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1.
木文导出了具有随机起伏表面的正声速梯度浅海远程海面混响的平均强度的表达式.结果指出,远程海面混响的平均强度随距离的下降速度大于“一次方规律”下降的速度;当海面起伏所引起声传播的附加衰减可以忽略时,远程海面混响的平均强度随距离按“一次万规律”下降.文末,我们就一个具体例子作了数值计算. 相似文献
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以5阶Stokes波作为破碎统计模型的原始波场, 重新导出了破碎水体体积和白冠覆盖率等统计量. 基于海浪破碎是海-气强交换过程中的重要控制机制这一观测事实, 主要开展了破碎过程对海-气热通量和水汽通量交换的影响研究, 导出了气泡在海面平均体积通量和浪花水滴海面谱分布的理论表达式, 建立了破碎气泡和浪花水滴热通量和水汽通量交换的物理模型, 为进一步深入研究海-气通量交换模式奠定了基础. 相似文献
3.
海面起伏状态对波场传播以及模型空间成像有着非常重要的影响，在常规海洋地震数据采集和处理中，都是将海面作为水平界面处理，实际海洋地震数据采集中，由于海水受风浪、洋流等的影响，海面呈现高低起伏状态，这样来自底层反射界面的反射波经过海水起伏界面反射后会引起波场的强烈散射，从而造成地震记录反射波同相轴抖动和畸变，最终影响成像效果.为了更加深入了解起伏海面存在对波场传播以及偏移成像的影响，本文首先基于流体力学小振幅波方程，从边界条件出发，给出包含海浪谱信息的动态边界条件，并在此基础上构建起伏海面速度模型；然后在构建的起伏海面速度模型上通过冻结不同时刻海面开展波场传播特征分析，研究起伏海面在不同冻结时刻下波场传播规律以及对反射地震记录和偏移成像的影响.研究结果表明，不管是对于简单的层状介质模型还是海底较为复杂的大水深模型，海面不同形态的起伏变化直接影响着波场记录以及波场快照形态，同时会对偏移成像结果造成较大影响，随着海水深度的增加，该影响对于简单模型影响逐渐变小，但对于复杂模型，影响依然很严重. 相似文献
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从次小尺度海洋运动方程和运动近各向同性假定出发,本文给出高确定性的海洋湍流二阶矩闭合方程和特征量变化方程.这组方程描述波动、涡旋和环流等较大尺度运动对海洋湍流的剪切不稳定性生成机制.同时,基于海浪破碎是湍流海面生成主要机制的认识,本文按破碎海浪统计理论给出湍流特征量变化方程的海面边界条件,包括由破碎能量损耗和卷入深度分别确定的海面动能通量和动能耗散率.根据上层海洋湍流特征量方程的平衡解和关于动能耗散率的观测资料,本文得到海浪生湍流混合系数的解析估计.所得到的海浪生湍流动能耗散率与观测资料进行了定性与定量对比,混合系数与先前Prandtl混合长度理论估计的一致性检验. 相似文献
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成像雷达海浪成像机制 总被引：11，自引：2，他引：9
从海浪平衡方程出发推导出一般情况下海浪高频谱的解析表达式和变化流场引起海浪谱变化的表达式.利用海面微波散射理论导出了真实孔径雷达(RAR)海面成像公式,并描述了海面风场、流场及其变化对RAR的调制.另外,从合成孔径雷达(SAR)工作原理出发,推导出了由于海浪运动引起的相位调制的一般表达式,并讨论了成像雷达测量海流和海底地形的可能性,为成像雷达探测海浪、海面风场、海面流场、海底地形以及内波等海洋现象提供了理论基础. 相似文献
6.
实际海面受风浪的影响是个随机起伏的复杂曲面.一个随机起伏的自由表面对地震波形成相当复杂的散射，进而影响波场在靶区的二次照明与成像结果；此外，起伏海面具有小尺度随机起伏的特性，难以用贴体网格等处理大尺度起伏地表的常规方法和技术对其进行逼近和处理.鉴于此，利用不等距有限差分法实现小尺度起伏海面的波场自由表面边界条件，以此进行正演、波场照明分析；利用逆时偏移（Reverse Time Migration，RTM）进行起伏海面下的成像并对成像结果进行分析.不同模型的试算结果表明：起伏海面引起的复杂散射使靶区地下照明不均匀、成像界面发生弯曲和畸变，从而降低成像结果的分辨率和信噪比. 相似文献
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通常利用双尺度模型计算海面微波辐射的原则是, 先计算大波斜率密度函数对电磁扰动权函数的影响, 再引入海面毛细重力波谱的效应. 电磁扰动权函数与海面毛细重力波谱无关, 而且海浪长波谱和毛细重力波谱可以根据分界波数分开计算; 依据这一点, 推导并获得了一个简单的计算海面微波辐射的新模型. 依据该模型, 海面微波辐射可以表示为电磁扰动权函数对海面曲率谱的积分, 其优点是电磁扰动权函数和海面曲率谱对亮温的作用可以进行分解研究. 基于该模型, 进一步讨论了利用多频全极化辐射计反演海面毛细重力波谱的可行性. 相似文献
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裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态,传统的重力反演结果并不能很好地反映这种特点.此外,大多数情况下,重力观测面并不位于盆地上界面,应为单独的起伏观测面,盆地应为上界面和基底组成的双界面模式.基于此,本文研究了起伏观测面上裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演方法.研究中假设沉积盆地的沉积层与基底的密度差随深度按双曲线规律变化.将沉积盆地的沉积层剖分成相邻的垂直柱体,其水平尺寸是已知的,顶面与沉积层上界面重合,底面深度代表基底的深度,即为要反演的参数.反演中引入全变差函数作为盆地模型的约束,使得反演结果呈现非光滑形态,符合裂陷盆地基底特征.为减小反演多解性,引入已知深度点作为约束.建立由重力数据拟合、已知深度约束及全变差函数组成的目标函数,采用非线性共轭梯度算法使目标函数最小化.模型试算结果表明该方法可反演裂陷盆地基底起伏,并通过调整正则化参数的值可反演坳陷盆地基底起伏.将该反演方法用于珠江口盆地惠州凹陷和运城-临汾裂陷盆地实际资料处理,其结果较好地反映了裂陷盆地基底起伏特征,为研究盆地构造、油气勘探等提供重要参考. 相似文献
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本文提出了一种计算不规则起伏地形中SH波散射的有效方法——局域边界元法.本方法基于传统边界元法,为计算复杂地表散射问题提供了一种更加高效的解决方案.根据地震波满足的边界积分方程中牵引力格林函数的特性,我们将自由边界分解成水平部分和起伏部分.通过公式推导,可将水平部分的位移由起伏部分的位移通过格林函数线性叠加表示,因此只需对起伏部分的位移进行直接求解,从而极大地减少了待求解的未知数个数,显著提高了计算效率.通过与半圆形山谷SH波平面波入射的解析解比较,验证了方法的正确性.数值模型比较显示,局域边界元模拟结果与传统边界元数值解完全吻合,但是大幅提高了计算效率.因此,局域边界元法可以作为模拟不规则地形中地震波散射的有效工具. 相似文献
11.
海浪波生切应力及其对流驱动作用的估计 总被引：3，自引：0，他引：3
依据 f 平面近似下线化无粘流体运动方程的一般形式, 并考虑地转角速度水平分量的作用, 首次给出真正地转意义下均匀水底上的小振幅波动解. 由此解导出的波生切应力包括波向与横向两个分量, 但其一阶近似即为Hasselmann和ZhiGang Xu等给出的结果. 文中还依地转波生应力和Longuet-Higgins等人提出的虚拟波生应力(virtual wave stress)计算了海面上波生总应力与风应力的比值, 估计了该应力在我国海域环流研究中的重要性, 强调在我国渤、黄海环流研究中考虑海浪的驱动作用的必要性. 相似文献
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从磁场的积分方程出发,应用迭代方法推导了二次迭代条件下粗糙海面的近似电磁散射极化核函数,并对其进行了分析.这种函数的表示是在光学近似即KA近似的基础上的一种扩展形式,因而可称为扩展KA近似(EKA).Elfouhaily采用了与Holliday类似的方法分析了双站配置条件下散射的极化核函数,试图保留所有的高次项,但是由于处理的复杂性他只给出了斜率项在散射项中的表示形式,并称之为KA近似的"补充项".本文在此基础上进一步考虑了Elfouhaily近似的形式,给出了表示双站散射极化核函数的完整表达形式,并以此为基础推算了后向散射条件下极化核函数的理论结果,并与Elfouhaily的结果进行了对比,说明了极化核函数完整表达形式的合理性.近似散射极化核函数的分析对于深入理解粗糙表面(特别是海面)电磁散射特性以及散射近似模型的建立等问题的研究具有重要意义. 相似文献
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作为一种基于节点的计算方法,无网格法具有构造高阶导数方便,自适应分析便利的优点,特别适合复杂地质构造的数值模拟.本文针对实际地球物理勘探中存在的起伏地形和各向异性的地电结构,提出用无网格法来模拟大地电磁响应,采用复合二次径向基函数构造了形函数,推导了大地电磁无网格法等价线性方程组,研究了系数矩阵的压缩存储方法以及大型稀疏复线性方程组快速求解算法,实现了起伏地形下各向异性的2D大地电磁高精度数值模拟.基于层状模型验证了算法的正确性,计算结果表明:无论是TM模式还是TE模式,计算相对误差均小于1%;通过对地垒和地堑模型的模拟,得出了起伏地形对视电阻率和相位的影响规律;对起伏地形下含有不同各向异性系数异常体的模型进行了数值模拟,为开展复杂地质结构的电磁场特征研究以及地形校正奠定了理论基础.随着计算科学的快速发展,无网格法必将成为新的高精度电磁场数值模拟方法. 相似文献
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弹性波逆时偏移不受倾角和偏移孔径的限制,能够实现任意复杂构造的高精度多波成像,是目前最精确的多分量资料偏移成像方法之一.逆时偏移算法的核心是波场延拓,传统波场延拓以水平基准面为边界条件,基于固定采样步长进行规则网格剖分,采用阶梯近似法处理起伏地表和复杂构造界面时会产生台阶散射,严重影响起伏地表复杂构造的成像精度.基于无网格节点模型,定量分析了弹性波模拟中径向基函数有限差分法的频散关系和稳定性条件.基于此,提出一种基于QR径向基函数的高精度有限差分方法,并提出一种优化的起伏地表自适应节点剖分方法,推导了精确的无网格自由边界条件和弹性波无网格混合吸收边界条件,形成了新的基于无网格的起伏地表弹性波数值模拟方法.此外,本文将此无网格径向基函数有限差分方法应用于精确的纵横波场矢量分解公式,实现了起伏地表弹性波逆时偏移成像.通过对高斯山丘模型,起伏凹陷模型和起伏地表Marmousi-2模型进行数值试算,验证了本文方法的有效性和可行性. 相似文献
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提出了一种从高频地波雷达海面回波谱中提取海浪方向谱的新方法:基于高频电波海洋探测基本原理将线性化后的非线性积分方程离散为矩阵方程组,通过引入正则化数学模型将不适定方程转化为正规方程,然后采用奇异值分解法求解.对于正则化方法中正则化参数,采用L曲线法来确定.为了验证本文算法的有效性,分别在单部雷达和双部雷达探测下进行了不同噪声水平下的数值模拟,结果表明了该正则化反演方法的有效性.文中还给出了实测数据分析初步结果.该算法的工程性应用还需进一步研究.对于实际的地波雷达海浪反演具有良好的应用前景. 相似文献
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四阶非线性海浪波面高度的统计分布 总被引：5，自引：3，他引：5
基于非线性随机海浪模型,在四阶近似下,通过直接求矩的方法,导出了海浪波面高度统计分布为截断的Gram-Charlier级数.解释了Huang等发现的增致λ~g时符合更坏的现象.讨论了近似阶次对级数截断和系数确定的影响.对于m阶近似,分布级数的截断项为H_(3m-3),并且H_(3m-4)项不出现,H_(3m-3)与H_(3m-6)项的系数间存在简单的代数关系. 相似文献
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作为一种新兴的被动遥感技术,全极化微波辐射计不仅可以提供海面风速产品,还可以提供海面风向产品.以往利用全极化微波辐射计观测亮温进行海面风场反演仅在晴空条件下进行,本文通过对观测亮温结合台风区域海面风场的分布特征进行分析,验证了全极化微波辐射计具有在台风等恶劣天气条件下进行海面风场观测的能力.基于敏感性分析实验,确定使用6.8 GHz和10.7 GHz等低频通道组合可进行台风区域内海面风场反演.其中,海面风速反演使用基于统计的多元线性回归算法,同时对海面温度、大气水汽含量、云中液态水含量及降水强度等物理量进行反演计算,为海面风向反演做准备.海面风向反演使用物理统计法进行,借鉴散射计风向反演使用的最大似然估计法.通过在全极化辐射传输前向模型中加入降水对大气透过率的影响、设计第三和第四Stokes通道亮温环境影响修正函数,在实现台风区域内海面风向反演的同时减小了反演误差.通过对“云娜”台风境内海面风场进行数值计算,验证了本文反演算法的可行性,并对反演误差的空间分布特征进行了分析.将2004年各台风过程的海面风场反演结果与散射计风场产品进行对比,海面风速和海面风向反演的均方根误差分别为1.64 m·s-1和18.02°. 相似文献
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南海海面高度和输运流函数: 全球 变网格模式结果 总被引：3，自引：1，他引：3
为了研究南海环流结构和变异及其与外部水域的关系, 我们建立了一个嵌套于全球大洋环流模式中的高分辨率中国近海环流数值模式. 给出模拟所得南海月平均以及年平均的海面高度和流函数分布, 与TOPEX/POSEIDON资料比较表明, 所得海面高度距平与观测十分一致. 基于这些结果, 讨论了南海的环流结构, 尤其是上层环流结构. 结果表明: 对于表层海水来说, 黑潮在冬、春和秋季均通过吕宋海峡入侵南海, 夏季则表层没有入侵. 但对于整个海水而言, 全年均有海水从太平洋通过吕宋海峡进入南海. 这一差异表明, 在夏季, 太平洋的海水是在次表层和中层入侵南海的.南海北部陆坡附近全年受气旋式环流控制. 夏季的南海南部反气旋流圈、越南东南离岸流和冬季的南海南部气旋流圈都得到了很好的再现. 南海海面高度和海面高度距平之间的差异明显. 表明, 在利用卫星高度计资料研究南海的上层环流时, 长期平均海面高度的空间分布有重要意义. 相似文献
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消除海底起伏影响的海洋地震波场正反向延拓 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解决海底起伏变化对地震波场的影响问题,本文提出将（x-z）域中的曲网格映射成（ξ,η）域中的矩形网格,推导出（ξ,η）域中的二维标量声波方程,根据推导出来的波动方程采用逆时有限差分法将海面上采集到的地震波场在（ξ,η）域中向下延拓至海底面,延拓时采用海水的速度,然后采用顺时有限差分法将延拓后的地震波场再反延拓到海面上,延拓时采用海底面以下地层的速度,从而消除了海底起伏带来的负面影响。模型及实际地震资料的计算分析表明该方法不但能够校正由于海底起伏所引起的海底面下地层反射波场的不连续性还能够校正由于海底起伏所引起的地震波的动力学特征的变化。对延拓前后的地震波场进行速度反演,延拓后反演的地层速度比延拓前反演的地层速度的精度提高很多,延拓前后地震波场的叠加剖面对比表明该延拓方法能够明显提高地震波场的成像质量。 相似文献