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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种浅层海水温度时空预示方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115729977B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211360920.5，技术领域涉及：G06F16/2458；该发明授权一种浅层海水温度时空预示方法是由马小兵;纪皓迪;蔡义坤设计研发完成，并于2022-11-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种浅层海水温度时空预示方法在说明书摘要公布了：本发明一种浅层海水温度时空预示方法，通过如下步骤实现：一：采集浅层海水温度环境数据；二：建立海水表面温度时序模型；三：建立浅层海水温度垂直结构模型；四：建立浅层海水温度垂直结构时变模型；五：建立浅层海水温度时空预示模型；通过以上步骤，达到了将浅层海水温度的时间动态性映射到时变函数的参数上进行时间尺度预示，进一步通过克里金插值法开展浅层海水温度时空预示的效果，解决了现有方法无法对浅层海洋温度的时间动态性和地域差异性进行准确描述的实际问题，实现了对大范围同步海洋温度数据进行时空描述的功能。

本发明授权一种浅层海水温度时空预示方法在权利要求书中公布了：1.一种浅层海水温度时空预示方法，其特征在于：需建立如下基本设置： 设置1：在对海水温度场进行预测时，在水平方向上将海水温度视为随机场，根据地理学第一定律，地理空间上的所有值都是互相联系的，且距离近的值联系更强； 设置2：海水温度场随机过程为固有平稳过程，即随机场的数学期望存在，且与位置无关；对随机场内任意两点，其协方差函数仅是点间欧氏距离的函数； 式中：Z为待插值的估算点，Zi为第i个样本的实测点，m为参与计算的实测样本个数，λi为第i个样本点的权重系数； 设置3：在海水深度200米以下的海域，设其海水温度不随季节存在明显变化，随深度变化缓慢，在水平方向上仅存在由海水流动引起的微小温差，海水温度在10摄氏度浮动； 设置4：海水表面温度受太阳辐照影响，具有周期波动特性和随机波动特性，总体温度在年平均值附件周期变化； 设置5：位于混合层的海水由于大气风场、海水流动的自然环境因素混合作用，形成了一层物理化学性质相同的区域，因此设混合层的海水温度处相等，对海水温度垂直结构模型进行简化； 基于上述基本设置，步骤如下： 步骤一：采集浅层海水温度环境数据 充足的海水温度数据是建立海水预示模型的基础，为后续步骤起支撑作用；海水温度数据由两种渠道获取，分别为舰船远洋航行监测数据和公开环境数据库数据；在舰船远洋航行过程中，记录舰船航行轨迹，使用海水监测工作站连续采集海水环境数据，采集参数包括采集时间、海水温度、海水采集的深度，采集完成后完成舰船远洋航行过程中海水环境数据的整理，要求每条数据包括海水温度、经纬度、时间、深度四个指标，其中，时间指标精确到年、月、日或年、月；公开环境数据库数据目前包括世界海洋数据集、全球海洋观测网、世界气候数据中心，要求每条从数据库采集的数据包括海水温度、经纬度、时间、深度四个指标； 步骤二：建立海水表面温度时序模型 在海洋环境中，海水表面温度受太阳辐照的影响而动态变化，因此具有明显的随季节变化的周期波动特性；此外，洋流和大气流动也会对海水表面温度形成扰动，因此海水表面温度还具有随机波动特性；基于海水表面温度的以上两种特性，通过三角函数建立海水表面温度时序模型： 式中：TSt表示t月份的海水表面平均温度，T0为常数，用于描述海水表面温度的季节性变化特征，T1为海水表面温度年波动幅值，τ和为波动周期和相位，与经纬度位置有关；εt为随机波动项，εt服从均值为0，方差为σ2t的正态分布，即εt～N0,σ2t； 由于太阳辐照受地球公转影响，因此海水表面温度的季节性变化周期为12个月，即τ＝12，T0表示了海水表面温度的年均值，通过计算海水年均温度得到；海水表面温度年波动幅值T1和相位与太阳直射区域有关，是随经纬度变化的，需要通过某一地点的海水表面温度数据具体拟合得到；εt由从温度数据中移除波动项后估计出，在不考虑海水温度置信区间预示时能忽略； 步骤三：建立浅层海水温度垂直结构模型 对于浅层海水，垂直剖面温度结构由混合层、温跃层构成；混合层近似为稳态结构，海水温度等于海水表面温度；由于温跃层内海水深度200米以上的海水温度下降速率随深度的增加而下降；在海水深度200米以下的区域，设其海水温度不随季节存在明显变化，随深度变化缓慢，在水平方向上仅存在由海水流动引起的微小温差，海水温度在10摄氏度浮动；因此混合层海水温度等同于表面温度，温跃层内的海水温度能表达为海水表面温度、温度梯度参数和深度的指数函数形式： Th＝TS,h＜hth4 Th＝TS-10·exp[-b·h-hth]+10,h＞hth5 式中：Th表示深度为h时的海水温度，hth表示海水温跃层上界，b表示海水温度梯度参数； 对于式4-5的浅层海水温度垂直结构模型，适用范围为海平面以下200m深度范围内；在此模型中，海水温跃层上界hth需要通过判断温度变化速率确定；海水温跃层上界判别方法采用垂直梯度法，即垂直方向上的最低温度梯度0.05摄氏度米来判定温跃层上界； 步骤四：建立浅层海水温度垂直结构时变模型 在浅层海水温度垂直结构模型的基础上，引入时变函数来描述浅层海水温度垂直结构的时变特性，即能建立浅层海水温度垂直结构时变模型，具体为： 对于使用式4-5描述的浅层海水温度垂直结构模型，共含有hth和b两个随时间变化的待定参数，因此引入时变函数来描述hth和b随季节变化的特性；海水温跃层上界hth随时间变化的模型应与表面海水温度一样： 式中：htht表示t月份的浅层海水温跃层上界深度，h0为常数，用于描述浅层海水温跃层上界深度的季节性变化特征，h1为浅层海水温跃层上界深度年波动幅值，τ和为波动周期和相位，与表面海水的波动周期和相位相同； 由于设置3中限定海平面200米以下深度的海水温度已不受季节影响，浅层海水温度指数模型的参数b由混合层温度决定，而混合层温度与海水表面温度相似，因此浅层海水温度指数模型的参数b随时间变化的模型也应与表面海水温度相同： 式中：bt表示t月份的浅层海水温度指数模型的参数，b0为常数，用于描述浅层海水温度指数模型的参数的季节性变化特征，b1为浅层海水温度指数模型的参数年波动幅值，τ和为波动周期和相位，与表面海水的波动周期和相位相同； 式6和7中包含的两个常数h0和b0分别反应了浅层海水温跃层上界深度和浅层海水温度指数模型的参数的年均值，通过计算连续12个月的常数均值得到；h1和b1两个年波动幅值参数由拟合回归得出； 步骤五：建立浅层海水温度时空预示模型 浅层海水温度垂直结构时变模型描述了某一地点海水垂直温度随时间变化的规律，但在海洋自然环境条件下，海水不仅在时间尺度上存在连续的变化，在空间尺度上同样存在不同的变化规律；因此在浅层海水温度垂直结构时变模型基础上还需建立海水温度水平结构模型，以获取大范围同步海洋温度数据；采用基于克里金插值方法来描述海水温度的水平结构，具体为： 将浅层海水温度垂直结构时变模型的参数向量时间数据与经纬度对应，开展克里金插值计算，求解克里金方程组，得到的不同经纬度下的浅层海水温度垂直结构时变模型参数向量实现浅层海水温度时空预示功能。

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