高頻地波雷達(dá)海面風(fēng)場(chǎng)反演研究.pdf

1、高頻地波雷達(dá)在監(jiān)測(cè)海洋信息方面具備著傳統(tǒng)探測(cè)手段不可比擬的優(yōu)勢(shì)。隨著人類對(duì)海洋日益迫切的開發(fā)需求，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)海洋的手段已經(jīng)跟不上人們的步伐。諸如衛(wèi)星遙感、航空遙感及高頻雷達(dá)等新的手段不斷提出，高頻地波雷達(dá)監(jiān)測(cè)海洋信息的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)時(shí)性好，不受天氣的影響，如今在一些地區(qū)高頻雷達(dá)已被應(yīng)用于氣象預(yù)報(bào)、洋流監(jiān)測(cè)及災(zāi)難救援等方面。在高頻地波雷達(dá)反演海態(tài)信息方面，本文主要研究海面風(fēng)速反演及風(fēng)向反演兩個(gè)方面。
　　在反演風(fēng)速的方法上，采用兩種算法，

2、一是基于Barrick經(jīng)典理論的反演模型，改進(jìn)SMB算法以解決反演風(fēng)速時(shí)海浪峰值頻率誤差較大的問題。二是提出一種基于傳播衰減理論，利用航跡的衰減曲線反演海面風(fēng)速的新算法。對(duì)比傳統(tǒng)的反演算法，得到SMB模型無論是在反演的適用范圍還是精度上都有著明顯的優(yōu)勢(shì)，而該算法對(duì)于海浪的峰值頻率很敏感，峰值頻率誤差會(huì)影響結(jié)果的精確度，本文通過P--M譜得到風(fēng)速與峰值頻率的關(guān)系，代入 SMB模型，得到新的反演算法，通過仿真數(shù)據(jù)及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的反演結(jié)果可知，該

3、方法有效解決了上述問題，并有更高的精確度。傳統(tǒng)的反演算法都是對(duì)海雜波頻譜進(jìn)行處理，提取海態(tài)信息，這是海雜波頻譜能反演海面的狀態(tài)。而實(shí)際上電磁波在海面?zhèn)鞑ミ^程中，也受到海風(fēng)的影響，本文通過對(duì)傳播衰減的理論研究，發(fā)現(xiàn)海風(fēng)通過引起海洋表面阻抗而對(duì)電磁波的傳播產(chǎn)生影響，通過具體的公式推導(dǎo)給出了風(fēng)速影響傳播衰減的定量描述，從理論上證明該方法用于反演海面信息的可行性。后通過實(shí)際的航跡衰減曲線對(duì)風(fēng)速進(jìn)行的反演，結(jié)果表明該方法能夠用于反演風(fēng)速信息，其精