海床浅表层硬质薄层的声学识别     

李家钢  黄必桂  刘乐军  李西双  周庆杰  高珊  周航  栾坤祥 《海洋学报》2022,44(9):100-108

由沉溺珊瑚礁、各类胶结砂以及胶结的珊瑚石或贝壳碎屑等组成的硬质薄层通常呈零散状分布,地质取样难以准确确定它们是如何分布的,这给海底管线施工带来极大的困难和风险。本文以南海北部为例,基于多种物探资料并结合正演模拟,分析、总结了海底以及海底之下硬质薄层的声学特征,在研究区综合识别出23个硬质薄层分布区。研究认为,硬质薄层与松散沉积物物理性质的差异可用于声学探测数据识别和定位。在浅地层剖面上,硬质薄层表现为强反射薄层,并对其下方地层的地震反射信号有一定的屏蔽作用,这一现象有助于确定硬质薄层是否存在以及其埋深和位置。在侧扫声呐影像和后向散射强度图上,硬质薄层通常表现为具有不规则形状的明暗变化阴影,阴影的边界指示了硬质薄层的分布范围。当硬质薄层出露于海底时,侧扫影像、反向散射强度结合浅地层剖面可以有效地识别并确定硬质薄层的范围;而当硬质薄层位于海床浅部（埋深数米到十几米）时,浅地层剖面可能是识别硬质薄层的唯一且最有效的方法。  相似文献   

南海北部声散射季节变化          下载免费PDF全文

高爽  杨光兵  熊学军 《海岸工程》2022,41(2):144-152

声散射是重要的声学现象,海洋水体产生的高频声散射信号既可用于开展多种目的的声学海洋学研究,也可能对水下声学设备产生干扰,而海洋水体背景声散射具有显著的时空变异特征,因此针对特定海区开展声散射时变观测具有重要意义。本文利用在南海北部布放的锚系系统所搭载的声学多普勒流速剖面仪,获取了覆盖4个季节的累计约80 d的声散射数据,数据包括75 kHz和300 kHz两个频段,观测水深几乎覆盖了从海面到约600 m水深的整个水体。结果表明,水体在垂向上分布着上散射层和深散射层2个主要散射层。上散射层分布深度在冬夏较浅,位于约100 m以浅,在春秋较深,位于约200 m以浅;深散射层分布深度同样为冬季最浅,位于约300 m以深,但夏季则最深,位于约400 m以深。因此,两散射层的距离在夏季最远,在春秋最近。2个散射层的声散射强度（Sv）同样具有明显的季节变化,上散射层散射强度夏秋较强而春冬较弱,深散射层则正好相反。  相似文献   

基于声场模型的猎雷声呐探测成像仿真方法          下载免费PDF全文

蒋文聪  张宏欣 《数字海洋与水下攻防》2022,5(3):250-255

针对猎雷声呐对水雷目标探测仿真问题,提出一种基于运动学信息与水下声场传播耦合分析的探测成像仿真方法。利用 Bellhop3D 声场分析方法对水下声信道信号冲击响应进行计算,结合信号复分析方法得到信号传播信道参数以构建声散射模型,以运动耦合方式综合分析声呐搭载平台位置、姿态及速度等因素对回波信号的影响,通过综合考虑上述因素来模拟目标回波信号,从而利用较为真实的等效回波信号进行图像重构。 以高频前视声呐为例,对声呐探测沉底水雷目标情况进行了仿真,结果表明,该方法能够得到高频声呐对沉底水雷目标的探测图像,与实际情况具有一致性,可为进一步构建反水雷相关模拟仿真训练系统提供参考。  相似文献   

QuikSCAT卫星散射计矢量风检验及南海月平均风场特征分析   总被引：4，自引：1，他引：3  

王慧鹏  王春明  项杰  李健  刘春霞 《气象科学》2014,34(1):54-59

采用中国科学院南海海洋研究所2008年建设的,西沙海洋观测研究站上的自动气象站实测数据,对亚太数据研究中心提供的近实时QuikSCAT卫星遥感风场资料(2008年4月6日—12月31日)进行了检验和统计特征分析,得出:这两者风速的相关系数为0.86,平均偏差为-1.50 m/s,均方根误差为1.71 m/s,表明QuikSCAT卫星遥感风场资料在南海具有很高的适用性。在此基础上,利用QuikSCAT卫星遥感的月平均风场资料分析了南海月平均风场特征。结果表明:(1)南海季风10月到次年3月盛行东北风,6—8月盛行西南风,4、5、9月为季风转换季节;(2)存在两个平均风速大值中心,一个位于南海南部(10°N,108°E)附近,另一个位于台湾海峡附近,其位置和强度会随着季节变化而变动。  相似文献   

Optimal Forward-Scattering Angles of Atmospheric Aerosols in North China          下载免费PDF全文

JIA Sheng-Jie  Lü Da-Ren 《大气和海洋科学快报》2014,(3):236-242

The accurate understanding of atmospheric aerosol extinction coefficients is very important for at- mospheric science research. To achieve a fast and simple method for determining the parameters, the selection of optimal forward-scattering angles of atmospheric aerosols is required. In this paper, the authors introduce the detec- tion basis of forward-scattering of atmospheric aerosols, and the authors verify the sensitivity of the phase function to the real part of the complex refractive index. The au- thors use the Jaenicke urban aerosol model to determine that forward-scattering angles near 33° are suitable. However, the optimal forward-scattering angles in North China are between 37° and 40°. Numerical simulation shows that certain types of particle size distribution of newly generated particles and pollution have limited in- fluences on the selection of forward-scattering angles. But the ranges of these insensitive angles shift - 10 degrees for dust intrusion, and the relative deviations of the phase function are less than 5.0% within extra angles of 0° to 3°. This study can serve as a reference for the selection of optimal forward-scattering angles for visibility meters and Present Weather Identifiers （PWIs） in addition to the de- tection of forward-scattering optical properties.  相似文献   

星载激光雷达卫星海面风场反演算法研究     

WANG Tianyu  PAN Delu  HE Xianqiang  WANG Difeng 《海洋学报(英文版)》2014,33(3):129-135

The principal purpose of this paper is to extract entire sea surface wind＇s information from spaceborne lidar, and particularly to utilize a appropriate algorithm for removing the interference information due to white caps and subsurface water. Wind speeds are obtained through empirical relationship with sea surface mean square slopes. Wind directions are derived from relationship between wind speeds and wind directions im plied in CMOD5n geophysical models function （GMF）. Whitecaps backscattering signals were distinguished with the help of lidar depolarization ratio measurements and rectified by whitecaps coverage equation. Subsurface water backscattering signals were corrected by means of inverse distance weighted （IDW） from neighborhood non-singular data with optimal subsurface water backscattering calibration parameters. To verify the algorithm reliably, it selected NDBC＇s TAO buoy-laying area as survey region in camparison with buoys＇ wind field data and METOP satellite ASCAT of 25 km single orbit wind field data after temporal-spa tial matching. Validation results showed that the retrieval algorithm works well in terms of root mean square error （RMSE） less than 2m/s and wind direction＇s RMSE less than 21 degree.  相似文献   

非球形粒子光散射计算研究的进展综述   总被引：1，自引：0，他引：1  

许丽生  陈洪滨  丁继烈  夏志业 《地球科学进展》2014,(8)

介质的光散射在许多科学和工程领域中,如光学、电磁学、工程物理、天体物理、大气科学、海洋学、生态学、生物物理学等都有重要的应用。由于其重要性、复杂性和困难性,非球形粒子光散射已成为国际上光散射理论研究的焦点和前沿课题。就粒子光散射,特别是非球形粒子光散射的计算方法及其研究进展进行扼要综述。首先,从光散射的理论基础出发,指出过去广泛应用的球形粒子光散射Lorenz-Mie理论的局限性,从粒子非球形性对散射模式影响的本质,讨论球形粒子Lorenz-Mie散射与非球形粒子光散射的不等效性。在此基础上扼要地阐述了现代非球形粒子光散射计算研究的进展,包括精确的理论解法、一些重要的数值技术以及2个重要的近似解法,即光学软粒子近似和几何光学近似。并指出,近年来为了表示自然界中近于层状和更复杂粒子的光散射特性,层状粒子模型和扩展边界条件法(EBCM)正在成为热门的研究领域,是2个值得注意的发展动向。最后,简要地讨论了非球形粒子光散射计算研究所面临的挑战及其未来的发展方向。  相似文献   

NH₄Cl水溶液的微观结构和宏观物性研究          下载免费PDF全文

张宇  李非  费莉婷  纪志永  赵颖颖  郭小甫  刘杰  王士钊  汪婧  毕京涛  张盼盼  张丁予  袁俊生 《盐湖研究》2022,30(4)

通过拉曼光谱、同步辐射X射线散射和密度泛函理论(DFT)模拟,研究了质量分数为1.0 %-28.0 %的NH₄Cl水溶液的微观结构变化。同时在室温下测量了粘度、接触角和电导率。由拉曼光谱和密度泛函理论模拟结果可知,当溶质浓度升高至10.0 %时,在2900 cm_-1^和3100 cm_-1^{附近出现了明显的}N-H作用峰,且随着质量分数的升高,NH₄Cl水溶液中的氢键类型发生了转变。X射线散射结果表明,当NH₄Cl水溶液质量分数升高至10.0 %时,差值对分布函数G(r)在2.98 ?附近出现明显双峰,表明在该浓度下溶液中NH₄₊^-Cl_-^{接触离子对开始成为主要微观作用形式。对}NH₄Cl水溶液的宏观物性研究表明,粘度、接触角和电导率均随着NH₄Cl水溶液质量分数的增加而增大。作者推断,NH₄Cl水溶液中氢键类型的转变、O-H...N键占比增多以及逐渐增加的NH₄₊^-Cl_-^{接触离子对},是粘度和接触角随溶质浓度增加而增加的微观本质因素;电导率的增加与溶液中有效导电离子数量增加有关。  相似文献   

NH₄Cl水溶液的结构和物性研究          下载免费PDF全文

张宇  李非  费莉婷  纪志永  赵颖颖  刘杰  郭小甫  王士钊  汪婧  毕京涛  张盼盼  张丁予  袁俊生 《盐湖研究》2022,30(4):118-127

通过密度泛函理论(DFT)计算、拉曼光谱和同步辐射X射线散射法,研究了质量分数为1.0 %～28.0 %的NH₄Cl水溶液的微观结构。在室温下测量了粘度、接触角和电导率。由DFT计算和拉曼光谱结果可知,当溶质浓度升高至10.0 %时,在2 900 cm-1和3 100 cm-1附近出现了明显的N-H作用峰,且随着质量分数的升高,NH₄Cl水溶液中的DDAA型氢键转变为DA和DAA型氢键。X射线散射结果表明,当NH₄Cl水溶液质量分数升高至10.0 %时,差值对分布函数G(r)在0.298 nm附近出现明显双峰,表明在该浓度下溶液中NH₄⁺-Cl-接触离子对开始成为主要微观作用形式。NH₄Cl水溶液的粘度、接触角和电导率均随着NH₄Cl水溶液质量分数的增加而增大。NH₄Cl水溶液中氢键类型的转变、O-H...N键占比增多以及逐渐增加的NH₄⁺-Cl-接触离子是粘度和接触角变化的微观本质因素;电导率的增加与溶液中有效导电离子数量增加有关。  相似文献   

用微机进行Mie散射算法研究     

张国栋 《成都信息工程学院学报》1991,(2)

本文介绍在东海微机上用伦茨算法计算Mie级数的系数,其计算程序已运行成功。计算结果表明此法可使误差传播显著减小,计算精度提高,降低了对微机内存客量的要求,同时,本文得到的计算结果与国外公开发表的计算结果达到同样精度。  相似文献