南海东沙岛礁内孤立波折射—交叉过程的卫星遥感与数值模拟研究
发布时间：2021-10-12 05:44
我国南海北部由于底地形复杂且海水层化具有典型的季节变化特征而成为海洋内波活动的多发区。一般认为,内孤立波自吕宋海峡产生后向西传入南海,与东沙岛礁相遇发生衍射,然后分为南北两支继续向西传播,经过折射在东沙岛礁背部（西侧）交叉汇合形成新的波列,最终传播至大陆架破碎消散。但是南北两支内孤立波在东沙岛礁背后交叉汇合的位置是变化的。本文应用卫星遥感和数值模拟的方法对被东沙岛礁衍射后分成的南北两支内孤立波,经折射在岛礁背后交叉汇合的动力过程进行研究,重点关注内孤立波在东沙岛礁背后的变化,探究影响两支内孤立波交叉位置的因素。本文主要内容与结论如下:（1）基于SAR开展了南海北部东沙岛礁海洋内波分布和空间特征研究。利用在南海东沙岛礁区域收集的Envisat ASAR卫星的宽刈幅图像数据研究东沙岛礁区域海洋内波的时空分布,并对岛礁背面区域南北两支内孤立波交叉汇合的位置进行统计分类。统计结果表明内孤立波经过东沙岛礁后主要沿西北向传播,内孤立波波峰线在东沙岛礁附近具有不同的波形和不同的出现位置,春夏秋冬每个季节内孤立波在SAR图像上都可以被观测到,但在夏季出现的概率最高。另外,以东沙岛长轴延伸线为基准,南北...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)北京市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内孤立波遇东沙岛礁后发生衍射-折射-交叉过程
南海东沙岛礁内孤立波折射-交叉过程的卫星遥感与数值模拟研究第 2 章 SAR 海洋内波遥感成像理论普遍接受的 SAR 海洋内波遥感成像机理是水动力学机制，即 S成像过程可分为以下三步：①海洋内波在传播过程中使表层流效应；②变化的海表层流场对海表面微尺度波（毛细重力波和几厘米到几十厘米之间）的调制使其空间分布发生变化；③雷度波的相互作用改变了海面的雷达后向散射截面，使得图像灰开国等，2017；林珲等，2010；Liu 等，1998）。图 2.1 描述了感成像的这三个物理过程，可以分别用海洋动力学方程、波流相达后向散射理论来描述。
（a） （b）图 2.2 不同极性的内波在 SAR 图像上的成像特征：（a）下降型内波的 Envisat ASAR图像，成像时间为 2009 年 8 月 4 日；（b）上升型内波的 Envisat ASAR 图像，成像时间为2005 年 8 月 25 日成像除了前面所述的水动力学调制机制，海洋内波的另一种 SAR 遥感成像机理为表面膜调制机制，这种机制则主要考虑了表面膜对内波 SAR 遥感成像的调制作用。Da Silva 等（1998）认为在风速超过 2m/s 的情况下，内波的水动力学调制机制和表面膜调制机制的综合作用使得内波在 SAR 图像上表现为明暗相间的条纹，但是随着表面膜压力值增大、表面膜聚集程度增加，海洋内波特别是沿方位向传播的内波在 SAR 遥感图像上可能仅表现为暗条纹。SAR 海洋内波成像过程十分复杂，可能会受到各种因素的影响，如雷达系统成像特性、内波特性（包括非线性效应、科氏力、多模态特性等）、表面波特性（包括表面波破碎效应、表面膜效应）、海洋环境（包括水深、大尺度环流、
【参考文献】：
期刊论文
[1]南海东沙海域内孤立波形态研究[J]. 徐宋昀,许惠平,耿明会,关永贤. 海洋学研究. 2016(04)
[2]南海东北部剪切流场对内波影响的研究进展[J]. 蔡树群,刘统亚,何映晖,吕海滨,陈植武,刘军亮,谢皆烁,许洁馨. 地球科学进展. 2015(04)
[3]变系数EKdV模型在模拟南海北部大振幅内孤立波传播和裂变中的应用[J]. 张善武,范植松,石新刚. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2015(04)
[4]近10年来南海孤立内波的研究进展[J]. 蔡树群,何建玲,谢皆烁. 地球科学进展. 2011(07)
[5]星载SAR海洋内波遥感研究进展[J]. 林珲,范开国,申辉,黄韦艮,贺明霞. 地球物理学进展. 2010(03)
[6]序列SAR内波图像二维成像仿真研究[J]. 李飞,种劲松. 微计算机信息. 2009(07)
[7]多波段海洋内波SAR图像特征分析[J]. 范开国,黄韦艮,贺明霞,傅斌. 海洋通报. 2008(06)
[8]精确至二阶的微尺度海波波数谱的表示[J]. 袁业立,华锋. 中国科学（D辑:地球科学）. 2004(10)
[9]Some characteristics and evolution of the internal soliton in the northern South China Sea[J]. CAI Shuqun, CAN Zijun & LONG XiaominLED, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China. Chinese Science Bulletin. 2002(01)
[10]南海北部的内波[J]. 杜涛. 地学前缘. 2000(S2)
博士论文
[1]基于变系数KdV-type理论模型的南海北部内孤立波传播演变过程研究[D]. 张善武.中国海洋大学 2014
硕士论文
[1]南海北部内波时空传播特征的遥感研究[D]. 刘冰清.上海海洋大学 2015
[2]南海北部内孤立波三维数值模拟[D]. 迟乐泉.中国海洋大学 2014
本文编号：3431998
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)北京市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内孤立波遇东沙岛礁后发生衍射-折射-交叉过程
南海东沙岛礁内孤立波折射-交叉过程的卫星遥感与数值模拟研究第 2 章 SAR 海洋内波遥感成像理论普遍接受的 SAR 海洋内波遥感成像机理是水动力学机制，即 S成像过程可分为以下三步：①海洋内波在传播过程中使表层流效应；②变化的海表层流场对海表面微尺度波（毛细重力波和几厘米到几十厘米之间）的调制使其空间分布发生变化；③雷度波的相互作用改变了海面的雷达后向散射截面，使得图像灰开国等，2017；林珲等，2010；Liu 等，1998）。图 2.1 描述了感成像的这三个物理过程，可以分别用海洋动力学方程、波流相达后向散射理论来描述。
（a） （b）图 2.2 不同极性的内波在 SAR 图像上的成像特征：（a）下降型内波的 Envisat ASAR图像，成像时间为 2009 年 8 月 4 日；（b）上升型内波的 Envisat ASAR 图像，成像时间为2005 年 8 月 25 日成像除了前面所述的水动力学调制机制，海洋内波的另一种 SAR 遥感成像机理为表面膜调制机制，这种机制则主要考虑了表面膜对内波 SAR 遥感成像的调制作用。Da Silva 等（1998）认为在风速超过 2m/s 的情况下，内波的水动力学调制机制和表面膜调制机制的综合作用使得内波在 SAR 图像上表现为明暗相间的条纹，但是随着表面膜压力值增大、表面膜聚集程度增加，海洋内波特别是沿方位向传播的内波在 SAR 遥感图像上可能仅表现为暗条纹。SAR 海洋内波成像过程十分复杂，可能会受到各种因素的影响，如雷达系统成像特性、内波特性（包括非线性效应、科氏力、多模态特性等）、表面波特性（包括表面波破碎效应、表面膜效应）、海洋环境（包括水深、大尺度环流、
【参考文献】：
期刊论文
[1]南海东沙海域内孤立波形态研究[J]. 徐宋昀,许惠平,耿明会,关永贤. 海洋学研究. 2016(04)
[2]南海东北部剪切流场对内波影响的研究进展[J]. 蔡树群,刘统亚,何映晖,吕海滨,陈植武,刘军亮,谢皆烁,许洁馨. 地球科学进展. 2015(04)
[3]变系数EKdV模型在模拟南海北部大振幅内孤立波传播和裂变中的应用[J]. 张善武,范植松,石新刚. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2015(04)
[4]近10年来南海孤立内波的研究进展[J]. 蔡树群,何建玲,谢皆烁. 地球科学进展. 2011(07)
[5]星载SAR海洋内波遥感研究进展[J]. 林珲,范开国,申辉,黄韦艮,贺明霞. 地球物理学进展. 2010(03)
[6]序列SAR内波图像二维成像仿真研究[J]. 李飞,种劲松. 微计算机信息. 2009(07)
[7]多波段海洋内波SAR图像特征分析[J]. 范开国,黄韦艮,贺明霞,傅斌. 海洋通报. 2008(06)
[8]精确至二阶的微尺度海波波数谱的表示[J]. 袁业立,华锋. 中国科学（D辑:地球科学）. 2004(10)
[9]Some characteristics and evolution of the internal soliton in the northern South China Sea[J]. CAI Shuqun, CAN Zijun & LONG XiaominLED, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China. Chinese Science Bulletin. 2002(01)
[10]南海北部的内波[J]. 杜涛. 地学前缘. 2000(S2)
博士论文
[1]基于变系数KdV-type理论模型的南海北部内孤立波传播演变过程研究[D]. 张善武.中国海洋大学 2014
硕士论文
[1]南海北部内波时空传播特征的遥感研究[D]. 刘冰清.上海海洋大学 2015
[2]南海北部内孤立波三维数值模拟[D]. 迟乐泉.中国海洋大学 2014
本文编号：3431998
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