利用卫星SAR图像研究黄渤海大气边界层波动

发布时间：2020-07-16 03:42

【摘要】：海洋大气边界层是海洋表面和高层大气之间的重要连接,自由大气通过海洋大气边界层同海洋发生各种能量和物质交换。波动现象是海洋大气边界层的一个重要现象,对发生在海洋大气边界层中的大气波动现象的研究,与海洋、大气科学的其它研究领域及污染治理和环境保护等都有密切关系。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)作为一种现代高空间分辨率成像侧视雷达,对地球表面海洋所成的图像中蕴含了极为丰富的中尺度及亚中尺度海洋大气边界层信息,因此对边界层气象学研究,特别是海洋大气边界层波动的研究有着非常重要的意义。首先,本文介绍了支撑本研究有关数据资料的来源和特点、黄海和渤海及其周边地区的地形地势和气候特征。其次,对海洋、海陆过渡型下垫面大气边界层的结构和主要特征做了介绍,表明海洋和海陆过渡地区的大气边界层具有不同于陆地下垫面的独特特征,此外还总结了发生在地球大气边界层的各种波动类型及观测这些波动的设备和方法,并对推导了动力学方程,为后文的工作奠定了理基础。再后,根据卫星SAR图像上发现的大气重力波具体实例,分析了下山风产生大气重力波的机制,并概括了这种大气重力波的特征。最后,本文论证了大气重力波的一个新类型——由大气锋面产生的大气重力波,并将其命名为“大气锋面波”。本文对发生于黄海、和渤海的大气锋面波做了统计分析,并结合两个具体实例,阐述了大气锋面波的产生机制和动力特征。
【学位授予单位】：国家海洋局第一海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P732
【图文】：

云实,齐齐哈尔,波浪,大气波动

图 1.1 波浪云实例（2008-6-12 摄于中国齐齐哈尔）大气波动最早的研究起始于呈现波状的云，即所谓的波浪云。一直以来波浪云（见图 1.2）都是大气波动最令人广泛信服的证据。1919 年，Trey 通过对波浪云的观测，给出了这种波动的统计特征。Wegener（1906）的理论支持了 Trey 的观测结论，并认为波浪云是大气界面波动的直接证明。Goldie（1925）最早考虑到了大气波动在大气内部密度不连续面上传播。随着观测技术的进步，人们陆续发现了其它证明大气产生波动的证据。Johnson（1929）在英国观测到了一次大气压的起伏变化，他认为这是附近大气层中波动造成的，此后，人们观测到了越来越多的类似现象。这些大气波动现象的发现越来越多的证明了 Wegener 关于大气波动的理论，例如他关于大气波动的波速、波长和传播方向等理论。但是关于波浪云是大气密度界面波动的假设却得一些学者的挑战，他们认为波浪云是某一高度热不稳定处的对流单体或者涡列，Scorer（1951）和 Kelvin（1880）的工作

示意图,工作模式,传感器,太阳同步

表 2.1 ENVISAT-1 卫星的主要参数量轨道轨道倾角单圈时间太阳同步/高度 800 公里 98° 101 分钟表 2.2 ENVISAT-1 ASAR 传感器工作模式及其特性ImageAlternatingPolarisationWide SwathGlobalMonitoring最大 100 公里最大 100 公里约 400 公里约 400 公里100 Mbit/s 100 Mbit/s 100 Mbit/s 0.9 Mbit/s VV 或 HHVV / HH 或VV / VH 或HH / HVVV 或 HH VV 或 HH 30m 30m 150m 1000m

和波束,工作模式

图 2.2 RADARSAT-1 SAR 工作模式和波束特征2.1.3 美国 MODIS 卫星数据美国宇航局(National Aeronautics and SpaceAdministration，NASA)于 1994 年启动了对地观测计划(Earth Observing System，EOS)，其中分辨率成像光谱仪(ModerateResolution Imaging Spectrometer，MODIS)是其核心传感器。MODIS 搭载在 TERRA 和 AQUA 卫星上，是世界上唯一将实时观测数据通过 x 波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器，全球许多国家和地区都在接收和使用 MODIS 数据。MODIS 数据主要有三个特点，其一，NASA 对 MODIS 数据实行全世界免费接收的政策（TERRA 卫星除 MODIS 外的其他传感器获取的数据均采取公开

【参考文献】