台风激发地脉动特征及激发机制研究

发布时间：2017-09-27 06:46

  本文关键词：台风激发地脉动特征及激发机制研究

  更多相关文章： 台风 地脉动 波浪 源区定位 激发机制 数值模拟

【摘要】：地脉动(~0.05-0.50 Hz)主要来源于海浪运动与海底固体地球界面的耦合作用,台风引起的强烈海浪运动往往可使地脉动能量显著增强。由于涉及大气-海洋-固体地球三个圈层之间的复杂能量传递与耦合过程,迄今为止,关于台风激发地脉动的具体源区位置及激发机制尚存在争议。本文选取日本、中国东南沿海及台湾地区的地震台站连续波形记录,分析台风激发地脉动信号的时频特征,研究其随台风进程的演化规律。结果显示:台风期间地脉动信号有显著增强,频率范围主要分布在0.14-0.36Hz,其变化规律同台风过程相对应,并与台风中心至台站的距离等因素密切相关。同时,本文在此基础上,开展了相应的数值模拟研究,并与实际观测数据处理结果进行对比分析。结果表明:台风激发的DF(Double Frequency)地脉动存在两种主要激发模式,即(1)近岸源区激发,台风引起波浪入射至海岸反射并与后续来波相互作用形成驻波作用于海底而激发;(2)台风中心附近源区激发,台风中心移动过程中不同时刻激发的同频率波浪相向传播、相互作用产生驻波作用于海底而激发,源区位置主要集中于台风中心左后方。而且,在本文所研究例子中,当台风中心距离海岸较近时,沿岸的台站所记录的地脉动信号以第一种模式激发模式为主。此外,结合波浪再分析数据、波浪浮标实测数据、台风风场特征分析,我们进一步对DF地脉动激发过程中的影响因素进行了研究,发现:第一种模式激发的地脉动与近岸源区波浪场强度、观测点至源区距离及台风中心至海岸线距离等因素相关;而第二种模式激发的地脉动则主要受台风中心附近波浪场的频率成分与传播方向影响。为进一步研究地脉动激发源区位置,我们利用单台法计算了台风期间不同频段地脉动信号的最大能量来源方向,结果显示台风期间地脉动信号源区指向近岸波浪强度较大的沿海海域,与数值模拟结果基本相符。通过本文的研究工作,加深了我们对台风激发地脉动信号特征及机制的理解,并为我们接下去发展利用地震学和声学手段定位、监测台风的方法奠定了一定的基础。
【关键词】：台风 地脉动 波浪 源区定位 激发机制 数值模拟
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315;P444
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 国内外研究进展13-16
• 1.3 本文研究内容16-17
• 第二章 台风激发地脉动特征分析17-31
• 2.1 时频分析方法17-22
• 2.1.1 傅里叶变换17-18
• 2.1.2 短时傅里叶变换18-19
• 2.1.3 希尔伯特-黄变换19-22
• 2.2 台风激发地脉动信号时频分析22-30
• 2.2.1 台风“森拉克”及“黑格比”激发地脉动特征23-26
• 2.2.2 台风“蔷薇”激发地脉动分析26-27
• 2.2.3 台风“南玛都”激发地脉动分析27-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 台风激发地脉动信号数值模拟31-38
• 3.1 台风激发地脉动数值模型介绍31
• 3.2 地脉动激发机制的理论分析31-35
• 3.2.1 Longuet-Higgins非线性波（有限振幅波）干涉理论31-34
• 3.2.2 Hasselmann地脉动激发理论34-35
• 3.3 数值模拟结果35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 DF地脉动激发源区及其定向38-48
• 4.1 DF地脉动激发机制分析38-43
• 4.1.1 地脉动与ECMWF波浪再分析数据的互相关分析38-41
• 4.1.2 地脉动与近岸波浪浮标联合观测研究41-43
• 4.2 利用单台法对地脉动源区定向43-47
• 4.2.1 单台法介绍43-44
• 4.2.2 利用朝鲜核爆试验验证单台法有效性44-46
• 4.2.3 台风激发地脉动源区单台法定位结果与分析46-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 总结48
• 5.2 展望48-50
• 参考文献50-53
• 致谢53-54
• 在读期间发表的学术论文及研究成果54

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 詹晨曦;福州市区地脉动特征[J];福建建设科技;2004年02期

2 郭明珠,周嗣平,徐国栋,俞瑞芳;基岩表面地脉动谱比研究[J];岩土力学;2004年07期

3 李志雄;袁锡文;朱航;丁军;陈金燕;明穗花;;海南数字地脉动参数处理系统[J];地震;2008年02期

4 李昊,胡钧;地脉动测试在核电厂址勘测中的分析与应用[J];西部探矿工程;2000年06期

5 师黎静;陶夏新;;地脉动方法最新研究进展[J];地震工程与工程振动;2007年06期

6 李文昌;张玲;申凤兰;;地震前数字地脉动信息特征的研究[J];防灾减灾学报;2010年02期

7 李平;薄景山;孙有为;张宇东;李孝波;赵金鑫;万卫;;安宁河及邛海周边地区地脉动特征分析[J];地震研究;2013年01期

8 李昊;地脉动测试分析技术与工程应用[J];勘察科学技术;2000年06期

9 李昊,胡钧;核址地脉动测试与分析研究[J];上海地质;2000年02期

10 李友鹏,邹桂高;地脉动测试技术若干问题的讨论[J];岩土工程技术;2004年04期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 夏英杰;倪四道;曾祥方;;亚欧大陆地脉动信号随海洋活动的季节性变化[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年

2 郭明珠;谢礼立;苏克忠;;地脉动机制分析[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年

3 郭明珠;章慧蓉;藤海文;;场地地脉动观测方法介绍[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年

4 曾祥方;夏英杰;倪四道;;单台法和双台相关法研究台风引起的地脉动信号[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

5 杨学林;吴世明;;关于地脉动信号及其工程应用[A];中国土木工程学会第七届土力学及基础工程学术会议论文集[C];1994年

6 李志雄;袁锡文;;地脉动参数自动处理系统[A];地震海啸与地震预报实验场学术研讨会摘要集[C];2005年

7 石汝斌;王强;董志民;;脉动观测与数据处理系统[A];中国地震学会第三次全国地震科学学术讨论会论文摘要汇编[C];1986年

8 范叶萍;;河北文安5．1级地震前地脉动异常数字信号分析[A];中国地震学会第11次学术大会论文摘要集[C];2006年

9 曾祥方;倪四道;;日本九州岛10秒周期噪声源[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 郑露露;台风激发地脉动特征及激发机制研究[D];浙江海洋大学;2016年

2 刘士洪;太原城区地脉动频谱结构分析[D];太原理工大学;2007年

3 许建聪;地脉动频谱结构与场地土动力响应研究[D];福州大学;2003年

4 曾立峰;地脉动在黄土地区厚覆盖层探测中的应用研究[D];中国地震局兰州地震研究所;2012年

5 董蕾;大震前地脉动位移及其频谱特征研究[D];中国地震局兰州地震研究所;2011年

6 李彩霞;关于城市地区地震动特性的研究[D];北京交通大学;2008年

7 王静;应用地脉动的城市地下三维速度结构建模的研究[D];北京交通大学;2008年

8 林通;地层结构和场地特征对地脉动测试的影响[D];同济大学;2008年

9 倪世伟;地脉动数据的并行处理方法[D];福州大学;2010年

，

本文编号：928231