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针对利用侧扫声纳检测海底管道时因其检测声影图像模糊而导致管道悬空高度检测误差过大的问题,提出了侧扫声纳声波掠射角优化设计的思路及方法。阐述了利用侧扫声纳对海底管道进行检测的工作原理,并利用海底管道和海底底质反向散射强度的计算公式探讨了声波在海底的反向散射强度、侧扫声纳声影图像的质量以及声波掠射角的取值这三者之间的关系对海底管道悬空高度h计算精度的影响,从理论上确定声波掠射角最佳取值范围的存在。通过工程实例的现场检测与比对试验,获得了在本试验所处海域环境中利用侧扫声纳检测海底管道时声波掠射角的最佳取值范围,对于类似的海底管道检测工程具有一定的指导意义。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2021,(1)
不同粗糙散射理论由于均采用了一定的近似方法,只在特定条件下才具有较好的预测准确性。本文采用PM海浪谱模型,利用积分方程法研究了几种常用粗糙散射理论对海面中频1～20 kHz后向声散射的有效性。仿真结果表明,中频频段相干散射一般远低于非相干散射,平均低约20 dB。四阶小粗糙微扰近似和小斜率近似的预测准确性最好,在频率15 kHz风速小于10 m/s的情况下,24°以上中高掠射角范围的小斜率近似和9°～64°掠射角范围的四阶小粗糙微扰近似的预测误差不超过2 dB。二阶小粗糙微扰近似整体预测精度偏低,特别是在小于20°的小掠射角和大于60°的大掠射角范围。掠射角80°以上的近垂直入射时,小粗糙微扰理论的预测结果偏高,相反Kirchhoff近似只在近垂直入射时才具有较好的准确性,中小掠射角的预测结果偏高。海上测量结果也验证了上述结论。 相似文献
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报道了南海浅海海底沉积物的声衰减性质。给出了测量和计算海底沉积物声衰减的方法。分析讨论了不同频率下的声衰减以及与若干个海底沉积物物理参数的关系,结果表明,同一类型沉积物在高频段时的声衰减要比低频段的声衰减大;同一频段下粗颗粒沉积物的声衰减要比细颗粒的声衰减大;北部湾海底浅层沉积物声衰减在低频100kHz下为80~150dB/m,在高频1MHz下为150~360dB/m;海南岛南部外海海底浅层沉积物声衰减在低频下为66~160dB/m,在高频1MHz下为190~350dB/m;高频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据比较接近,而低频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据有较大的差别。 相似文献
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大洋深海硫化物矿调查成就与研究问题 总被引：2，自引：0，他引：2
1概述
美国、法国和墨西哥《SIAMEKS》国际科考队曾于1978年在东太平洋隆起北纬21°处的考察过程中发现了硫化物矿。早在100多年（1875—1878）前，英国“挑战者”号调查船发现大洋中的铁锰结核和钴锰结壳及磷灰岩。在大洋中脊范围内发现新形式有用矿产-即同热液活动密切有关的硫化物矿，它与结核和结壳不同，不仅埋藏在海底表面，而且还产于大洋基底岩石中。 相似文献
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为获得海月水母不同频率下声学特征,在水池条件下,运用鱼探仪对海月水母开展目标强度(TS) 测量实验。结果表明：伞径约为 10 cm 海月水母,姿态角在 60°~ 90°时,单频(120 kHz)条件下,目标强度测量值为–66 ~ –63 dB,接近高通液球模型;宽频(90 kHz~170 kHz)条件下,目标强度测量值为–61 ~ –59 dB, 接近 Mutlu 目标强度和伞径的关系式模型。并进一步分析了相同伞径水母目标强度测量值产生差异的原因, 研究结果将为核电站冷源致灾生物的浅海宽频探测提供参考。 相似文献
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根据2018年4月(春季，绿潮前期)和7月(夏季，绿潮后期) 南黄海营养盐、温度、盐度等水文参数及每日绿潮卫星监测数据，深入分析2018年绿潮的发展规律与营养盐结构特征之间的关系。结果表明：4月25在江苏南通外海首次发现浒苔绿潮，8月中旬在山东半岛近海消亡，其发展区域集中在122°E以西近海，且快速增殖阶段处在35°N以南江苏近海。各组分的营养盐浓度受沿岸径流、冷水团及生物作用等因素影响，均呈现江苏近海高外海以及北部低的特征。对比绿潮发展和营养盐分布呈现3个明显的绿潮−营养盐特征区域：高营养盐−绿潮快速发展区域(35°N以南，122°E 以西，江苏近海)；低营养盐−绿潮消亡区域(35°N以北，122°E 以西，山东半岛外海域)及122°E以东外海无绿潮区域。不同特征区营养盐变化表明，江苏近岸较高的营养盐含量(${\rm{NO}}_3^- $-N>6.5 μmol/L, ${\rm{PO}}_4^{3-} $-P>0.27 μmol/L)和丰富来源是浒苔萌发和绿潮快速发展的重要物质基础，为绿潮发展提供了主要的氮、磷生源要素。北部山东半岛南外海较低的营养盐水平(7月，DIN<2 μmol/L, ${\rm{PO}}_4^{3-} $-P<0.03 μmol/L)是限制绿潮继续发展的重要因素。 相似文献
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对粗糙海底波导中信号的时间反转时空聚焦进行仿真研究。利用数值计算分析不同海底粗糙度RMS(平均起伏高度)下的聚焦效果,并与平整海底时作比较。研究结果表明:在本研究计算参数范围内,粗糙海底的RMS越大散射强度越大,信号在声源处的时间反转时空聚焦效果比平整海底时稍有减弱,但随着RMS增大无明显减弱。因此,时间反转技术适用于粗糙海底波导中的目标探测。 相似文献
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声波在海底界面的反射和透射是海底散射、海底混响、海底目标探测的重要问题。利用Biot多孔介质声传播理论对声波在水-多孔海底界面上的反射和透射进行了分析,具体给出反射声波的反射系数,3种透射声波的透射系数以及声能透射系数随入射波入射角和频率(10~40 kHz)的变化关系,分析了各种透射波对透射声能的贡献。多孔海底介质参数分别采用Stoll和Chotiros给出的2组参数进行理论计算。 相似文献
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北黄海海底麻坑群形态的定量研究及控制因素 总被引：1，自引：0，他引：1
本文基于高分辨率多波束水深数据和反向散射强度数据，对北黄海海底麻坑群的形态参数进行定量研究，结合水深、地形坡度和后向散射强度的变化准确界定了麻坑的轮廓，识别出圆形、椭圆形、拉长型麻坑共282个，并在ArcGIS软件中对其形态参数进行了分析计算，麻坑的平均长轴1.36 km，短轴0.78 km，直径0.94 km，面积0.88 km2，平均周长3.82 km，长宽比1.83，深度0.3~2.5 m，平均面积密集度13%，麻坑的剖面形态有麻坑边缘凹陷、中部有明显凸起（W1型），麻坑边缘凹陷、中部略凸起（W2型），麻坑中部单纯凹陷（V型），分别集中分布在麻坑群的北部、南部、西部。麻坑的平面规模大、深度小的原因与地层中形成麻坑的游离气体浓度较小有关，也可能受到了地震、海啸等外力的诱发。麻坑的长轴优势走向为ENE-WSW、NNE-SSW，底流对其形状的塑造起了较大作用，部分麻坑成串排列，形成串珠状的麻坑链，其排列方式受到海底古河道、古潟湖等沉积地层结构的控制。海底麻坑群发育区反向散射强度为-60~-71 dB，麻坑内部较麻坑外部平均高5 dB，可能为麻坑内部气体泄漏引起海底沉积物被剥蚀后残留下的粗颗粒物质或海底生物活动留下的遗迹导致的。 相似文献
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基于多波束背向散射强度信号的海底表层沉积物粒度分类研究——以澳洲Joseph Bonaparte湾为例 总被引：1，自引：0，他引：1
近海海底地形探测与沉积物精确分类对涉海工程建设、生物栖息地反演以及海底资源勘查与开发具有重要的现实意义。以澳洲Joseph Bonaparte湾为例，利用多波束测深技术获取了该海湾约880 km2水域的水深数据与背向散射强度信号，结合同步采集的54个海底表层沉积物样品，通过随机决策树模型对该海域海底表层沉积物进行了分类研究。结果表明:（1）利用随机决策树模型分析该海域沉积物类型与背向散射强度的关系时，当模型内部参数设置:树的总数为200，最小分裂节点为2，每棵树的最大分裂级数为5时，可提高预测准确率；（2）该参数设置下，利用13°和37°入射角的背向散射强度预测该海域沉积物类型时，准确率最高，其值为83.3%，且在研究海域，砂质砾和砾质砂分布在背向散射强度较强的深槽或海沟等地区，而砾质泥质砂和含砾泥质砂主要分布在背向散射强度较弱的浅水海域。分析还发现，当水深数据作为预测海底表层沉积物类型的特征变量时，有可能降低最终预测结果的准确率。 相似文献
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南海中部叶绿素a分布和光合作用及其与环境因子的关系 总被引：2，自引：1，他引：2
本文描述了1983年9月-1984年12月4个航次南海中部(12°-19°30'N,111°-118°E)综合调查期间有关叶绿素a和光合作用的测定结果,并对叶绿素a时空分布,光合作用及其与环境因子的关系进行了讨论.调查表明:次表高值层为叶绿素分布的一个特征,其深度在50-100m左右,含量范围多在0.1-0.6mg/m3之间.叶绿素a的垂直变化与温、盐跃层,营养盐以及光的分布有关,而垂直积分的总量平面分布则与不同水团的消长有关.光合作用随深度的变化说明某些浮游植物适于低光下生长,而这些生物的活动也影响着亚硝酸盐和溶解氧的生成. 相似文献
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济州岛南部海域海底声呐图像分析与声学底质分类 总被引：2，自引：2，他引：0
东海北部外陆架靠近济州岛南部海域,是黄海槽向冲绳海槽延伸的部分,属于黑潮分支黄海暖流的通道入口,分布着脊槽相间的海底底形,对其海底声呐图像的处理分析及声学底质分类的分析研究,有助于了解该通道海底底形表层纹理特征及沉积物分布规律。基于在济州岛南部海域获取的多波束声呐数据,应用图像处理技术和方法,对数据进行了处理,获得了海底声呐影像图,并对其表层纹理特征进行了描述和分析;同时,基于多波束反向散射强度数据,结合19组海底地质取样数据,建立研究区海底反向散射强度与沉积物粒度特征之间的统计关系模型,并以改进的学习向量量化神经网络方法,实现对海底粉砂质砂、黏土质砂以及砂-粉砂-黏土3种底质类型的快速自动分类识别。 相似文献
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太平洋褶柔鱼为大洋性经济鱼种，具有一年生命周期，其资源变动受气候和海洋环境条件的显著影响。本研究根据日本提供的2003-2012年太平洋褶柔鱼冬生群体的渔业统计数据，结合产卵场环境数据以及尼诺指数ONI（定义为Niño 3.4区海表温度距平值），分析不同气候条件下（厄尔尼诺和拉尼娜）太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场海表温度（SST）、叶绿素a（Chl-a）浓度以及适宜产卵面积（SSA）的变动情况及对其资源丰度（CPUE）的影响。结果表明，太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场SST、Chl-a浓度和SSA具有明显的季节性变化。相关分析表明，各年CPUE与Chl-a浓度以及SSA具有显著的正相关关系（p<0.05），但与SST相关性不显著（p>0.05）。此外，厄尔尼诺和拉尼娜事件通过驱动太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场SSA和关键海域（25°-29°N，122.5°-130.5°E）内的Chl-a空间分布和大小变化，从而改变其资源丰度，但影响作用随各异常事件的强度不同而变化，具体表现为：发生弱强度厄尔尼诺事件时，产卵场SSA较高，Chl-a浓度处于较低水平，导致资源补充量处于较低水平，CPUE降低；发生中等强度厄尔尼诺事件时，产卵场SSA较低，但Chl-a浓度处于较高水平，导致资源补充量增加，CPUE处于上升水平；发生中等强度拉尼娜事件时，产卵场SSA和Chl-a浓度均处于较高水平，资源补充量显著增加，CPUE显著升高。研究表明，厄尔尼诺和拉尼娜事件对太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场摄食孵化环境和资源丰度变动具有显著影响。 相似文献
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基于卫星高度计观测的全球中尺度涡的分布和传播特征 总被引：7，自引：0，他引：7
利用将近12 a的融合高度计资料获得了全球海洋中尺度涡的空间分布和传播特征。结果表明,中尺度涡在副热带海域呈明显的带状分布,反气旋涡和气旋涡的数目相当,但在某些海域它们的数目有很大不同;在40°S-60°N间,大多数涡的运动方向向西,然而在40°-60°S间约有70%的涡向东传播;对于西向传播的涡而言,纬向平均速度随纬度有明显的变化,在赤道附近的西向传播速度为13 cm/s,而在高纬度递减到不足1 cm/s,中尺度涡的传播表现出类似于Rossby波的传播特征。 相似文献
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海州湾南部近岸现代沉积速率及其沉积通量 总被引：1，自引：0，他引：1
对海州湾南部近岸3个柱状岩芯进行了210Pb的测定,绘制了岩芯中210Pb的垂直分布图。结果表明,柱-1岩芯表现为2个明显的沉积阶段,1-12 cm平均沉积速率为0.51 cm/a,12-57 cm的为0.18 cm/a,沉积通量分别为0.69和0.24 g/（cm^2·a）;柱-2岩芯平均沉积速率为0.64 cm/a,沉积通量为0.68 g/（cm^2·a）;柱-3岩芯平均沉积速率为0.67 cm/a,沉积通量为0.76 g/（cm^2·a）。沉积速率从北往南逐渐增大。造成这种空间分布规律的主要因素是沉积环境和物质来源,其次可能同海域位置、沉积物组分特征和海底地形有关。 相似文献
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海洋的湍粘性系数和湍扩散系数是研究海洋动量传输、热扩散和物质扩散的物理基础,是海洋模式的重要参数。北冰洋是海冰覆盖的海洋,其湍粘性系数和湍扩散系数与其他大洋有显著不同。本文以Pacanowski＆Philander的参数化方案为基础,采用二次北极科考的连续观测冰站和单次观测冰站的资料,定量计算了加拿大海盆74°N-78°N,144°W-164°W区域冰下60 m以浅的垂向湍粘性系数v和湍扩散系数kT,并分3个区域比较。结果表明：v和kT的垂向分布具有较好的一致性,表层和60 m处量值较大,中间较小;区域的不同主要体现在24 m以浅。 相似文献
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多波束水体数据是多波束系统获取的最原始数据,记录了波束从发射到接收整个过程全部的反向散射强度信息,可以为目标识别、水下栖息环境探测等提供重要的数据支撑。目前,针对多波束水体强度时间序列所表现的波形信息的处理及研究仍处于起步阶段,另外水体波形数据易受噪声影响,且存在明显的入射角效应问题,对此,本文提出了一种基于分区异构的多波束水体波形拟合算法。首先,根据不同波束入射角范围的水体波形特性,将水体数据划分为3个区域;然后利用不同函数(中央波束区域—双指数函数、漫反射区域—广义高斯与线性函数叠加、边缘波束区域—高斯与多项式叠加)分别对不同分区的反向散射强度波形进行拟合。采用台湾海峡的多波束水体数据进行验证,结果表明:不同分区拟合相关系数及拟合优度均达到0.95以上,相比简单函数拟合,均方根误差由3.39 dB降到1.5 dB以下,达到了较好的拟合效果,可为多波束水体目标识别和海底分类提供参考。 相似文献
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海上风电场建设期风机打桩会产生高强度的水下噪声,研究水下冲击打桩噪声的监测方法、特性分析及对海洋生物的影响是非常重要的。采用自容式水下声音记录仪,多点同步测量了福建省兴化湾海上风电场二期工程建设期单次完整的水下冲击打桩噪声,从时频域特性进行了分析,并利用最小二乘法拟合得到了打桩声源级和声暴露级。结果表明：水下冲击打桩噪声是典型的低频、高强度的脉冲信号,单个脉冲持续时间约90~100 ms,峰值声源级约209.4±2 dB,声暴露级约197.7±2 dB;主要能量分布在50 Hz~1 kHz频段,750 m测量点的该频段声压级相比海洋环境背景噪声,提高了约40~50 dB。水下冲击打桩噪声频域能量分布与大黄鱼的听觉敏感频段相重叠,对大黄鱼影响程度和范围较大,实际工程应用中宜采用声暴露级作为评价指标。 相似文献