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在南黄海某一典型的砂质海底区域，采用全向性声源和全向性接收水听器开展了频率范围为6-24 kHz的海底反向声散射测量。测量结果表明，在避免海面散射干扰并满足远场条件的情况下，本次实验获得了掠射角范围为18~80°的海底反向声散射强度，其数值为-41.1~24.4 dB。在有效掠射角范围内，声散射强度总体上随掠射角的增大呈现出增大趋势，但对于不同的频率，其变化趋势有所不同，反映出不同的散射机理。在20°、40°和60°掠射角处，在6-24 kHz的频率范围内反向声散射强度总体上呈现出正相关的频率依赖性，其线性相关斜率分别为0.2229 dB/kHz、0.5130 dB/kHz、0.1746 dB/kHz。在最大掠射角80°处，反向声散射强度未呈现出明显的频率相关性。 相似文献
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运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和厚度、摩擦风速和入射波频率对双站散射系数的影响,得到改进的一维分形分层海面散射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征,结果表明散射系数近似具有"量子化"特征。这些结果在诸如海洋遥感、无线电传播与通信、粗糙面重构等方面中有着广泛的应用。 相似文献
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自从Longuet-Higgins(1963)根据非线性作用导出较正态分布为准确的波面高度分布以来,高阶矩在军事、高科技等很多方面得到了应用。Huang等(1980)曾检验了高阶非线性分布,他们发现当波高概率分布中包含直至四阶项时与观测结果相符,但如果考虑更高阶不但效果不好,反而更差。尽管非线性随机过程在海浪理论中获得了广泛的应用,但对海面雷达散射研究仅讨论到三阶矩的影响(Fung et al.,1991;Chen et al.,1992)。电磁随机表面散射理论有适应大尺度随机起伏的粗糙面的Kirchhoff散射模式、轻度粗糙表面的微扰散射模式、大小尺度独立叠加的双尺度散射模式、全波散射模式(Bahar,1987)和积分方程散射模式(Chen et al.,1992)等。对随机粗糙Kirchhoff表面电磁波散射问题,尽管几十年来许多科学家已经进行了大量研究(Fung et al.,1991; Ulaby et al.,1982;Wu et al.,1988),Eom等(1983)曾对Gaussian面和非 Gaussian面的散射特性进行了比较研究,Fung等(1991)将Kirchhoff散射模式推广应用到三阶粗糙随机表面,然而更高阶矩对散射截面的影响还未见报道。本文在Fung等(1991)的基础上将Kirchhoff散射模式推广应用到四阶项,并对模式的应用进行了分析和讨论。 相似文献
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海洋微波散射模型相比于以经验统计建立的地球物理模式函数具有不受特定微波频率限制的优势。组合布拉格散射模型和几何光学模型形成了复合雷达后向散射模型。利用南海北部气象浮标2014年海面风速风向实测值作为散射模型输入，分别比较了复合雷达后向散射模型与RADARSAT-2卫星C波段SAR、HY-2A卫星Ku波段微波散射计的海面后向散射系数，偏差分别为(?0.22±1.88) dB (SAR)、(0.33±2.71) dB (散射计VV极化）和(?1.35±2.88) dB (散射计HH极化)；以美国浮标数据中心(NDBC)浮标2011年10月1日至2014年9月30日共3年的海面风速、风向实测值作为散射模型输入，分别比较了复合雷达后向散射模型与Jason-2、HY-2A卫星Ku波段高度计海面后向散射系数，偏差分别为(1.01±1.15) dB和(1.12±1.29) dB。中等入射角和垂直入射下的卫星传感器后向散射系数观测值与复合雷达后向散射模型模拟值比较，具有不同的偏差，但具有相同的海面风速检验精度，均方根误差小于1.71 m/s。结果表明，复合雷达后向散射模型可模拟计算星载SAR、散射计和高度计观测条件下的海面雷达后向散射系数，且与CMOD5、NSCAT-2、高度计业务化海面风速反演的地球物理模式函数的计算结果具有一致性；复合雷达后向散射模型可用于微波遥感器的定标与检验、海面雷达后向散射的模拟。 相似文献
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在深海汇聚区声场中,不同初始角的声线在传播过程中因折射程度差异形成特定的焦散结构。根据射线理论推导了线性剖面条件下用F算子表示的声线轨迹模型,并讨论了焦散结构与掠射角及声源-接收深度配置的变化关系。折射型焦散线由0°~5°的小角度声线构成,为波导结构;反射型焦散线由掠射角为±(5°~10°)的声线构成,为折线结构,且上行与下行声线的焦散线结构明显不同。应用BELLHOP模型分析得出了汇聚区增益与声源-接收深度条件的变化关系,并根据射线到达结构和焦散特征提出了一种确定汇聚区位置和范围的方法。 相似文献
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运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的透射系数计算公式.通过数值计算得到了HH极化透射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和厚度、摩擦风速和入射波频率对透射系数的影响,得到改进的一维分形分层海面透射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征,结果表明透射系数近似具有"量子化"特征. 相似文献
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本文采用随机格林函数方法求解了电磁场随机波动方程,给出了具有倾斜表面含气泡海浪的体散射系数表达式,并且指出,当电磁波近垂直入射时,只应用面散射模型是不充分的,必须考虑体散射效应.同时讨论了当入射角在20°～30°之间体散射系数与面散射系数的加权对接问题,给出了完整的海面散射系数计算过程. 相似文献
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多波束声纳数据可以有效记录海底地形地貌和底质特征信息。本文利用船载多波束数据对慢速扩张的卡尔斯伯格脊60°~61°E洋脊段的典型构造地貌单元的后向散射强度特征进行了研究,在此基础上,分析了该洋脊段的构造和岩浆作用强度特征。结果表明,洋脊段I以构造拉张作用占主导,脊轴及附近后向散射强度为-29 dB左右,裂谷壁高差可达1 200 m以上,裂谷内断裂发育,裂谷侧翼高度与裂谷宽度的比值为78.7~126.2,裂谷两侧翼部线性构造较少,但轴向正断层面更宽,倾角更小;与洋脊段裂谷中段相比,末端火山活动频率较低但喷发规模较大,火山机构数量和体积也更大,且可发育深大断裂获取深部热源。洋脊段II以岩浆作用占主导,脊轴及附近后向散射强度达-35 dB,裂谷内轴向火山脊发育,裂谷壁高差小于500 m,裂谷侧翼高度与裂谷宽度的比值为77.6~116.8,裂谷两侧翼部线性构造数量众多、长宽比较大且呈近似对称,相邻线性构造之间沉积物广泛分布。通过提取挖掘与底质属性密切相关的多波束后向散射强度数据,结合海底地形地貌的分析,可以为洋中脊的构造和岩浆作用强度的定量研究提供有效的证据。 相似文献
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我国第一颗海洋动力环境(HY-2)卫星于2011年8月16日发射上天,HY-2卫星微波散射计数据处理软件是用于生产海面风场矢量的软件,其作用是输入HY-2卫星经过预处理的散射计数据和辅助数据,进行时间标识、波束定位、几何参数计算、后向散射系数(σo)与辐射测量精度(Kp)系数计算、面元匹配、大气校正、海面风场反演等处理,输出具有固定格式的各级数据产品和/或图像产品。主要介绍该软件的结构设计、数据处理流程、接口设计和设计说明,该设计已经用于业务系统研发,软件处理的产品精度经过与浮标的比较,达到了预期的风速误差小于2 m/s、风向精度小于20°的要求,证明了该设计的正确性。 相似文献
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基于中国第29次南极科学考察期间获取的GPS探空观测数据,分析了东南印度洋和西南太平洋经向断面大气垂直结构的基本特征、季节变化和纬向差异。不同断面的大气垂向结构差异显著,但也具有共同特征,4000 m以下低空的气温和湿度明显高于高空,而低空风速明显小于高空风速,8000 m以上高空各个观测要素的垂直变化较小,整个断面主要以西风为主,整个垂直剖面湿度异常偏高(偏低)的区域通常对应上升(下沉)气流。给出了3个观测断面的大气锋面位置和类型,P1断面的大气锋面在47°~50°S,P2和P3断面的大气锋面在52°~58°S,P1和P2的锋面属于暖锋,P3的锋面由于气旋的影响分类不明显。东南印度洋大气剖面结构具有明显的季节变化,秋季和春季相比,秋季具有风速小,气温高特征,大气锋面更加偏南。东南印度洋和西南太平洋断面的大气剖面结构差异明显,二者相比,东南印度洋具有风速大、气温高及相对湿度小的特征,但大气锋面位置相同。 相似文献
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开展了Envisat ASAR溢油检测的影响因素分析,以2010 年墨西哥湾溢油事故为例,主要从入射角和海面风速两个
方面,开展了油膜和海水的后向散射特征分析,给出了适合ASAR 溢油检测的入射角与海面风速范围。对入射角的分析表
明,在中等风速条件下,入射角在28毅~36毅的范围内,油膜和海水的后向散射值相差大于5dB,两者在SAR影像上容易区分;
在入射角为20毅~24毅时,油膜和海水的后向散射值相差较小;在入射角大于37毅时,油膜的后向散射值接近ASAR 的系统噪
声。对海面风速的分析显示,适合ASAR影像溢油检测的风速范围是3.0~7.0 m/s;风速小于3 m/s时,油膜和海水的后向散
射值均较低;风速为9.7 m/s时,油膜和海水在ASAR影像上难以区分。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2021,(1)
本文利用GFDL CM2.1模拟的1%CO_2增长理想试验结果,分析了在全球变暖背景下赤道太平洋温跃层深度的快慢两个时间尺度的变化特征。研究表明:在CO_2浓度快速增加的阶段,赤道太平洋上层海洋层结增强,温跃层深度快速变浅(该阶段称为"快速变化阶段")且存在空间上的不均匀:在赤道中西太平洋(160°E～160°W之间)变浅最明显(约20 m),在赤道东太平洋(160°W向东)其变浅程度越来越小;在CO_2浓度达到稳定的阶段,赤道太平洋温跃层深度呈现缓慢变化阶段。研究发现,温跃层快速变化的空间不均匀是因为在赤道中太平洋和东太平洋温跃层快速变化的机制不同:在赤道中太平洋背景东风加强,上层层结与上升流的都加强有利于抬升温跃层,而在赤道东太平洋背景东风减弱,导致上升流减弱不利于温跃层变浅;上升流变化的作用部分抵消了上层层结加强对温跃层变浅的作用,故温跃层变浅要小于160°W以西。在赤道以外海区(南北纬3°～7°),海洋层结减弱和垂直流速变化分别加深和抬升温跃层,导致此处温跃层变浅不明显。而在CO_2浓度达到稳定后的140年,即温跃层缓慢变化阶段,海洋层结缓慢加强,温跃层变化幅度远小于快过程。 相似文献
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地表温度(land surface temperature, LST)是地球表面(海洋和陆地)水循环和大气环境互通的重要参数, 也是海、陆能量传输的重要体现。本文利用2003—2020年卫星反演的LST数据, 通过M-K(Mann-Kendall)突变检验、线性回归、经验正交分解(empirical orthogonal function, EOF)等方法分析LST时空模态特征, 并运用季节自回归移动平均(seasonal autoregression integrated moving average, SARIMA)模型预测LST的变化趋势。发现春、秋、冬三季沿海温度高, 内陆温度低, 由南向北(10°N—60°N), 由东向西(70°E—140°E)递减; 而夏季相反。EOF第一模态贡献率为29.58%, 空间分布以昆仑山脉、秦岭为分界线。预计2020年以后, LST的变化范围在-5~35℃。结果表明: (1)由于纬度的增加及海陆位置的差异, 导致日本的LST幅度小, 蒙古国的LST幅度大, 其余地区变化幅度平稳; (2)春、秋季温差不大, 夏、冬季温差大, 主要原因是太阳辐射; 其次, 季风气候显著。内陆高山多, 沿海平原多, 陆地升温效应小于水体的降温效应也会影响温差; (3)东亚及西太平洋地区LST的变化与人类活动、火山爆发等事件有关。 相似文献
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本文用国产卫星海洋二号散射计(HY-2A/SCAT)的数据对2012—2014年发生在西北太平洋的67个台风在台风最大风速、台风大小和结构方面进行探索性研究。结果表明,HY-2A/SCAT数据在对弱台风(风速小于20m/s)的最大风速估计整体偏高。用风速15m/s对应的半径(R_(15))定义台风大小并将台风分为大中小三个类别,得到了HY-2A/SCAT观测的台风大小的月平均分布,从台风数量的月分布直方图发现,中型台风数量最多且多发生于每年8—10月份。利用瑞金涡旋模型公式导出半径的计算公式,将HY-2A/SCAT海面风场数据相关参数代入公式求得相应半径值,与从HY-2A/SCAT数据中提取的半径R_(15)相结合进行对比分析,结果证明HY-2A/SCAT海面风场数据可以很好地应用于台风结构方面的研究。 相似文献