海洋表层及次表层气泡测量及分析

发布时间：2020-04-29 16:13

【摘要】：波浪破碎过程中气泡云的产生,能够显著增强海-气界面湍流过程和气体交换速率,对于海洋上混合层动力学、生物和化学过程,以及上层海洋-低层大气生物地球化学与物理过程耦合研究具有极其重要的作用。目前对气泡谱分布的观测主要限于在实验室内完成,外海现场观测的工作相对较少。本文利用自行研制的高分辨率CCD成像系统,在实验室和外海对气泡分布进行了初步观测,对气泡在海气交换中的作用进行了分析。论文主要分为三部分:1光机系统设计;2现场测量技术;3在海-气界面通量交换中的作用。分别简述如下: 1本文设计了一套高分辨率CCD水下气泡拍摄光学系统,主要由CCD光学成像单元、背景光源和视频采集三部分组成; 2用次高分辨率CCD成像系统,在实验室和外海对气泡分布进行了初步的观测,揭示了气泡的产生和消亡过程; 3利用边缘检测算法对气泡边缘信息进行提取,以此对图像中的气泡粒径大小和个数自动进行统计,并利用统计结果计算气泡的平均体积通量、气体交换通量以及能量交换。
【图文】：

冻雪或冰雹等）引起的淡水通量、风压（海表粗糙程度和风的相互作用）。如图1.1 所示。图 1.1 海-气界面相互作用示意图海-气通量交换同时发生在界面上层、下层和交界层，是垂直方向上的一个过程。

博士学位论文 海洋表层与次表层气泡的测量和分析层是界面上层：大气边界层最低 50m 处称为表面层。表面层具有非常重要的表层的风速、温度和湿度的变化都发生在表面层内。表面层中的动量通量、热蒸发发生很少，可以认为和高度无关。交界层处于中间位置，，物质交换、热量量交换主要发生在这个层面，是研究海-气交换的重点层面。交界层并没有固定义，因为在不同的风速和海况下，交界层的厚度会发生变化。交界层到海下方可以认为是界面下层，这个区域是波浪破碎后气泡的存在区域，是本文的主域。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P731.2

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1 曹瑞雪;海洋表层及次表层气泡测量及分析[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2006年

本文编号：2644757