波谱仪数据的海浪反演及应用

发布时间：2020-04-19 21:32

【摘要】：海浪是人们十分熟悉却又十分复杂的现象，海浪的研究对海洋工程、海洋开发、交通航运、海洋捕捞与养殖等活动具有重大意义。海浪方向谱用于描述海浪内部能量相对于频率和方向的分布，是海浪研究中的重要概念。海浪波谱仪为专门用于海浪谱探测的新型遥感器，它的出现弥补了现阶段对海浪观测的不足。海浪波谱仪为采用小入射角、窄脉冲、圆锥形波束扫描的真实孔径雷达，可探测海面波长大于30-40m的波浪，其探测海浪谱的原理为探测海面由长波倾斜引起的雷达后向散射截面的变化，通过方位向360°旋转的波束获取海浪的方向信息。 本文基于机载C波段全极化海浪波谱仪－STORM系统数据，对其风场、波浪场的反演过程进行了分析，并将反演出的海浪谱与第三代海浪模式SWAN模式的输出结果及位于试验区域的浮标数据进行了对比分析，对比结果显示，当海面较为平静时，，长波对雷达后向散射截面的调制较弱，此时，信噪比也较小，不利于反演海浪谱，波谱仪对海浪的探测结果较差；海浪的多峰特征对波谱仪探测结果的影响还需要进一步的分析验证。 海浪是海洋上混合层和跃层形成的关键因素，现今的海流模式不能很好地模拟海洋上混合层与跃层特征的一个重要原因就是没有考虑由于海浪的涡动混合引起的海洋上混合层能量的变化。本文利用从反演出的海浪谱获取的各种海浪要素，对基于波谱仪数据的海浪在上层海洋混合作用和能量输入估算算法进行了探讨。 海气相互作用强烈地影响着上层海洋及大气底边界层的结构,海气通量反映了海洋与大气之间的相互联系与反馈机制,在浪-流耦合模式、表面波与流的预报中有着重要的意义。本文对基于波谱仪数据的海气交换通量估算算法进行了分析，将由海浪谱数据得到的有效波高、有效周期和主波波长等波浪参数直接引入海气通量参数化方案中，替代原方案中根据10米风速利用经验公式推算有效波高和有效周期的过程，由此，将海浪波谱仪提供的海浪谱数据引入到海气交换通量的估算中。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P731.22

【参考文献】

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本文编号：2633763