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1.
本文基于2017年634幅MODIS影像分析了安达曼海3个典型区域的内波空间分布特征，定量统计了波峰线长度、波包面积等特征参数，利用射线追踪法探讨了内波的潜在激发源并推算了内波的生成周期。研究表明，安达曼海北部海域的内波空间尺度较小，前导波波峰线的平均长度约为107 km，平均波包面积约为1 860 km2，内波的传播方向主要为东向以及西南向。安达曼海中部海域内波前导波波峰线的平均长度约为133 km，平均波包面积约为3 503 km2，超过70%的内波沿东偏北方向传播。苏门答腊岛北部海域内波前导波波峰线的平均长度约为131 km，平均波包面积约为2 997 km2，内波的传播方向主要为东向、东北向及东南向。安达曼海共有7个潜在内波激发源，内波的生成时间间隔介于11.5～13 h，具有明显的半日周期特征。 相似文献
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内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是全球海洋中超强内波多发海区之一。长期现场观测表明,吕宋海峡以西海域内孤立波振幅高达150～200 m,且终年发生。因此,南海是目前海洋内孤立波观测与研究热点海域。本文以2015年至2021年间发表的论文为依据,评述南海内波研究新进展,认为7 a来研究成果取得质的提升。第一,实现了由卫星为主要手段2D观测到以卫星与潜标同步3D观测为主要手段的提升。由此催生出振幅240 m超强内孤立波、中尺度涡对内波的调制作用、重现周期23 h 内孤立波、浅海内孤立波裂变现象、深海盆内波及动能级串等创新成果。第二,研究区开始呈现向中部深海盆扩展趋势。迄今为止,南海内波观测与研究集中在吕宋海峡以西和北部陆架,现已出现向中部深海盆扩展趋势。第三,海洋探测高新技术应用于南海内波观测与研究,取得了突破性成果。由卫星高度计沿轨海面高度场二维平面波分解技术得出的南海M2内潮辐射图,解决了多年争论不休的南海北部内波生成机制和生成源地问题。人工智能技术成功应用于建立南海邻近的边缘海内波传播预报模式。模式预报的一个潮周期之后内波波峰线位置与后续卫星图像上显示的位置之间的平均相关系数达95%,平均距离均方根差为3 km。快速深潜剖面浮标技术应用于南海北部深海盆,得出0～3 500 m 全水深内波波段（周期为0.1～1.8 d）波动引起的水温起伏幅度垂直分布。高分辨水下声成像技术,包括人工地震技术和回声探测仪,成功应用于南海北部陆架内波观测与研究。其中回声探测仪图像空间分辨率达10 cm,清楚显示出内孤立波波包精细结构,可精确测得水平尺度仅为2 m的孤立波特征半宽度。可以预期,大量科学研究成果的积累,特别是采用人工智能技术建立内波传播预报模式的成功实例,必将为开发南海内波精准预报模式奠定基础。 相似文献
3.
安达曼海是内孤立波生成最多的海域之一,目前对其研究大多基于卫星遥感,缺乏基于现场观测资料的相关研究。本文通过2016年至2017年布放在安达曼海中部的锚系潜标对该海域内孤立波的方向和强度进行研究,结果表明在研究区域内孤立波主要向东北方向传播,最大振幅可达100 m。应用彻体力理论预测了研究海域内孤立波波源的分布,与遥感统计结果基本一致,并且波源位置更精确,可直观地给出不同波源激发内孤立波的能力。本文分别用浅水方程、深水方程和有限深方程对安达曼海中部内孤立波相速度进行模拟,结合卫星遥感分析发现该海域内孤立波的产生符合Lee波机制,在三种方程中有限深方程的模拟效果与潜标观测最相符。 相似文献
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基于多源遥感数据的日本海内波特征研究 总被引：2，自引：1，他引：1
日本海特殊的地理位置和复杂的地形使得该海域内波表征极为复杂，遥感是大范围观测内波的有效手段，已被广泛应用于内波的探测研究。本文利用MODIS、GF-1和ENVISAT ASAR遥感影像，开展了日本海内波特征研究。通过提取内波波峰线，生成了日本海内波空间分布图；获取了内波的波峰线长度和传播速度，并基于非线性薛定谔方程反演了内波振幅。研究结果表明，日本海内波分布范围宽广，不仅大陆架沿海区内波分布密集，深海盆地也探测到了大量内波；日本海北部45°N附近海域有少量内波出现，利用高分影像探测到朝鲜陆架浅海区有大量小尺度内波，大和海盆、大和隆起的西南部海域没有发现内波。日本海内波波峰线长达100多千米，深海区的传播速度大于1 m/s；浅海区内波振幅约10 m左右，深海区可达60 m以上。 相似文献
5.
内波是层结海洋中普遍存在的一种海洋动力学现象,包含内潮、内孤立波、近惯性内波等多种形式,由于其携带能量巨大,分布范围广,发生频率高,对海洋结构物造成严重威胁。对国内外关于内波生成、传播演化、海遥感观测及其与海洋结构物相互作用方面的研究进展进行综述。总结了关于内波的生成机制、浅水和深水区域内波传播演化特征、实际海洋内波特征的遥感观测以及内波与海洋平台及水下潜器相互作用的研究成果,讨论了数值模拟、模型试验、遥感观测等研究手段在海洋内波研究中的应用以及取得的相应研究成果。最后,在探讨海洋内波研究趋势的基础上对未来关于内波生成机制及其海洋学特征观测相关研究需考虑和解决的问题进行了展望。 相似文献
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随着遥感技术的迅猛发展,可用于观测海洋内波的数据源越来越丰富。本文基于静止轨道气象卫星连续观测的优势,开展了FY-4A气象卫星海洋内波观测研究。首先计算得到了FY-4A遥感影像耀斑区位置,并基于遥感影像对结果进行了验证;然后,以此为依据选择了适用于内波观测的FY-4A数据,对比了FY-4A与MODIS遥感影像成像的差异,表明了在一定条件下FY-4A遥感影像可观测到海洋内波;最后本文利用FY-4A遥感影像计算了内波的传播速度。本研究表明随着遥感器空间分辨率的提高,静止轨道气象卫星在海洋内波观测方面越来越体现出其优势,为海洋内波的研究提供跟踪观测数据。 相似文献
7.
基于遥感与现场观测数据的南海北部内波传播速度 总被引：2，自引：0，他引：2
南海北部是全球海洋中内波最为活跃、生成和演变机制较为复杂的海域,本文利用多源卫星遥感数据(MODIS、GF-1、ENVISAT ASAR、RADARSAT-2)和现场观测数据开展了南海北部内波传播速度的研究。通过匹配捕获同一条内波的相邻两幅遥感图像,由内波的空间位移和时间间隔反演传播速度,并以0.5°×0.5°网格给出了南海北部内波传播速度的分布图。研究结果表明,内波传播速度受背景流场、水体层结和底地形变化等多因素影响,特别是水深。在南海北部由东至西、由南至北方向,内波传播速度逐渐递减。深海区内波传播速度最大,可达3m/s以上;内波在向西大陆架传播过程中,随着水深变浅速度逐渐减慢,传播速度为1—2m/s;大陆架浅海的内波传播速度较小,仅为零点几米每秒。同时,利用Kd V方程反演了内波传播速度理论值,对遥感数据提取的内波传播速度进行了精度验证,结果较为一致。 相似文献
8.
中国南海是内波频发海域,卫星遥感在内波参数特征的统计分析中得到了广泛应用,但是卫星轨道的重复访问时间长,不能连续观测内波参数的变化特征。X波段海洋雷达具有高时间和空间分辨率,可以长期连续观测内波的变化,本文提出了利用X波段海洋雷达图像提取内波参数的方法,并利用连续观测的数据研究了各参数的分布特征。首先,对雷达图像进行预处理,包括平均处理及斜坡校正两步;利用二维快速傅里叶变换确定内波的传播方向,进而根据该方向上的径向廓线确定内波的相速度大小、波长及周期。最后,利用在南海石油平台上观测的X波段雷达图像对内波各参数进行提取和统计分析,结果表明,研究区域内波的传播方向多为西北向及西向传播,相速度多为0.6~0.8 m/s,波长一般为400~600 m,周期大部分不超过1000 s。 相似文献
9.
本文通过对卫星遥感图像中的内孤立波及相互作用现象进行统计分析,讨论了南海北部内孤立波及相互作用现象的时空分布特征,验证了利用卫星遥感图像反演内孤立波振幅和传播速度以及研究内波相互作用现象的可行性。统计结果表明,南海北部的内孤立波主要集中在东沙群岛以及海南岛南部,内波相互作用主要集中在东沙岛西北部以及海南岛南部。本文对此给出解释:内波传播至东沙岛附近发生绕射,绕射的内波分裂成两列后以不同的传播方向继续向西传播,相遇并发生相互作用;内波在海南岛浅滩处发生反射,与后续传来的内波发生相互作用。同时,本文利用Korteweg-de Vries (KdV)方程和Benjamin-One(BO)方程,结合观测数据,对内波振幅和传播速度进行了反演实验。反演所得的内波振幅和传播速度与南海北部实际内波振幅和传播速度相近。 相似文献
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海洋内波由于其对海洋资源、海洋军事和工程的重要性而成为海洋学中的前沿课题。文中基于SAR遥感数据,结合KDV方程和Bragg散射机制反演内波波速、半振幅宽度、深度和振幅等动力学参数。对南海北部的非线性内波进行案例研究,由吕宋海峡传来的内波遇到东沙岛发生破裂,一部分继续向西传播,另一部分向西北沿等深线垂直方向传播。波向作为一个重要指标可以有效反映内波传播变化特征,文中以方向谱模型计算同一潮周期内内波传播的方向变化,并验证了180°方向模糊问题是可以解决的。同时内波传播将次表层海水和叶绿素从下层抬升,叶绿素浓度最高值达到0.35 mg/m~3,随着内波传播在0.08~0.35 mg/m~3范围内波动并逐渐趋于背景浓度值。研究使用海底地形与潮流数值合成的OTIS(Oregon State University Tidal Inversion Software)模型对南海北部大陆架区域的内波进行生成模拟,结果表明:当暖水流经吕宋海峡进入南海北部,body forcing1.5 m~2/s~2的海域能够激发内波的生成,其中兰屿岛和恒春半岛等海底山脊起到了关键作用。 相似文献
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基于光学遥感MODIS的安达曼海内波时空分布与传播特性研究 总被引：5，自引：0，他引：5
This paper describes investigations of the internal waves in the Andaman Sea using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) imagery over the period of June 2010 to May 2016. Results of the spatial and temporal distribution, generation sources and propagation characteristics of internal waves are presented. The statistical analysis shows that internal waves can be observed in almost the entire area of the Andaman Sea. Most internal waves are observed in the northern, central and southern regions of the Andaman Sea. A significant number of internal waves between 7°N and 9°N in the East Indian Ocean are also observed. Internal waves can be observed year-round in the Andaman Sea, while most of internal waves are observed between February and April, with a maximum frequency of 15.03% in March. The seasonal distribution of the internal waves shows that the internal waves have mostly been observed in the dry season(February to April), and fewer internal waves are observed in the rainy season(May to October). The double peak distribution for the occurrence frequency of internal waves is found. With respect to the lunar influence, more internal waves are observed after the spring tide, which implies the spring tide may play an important role in internal wave generation in the Andaman Sea. Generation sources of internal waves are explored based on the propagation characteristics of internal waves. The results indicate that six sources are located between the Andaman Islands and the Nicobar Islands, and one is located in the northern Andaman Sea. Four regions with active internal wave phenomenon in the Andaman Sea were presented during the MODIS survey, and the propagation speed of internal waves calculated based on the semidiurnal generation period is smaller than the results acquired from pairs of the images with short time intervals. 相似文献
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Study of the propagation direction of the internal waves in the South China Sea using satellite images 总被引：11，自引：6，他引：5
Internal wave propagation carries considerable vertical shear which can lead to turbulence and mixing. Based on the analysis of more than 2 500 synthetic aperture radar (SAR) and optical satellite images, the internal wave propagation in the whole South China Sea was investigated systematically. The results show that (1) in the northeastern South China Sea, most internal waves propagate westward from the Luzon Strait and are diffracted by coral reefs near the Dongsha Islands. Some impinge onto the shelf and a few are reflected; (2) in the northwestern South China Sea, most internal waves are generated at the shelf and propagate northwestward or westward to the coast; (3) in the western South China Sea, most internal waves propagate westward to the Vietnamese coast, except a few propagate southward to the deep sea; and (4) in the southern South China Sea, most internal waves propagate southwestward to the coast. Some propagate southeastward to the coast of Kalimantan Island, and a few propagate southeastward because of the influence of the Mekong River. 相似文献
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基于光学遥感的安达曼海内孤立波传播速度特性研究 总被引：2，自引：1，他引：1
安达曼海内孤立波非常活跃且错综复杂，传播速度是内孤立波的重要特征参量，本文采用光学遥感手段建立了内孤立波传播速度的计算方法。收集并处理大量Terra/Aqua-MODIS遥感图像，利用两景图像追踪同一内孤立波与同一激发源产生的内孤立波波群两种方法定量研究安达曼海内孤立波传播速度。研究结果表明:安达曼海内孤立波传播速度在0.5～2.7 m/s之间，内孤立波传播方向主要受海底地形的影响，传播速度大小在传播过程中随水深变浅而呈减小的趋势，在深水区传播速度大小还呈现出季节性差异。 相似文献
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Internal solitary waves (ISWs) are common mesoscale dynamic processes in the ocean that are spread throughout the world’s oceans. The South China Sea (SCS), Western Pacific (WPAC) and Indian Ocean (EIND) (SCS-WPAC-EIND) are areas where ISWs frequently occur. In particular, in the northern part of the South China Sea, Sulu Sea, Celebes Sea, Andaman Sea, Lombok Strait and northeastern part of Taiwan Island, ISWs exist almost year-round. Remote sensing is an important technique to carry out investigations and research on ISWs on a large scale. In particular, optical sensors represented by the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) can observe ISWs for a long time and on a large scale, while SAR sensors such as Sentinel-1 A/B can compensate for the deficiencies in optical sensors and comprehensively observe ISWs. Based on many years of remote sensing surveys of ISWs, this paper uses MODIS and Sentinel-1 satellite remote sensing images of more than 70 000 scenes from 2010 to 2020 to carry out survey studies of ISWs in the SCS-WPAC-EIND. The survey systematically gives the temporal and spatial distribution characteristics of ISWs in the SCS-WPAC-EIND and focuses on the analysis of the ISW characteristics in main areas in the SCS-WPAC-EIND, thereby providing basic data for further research on ISWs. 相似文献
15.
The horizontally variable density stratification and background currents are taken into the variable-coefficent extended Korteweg-de Vries(evKdV) theory to obtain the geographical and seasonal distribution of kinematic parameters of internal solitary waves in the Andaman Sea(AS). The kinematic parameters include phase speed,dispersion parameter, quadratic and cubic nonlinear parameters. It shows that the phase speed and dispersion parameter are mainly determined by the topographic feature and ha... 相似文献
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南海北部内孤立波SAR遥感反演的初步研究 总被引：3，自引：0，他引：3
应用海洋内孤立波2层流体模型的SAR遥感反演技术,对南海北部内孤立波SAR遥感反演进行了初步研究.对于不存在由同一波源生成的2个内孤立波波包的SAR遥感图像资料,可以利用Levitus等的月平均温盐资料确定跃层深度和约化重力加速度,进而确定内波波速并进行内波振幅的反演.这样能够充分利用宝贵的SAR图像资源. 相似文献
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南海文昌地区内波振幅反演研究 总被引：3，自引：2，他引：1
The field experiment is conducted from April 16,2005 to July 20,2005 at Wenchang area east of Hainan Island(19°35'N,112°E) of China.Internal wave packets are observed frequently with thermistor chains during the experiment.Meanwhile,internal waves are also detected from a synthetic aperture radar(SAR) image on June 19,2005 and several other moderate-resolution imaging spectroradiometer(MODIS) images near a mooring position.The distance between the positive and negative peaks induced by the internal wave can be obtained from satellite images.Combined with remote sensing images and in situ data,a new method to inverse the amplitude of the internal wave is proposed based on a corrected nonlinear Schr?dinger(NLS) equation.Two relationships are given between the peak-to-peak distance and the characteristic wavelength of the internal wave for different nonlinear and dispersion coefficients.Based on the satellite images,the amplitude inversion of the internal waves are carried out with the NLS equation as well as the Kd V equation.The calculated amplitudes of the NLS equation are close to the observation amplitude which promise the NLS equation a reliable method. 相似文献