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基于模式结果的内潮信息分析开题报告

 2022-01-07 10:01  

全文总字数:3272字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

海洋内潮不仅仅传播能量,也是促进海洋湍流混合的动力,并对水声通讯、海洋工程和潜艇航行等具有重大影响。内潮引起的等温度面和等密度面的起伏会影响到海洋中声信号的传播速度与方向。从而降低了声纳的功能,增加了水下通讯和目标探测的困难。船舶航行到跃层界面时,受到内潮影响,消耗大量能量产生阻力,突然减速难于前进。潜艇在水中运动,如遇到强烈的内潮,等密度面的大振幅上下起伏会将其拖拽到海底,由于压强的剧变,潜艇会难以操作甚至被破坏。内潮对石油开采会产生不可忽视的影响,强烈的扰动使得钻机移位不稳定,钢缆和支架常常受不住压力被分解。

内潮对海洋中的动力、生态、水下声学信号传播、海洋军事等方面都有着重要的影响,因此,开展对内潮的研究无论是在理论研究还是实际应用中都有重大的意义。

国内外研究现状

近年来对于内潮的研究有现场观测、理论研究、数值模拟、物理实验等方法。现场观测主要是使用船载雷达、海流计、潜标锚定等,能够最真实最直观地反映出海洋中的现象,但是需要较长时间的定点现场观测,且耗资巨大,很难实现大面观测,因而现场观测分析较少被使用。理论研究可以为其它方法的使用与结果分析提供支持,但是理论分析大多在理想情况下进行,不一定实际海洋中适用。数值模拟可以对海洋中的现象进行模拟,可以通过设置理想实验、控制变量等方法对海洋过程发生的机制进行研究,但是此方法需要用到大量的假定与近似条件,结果的真实性有待商榷。

就以上方法,国内外进行了不少的研究。现场观测方面,polzin etal.(1997)和ledwell et al.(2000)对大西洋中海脊断裂带处的混合率和湍耗散率进行了估算,计算结果显示最大混合率发生在大西洋海脊附近;kunze and toole(1997)基于现场观测资料探究内潮与混合的关系,结果表明内潮产生区域会出现混合率增强的现象;此外,lueck and mudge(1997)在cobb seamount 进行的与 lien and gregg(2001)在montereycanyon 进行的内波观测实验均发现混合率最大值发生在从海山顶端射出来的内波射线上。理论分析方面,coxand sandstrom(1962)基本建立了内潮生成理论;baines(1973)随后给出了不同陡度地形下的正压向斜压转化率的解析解;bell(1975)给出了亚临界地形条件下,内波激发的解析解;smith et al.(2002)将bell的理论进行了推广,重点研究弱地形条件下的内波生成问题,并给出能量转化的解析表达式;balmforth et al.(2002)重点研究任意地形条件下的内波生成理论模型,进一步拓展了模型的适用范围;戴德君等(2007)在没有采用静力近似条件的情况下,基于二维线性理论给出了有限深海洋中弱地形上内潮生成的解析解,并给出使用静力近似条件与否对计算结果的影响。数值模拟方面,gerkema et al.(2004)采用在静力近似条件下的内潮生成数值模型研究了内潮的生成及传播演变过程,结果表明温跃层的季节变化对内潮的传播与演变过程起着重要作用,对内潮的生成过程几乎没有影响。legg and huijts(2006)用数值模式设置了四种地形,分别研究了不用高斯地形下产生内潮的特点,其中又高又窄的高斯地形产生的内潮更容易形成波射线,且当正压流速较大时,产生的高次谐频内潮会增加,在高窄地形条件下产生的斜压流容易发生不稳定,当这种不稳定至等密度面反转时,在源地会形成混合。

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2. 研究的基本内容

除了通过辐聚辐散理论来观测内潮,还可以通过海面高度信号来对海洋内部的潮汐信号乃至内波信息进行相关研究。

本文并不是用卫星高度计资料提取内潮信息,而是试图对高分辨率的区域海洋模式输出结果中的海面高度资料进行处理,对比研究未处理潮汐信号和去除了潮汐信号的海表面高度的变化规律及频谱特征,为将来利用卫星高度计资料提取内波信息做好前期准备。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

5月11日前在导师指导下查阅文献、开展论文工作、导师填写中期检查表,学生进行外文文献翻译、提交毕业论文初稿等,导师审核。

5月18日前通过《大学生论文抄袭检测系统》对毕业论文进行检测,每位学生给两次检测机会,检测重合率超过30%返回修改,合格后参加答辩。若两次结果仍不合格,必须参加二次答辩。

5月12日-5月18日导师和评阅教师审查论文,各学院完成答辩前准备工作。

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4. 参考文献

[1]徐永生,高乐,张云华.美国新一代测高卫星swot——评述我国刈幅干涉卫星的发展借鉴[j].遥感技术与应用,2017,32(1):84-94.

[2]王斌,张晓爽,吕咸青等.高度计资料提取内潮信号的方法[j].解放军理工大学学报(自然科学版),2015,16(3):266-272.

[3]方川.基于jason-1卫星测高数据提取海洋潮汐信息研究[j].现代测绘,2016,39(5):9-12.

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