南海东北部内波的X波段雷达监测方法及数值模拟研究

IOCAS-IR > 海洋环流与波动重点实验室

	南海东北部内波的X波段雷达监测方法及数值模拟研究
	吕海滨
学位类型	博士
导师	何宜军
	2011-05-22
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位专业	物理海洋学
关键词	X波段雷达内孤立波南海内波表面信号
摘要	南海东北部是内波多发区，内波引起的次表层流调制海表波高谱，在海面呈现长的准线形条带，能被遥感卫星观测到。但是，卫星受到自身运行周期的限制，还受恶劣海况影响，其获取内波信号具有偶然性；船载X波段雷达具有分辨率高的特点，能够监测到弱的内波表面信号。目前X波段雷达监测内波的工作极少，还有很多工作有待进一步研究。另外，以往数值模拟手段多用来研究内波的垂向结构变化，模拟内波表面信号的很少。本文以研究内波表面信号为主线，分析了2009年6月中国科学院创新工程重大项目南海实测数据，利用Lamb模式和ROMS模式模拟了内波表面信号，取得了重要的学术成果，主要为：利用Radon Transform技术从雷达的后向散射图像中求取了东沙K106站在2009年6月24日观测到的一个振幅大于100米的孤立波的相速度，考虑了海流的影响，最后计算得到该孤立子的相速度等于3.04m/s，波的传播方向大致为297°。利用Radon Transform技术从雷达的后向散射图像中求取了一个含有3个非线性波的内波包的传播速度和传播方向。利用两层有限深混合层公式，从船载X波段雷达影像中求取了混合层深度，结果与现场实测的温度链和CTD数据对比，显示很好的一致性。船载雷达在6月25日11时47分监测到的波包含有至少4个子波，其中最后的子波雷达表面信号最强。同时发现一个有趣的现象，第一个孤立波（24日22时43分）前部振幅达20m的内波在表面没有内波信号；而第三个孤立波（25日11时47分）前部振幅5m的内波在表面有内波信号。通过分析现场ADCP、CTD监测数据，发现背景流、混合层深度对内波表面信号的强弱有重要影响。利用Lamb非静力模式，进行了6个数值敏感实验，发现：背景流对内波垂向结构有很大影响。随着背景流减小，非线性波变成线性波；传播速度减小；扰动混合区缩小。背景流对内波的表面信号有很大影响。用MASUG指标定量化了不同因素对内波表面信号的影响。当与内波传播同向背景流增大，表面流梯度变大，内波表面信号会增强；混合层加深，内波的表面信号强度减弱。利用静力版ROMS模态分裂技术的优势，考虑潮汐的影响，模拟的水位场具有明显的条纹，与SAR影像中内波条纹在时空上吻合，利用模拟的内波表面信号分别展示了起源于巴布延岛、巴坦岛的内潮波时空变化特征，并成功地模拟了“手拉手现象”。用模拟的内波表面信号获取的传播速度与以往研究成果一致。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/17901
专题	海洋环流与波动重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	吕海滨. 南海东北部内波的X波段雷达监测方法及数值模拟研究[D]. 中国科学院研究生院,2011.

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南海东北部内波的X波段雷达监测方法及数值（9807KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览