基于淺海聲層析的海洋環(huán)境場(chǎng)反演方法研究.pdf

1、海洋聲層析是獲得海洋環(huán)境信息的重要手段,與傳統(tǒng)的海洋調(diào)查相比,具有大范圍海域同步、連續(xù)測(cè)量的特點(diǎn),是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。如何通過(guò)聲層析準(zhǔn)確、快速的獲得感興趣海域的環(huán)境參數(shù)信息是該領(lǐng)域的重點(diǎn),在這方面的突破對(duì)于簡(jiǎn)便、迅捷地監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境參數(shù)在時(shí)間和空間的變化有很大的促進(jìn)作用,能幫助人們更加容易的了解海洋。
　　現(xiàn)實(shí)的海洋環(huán)境復(fù)雜多變,在近海海域,海流作為基本的物質(zhì)運(yùn)動(dòng),影響著海域內(nèi)溫度、鹽度和泥沙等輸運(yùn)過(guò)程,同時(shí)也對(duì)海洋聲信號(hào)的傳播情況

2、產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)研究區(qū)域的邊界條件,開(kāi)邊界模式方法可將流場(chǎng)分解為無(wú)旋場(chǎng)量、無(wú)源場(chǎng)量和邊界模式的線(xiàn)性和,且模態(tài)分布只與邊界有關(guān),不隨時(shí)間變化,能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的要求。本文主要展開(kāi)對(duì)海水流場(chǎng)的聲學(xué)反演方法研究。海水的流動(dòng)對(duì)在固定聲線(xiàn)路徑上傳播的聲信號(hào)到達(dá)時(shí)間有一定影響,從聲信號(hào)到達(dá)時(shí)間的差異可以得出此路徑上的海流。本文基于此條件,以射線(xiàn)走時(shí)聲層析為基礎(chǔ),結(jié)合流場(chǎng)的模式分析——開(kāi)邊界模式方法,運(yùn)用匹配場(chǎng),提出了基于淺海聲層析數(shù)據(jù)的流場(chǎng)反演方

3、法,可獲取較大范圍內(nèi)的流場(chǎng)信息。
　　本文首先利用開(kāi)邊界模式方法針對(duì)美國(guó)坦帕灣潮流場(chǎng),分析了開(kāi)邊界模式中各模態(tài)系數(shù)與流場(chǎng)時(shí)間變化特征間的關(guān)系,利用近似長(zhǎng)度尺度和各模態(tài)能量比重開(kāi)展了模態(tài)過(guò)濾方法的研究。在分析膠州灣無(wú)旋場(chǎng)、無(wú)源場(chǎng)和邊界模式的各模態(tài)空間分布的基礎(chǔ)上,根據(jù)各模態(tài)對(duì)應(yīng)動(dòng)能的時(shí)變信息進(jìn)行模態(tài)過(guò)濾,分別利用2010年11月份膠州灣走航 ADCP數(shù)據(jù)和聲層析觀測(cè)數(shù)據(jù),采用上述流場(chǎng)反演方法獲得膠州灣的流場(chǎng)分布,與實(shí)測(cè)的走航 ADC