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《国家海洋局第一海洋研究所》 2011年
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机载波谱仪海浪谱反演方法研究

宋莎莎  
【摘要】:海浪是发生在海洋表面的一种小尺度的风生重力波,海浪谱是随机海浪的重要统计性质,是研究海浪的有效工具,在海浪理论研究、海浪预报和海洋工程应用等方面具有重要意义。目前应用于大范围海浪谱测量的主要是合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR),但是由于SAR成像过程中可能发生的扭曲和方位向聚束效应,大大降低了海浪谱的反演精度。 波谱仪作为一种专门的海浪谱测量雷达,具有调制函数简单、反演方法直接和反演精度高的特点,特别适用于海浪谱的业务化监测。目前的波谱仪主要是机载雷达系统,本文基于在渤海海域开展的机载波谱仪实验进行海浪谱反演的研究,为星载波谱仪的业务化运行提供技术支持。论文的主要工作包括基于机载波谱仪数据的海浪谱反演方法研究和海浪谱反演结果的比对及影响因素分析两部分内容。 在基于机载波谱仪数据的海浪谱反演方面,根据实验采用的脉冲技术,在国外数据处理流程的基础上进行一定的修改和简化,确定了数据的提取方法,推导了将渤海波动近似为浅水波时频谱和波数谱的转换关系式;给出不同方位向上海浪谱的变化和飞行方向上各圈数据反演的海浪谱的差别,表明海浪谱方位向平均和飞行方向平均的必要性,并在此基础上进行了海浪谱平均和有效波高等参数的提取。 在海浪谱反演结果的比对及影响因素分析方面,将机载实验海浪谱反演得到的有效波高与Jason-1,Jason-2高度计的有效波高数据进行了定性比较分析,并根据比对结果,开展了数据定标、平台高度和调制谱修正等海浪谱反演影响因素的分析,为改善海浪谱反演结果提供参考。
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