估计精度受限，夏季可检测38%的缺氧事件。
2026-09-15 physics.ao-ph
