蘇北淺灘波浪傳播速度和流速的高頻地波雷達(dá)探測(cè).pdf

1、高頻地波雷達(dá)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)比起傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)，獨(dú)具優(yōu)勢(shì):探測(cè)精度高，實(shí)時(shí)性好，不受惡劣天氣及海況的影響，可連續(xù)大面積監(jiān)測(cè)海洋表面，已經(jīng)成為海洋環(huán)境立體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)中最重要的技術(shù)支撐之一。中國(guó)東部沿海以強(qiáng)潮寬陸架為特征，潮間淺灘廣為發(fā)育，動(dòng)力環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，亟待形成適用于潮間淺灘的高時(shí)空密度海面流場(chǎng)觀測(cè)能力。
　　 然而，在平均水深一般小于5m的潮間淺灘，高頻地波雷達(dá)反演海面動(dòng)力參數(shù)的假設(shè)發(fā)生改變:其波速按微幅波理論偏離深水波

2、頻散關(guān)系，據(jù)淺水波理論也偏離雙向同速傳播假設(shè)，再加上高頻地波雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)與現(xiàn)場(chǎng)儀器探測(cè)目標(biāo)在淺水條件下的更復(fù)雜關(guān)系，各環(huán)節(jié)引入偏差在潮間淺灘普遍增大，以致高頻地波雷達(dá)反演海表流速的比測(cè)誤差相對(duì)深水區(qū)劇增。因此，潮間淺灘等近岸淺水海域通常為商用高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)缺省設(shè)置為海面流場(chǎng)探測(cè)盲區(qū)。
　　 本文選擇潮間淺灘寬達(dá)50 km的南黃海西部蘇北淺灘為研究區(qū)，剖析各環(huán)節(jié)偏差規(guī)律，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量控制水平，改進(jìn)反演策略，推動(dòng)高頻地波雷達(dá)在潮間

3、淺灘動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 結(jié)合研究區(qū)域的特點(diǎn)，將箱線圖法運(yùn)用到了高頻地波雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)的多維度特征和多環(huán)節(jié)偏差規(guī)律分析中，發(fā)現(xiàn)在潮間淺灘一類淺水區(qū)域的高頻地波雷達(dá)有效采樣率在大小潮、白晝、距離、方位、不同潮時(shí)均有明顯差異;在空間上也呈現(xiàn)出不均勻分布的特征。引入正頻移與負(fù)頻移的關(guān)聯(lián)性檢驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)了不同水深條件下的雷達(dá)元信號(hào)差異。據(jù)此，從數(shù)據(jù)的合理性、連續(xù)性和關(guān)聯(lián)性方面，針對(duì)性設(shè)計(jì)了包括基于頻移的

4、一級(jí)質(zhì)量控制、基于波速的二級(jí)質(zhì)量控制的潮間淺灘高頻地波雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程，執(zhí)行自動(dòng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)，收到良好的質(zhì)控效果。
　　 基于質(zhì)控后的高頻地波雷達(dá)數(shù)據(jù)，應(yīng)用正頻移與負(fù)頻移聯(lián)解方法，實(shí)現(xiàn)潮間淺灘海面波浪傳播速度的觀測(cè)。所繪制的蘇北淺灘平均波速平面分布圖，可分辨出與潮間淺灘、水下岸坡和潮汐水道等淺灘地貌單元相關(guān)的波速分區(qū)格局。同步檢驗(yàn)表明:雷達(dá)觀測(cè)波速與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)水深的關(guān)系統(tǒng)計(jì)意義上遵循微幅波理論，較大徑向流速條件下的波速觀測(cè)質(zhì)