蘇北淺灘波浪傳播速度和流速的高頻地波雷達探測.pdf

1、高頻地波雷達遙感監(jiān)測技術(shù)比起傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)，獨具優(yōu)勢:探測精度高，實時性好，不受惡劣天氣及海況的影響，可連續(xù)大面積監(jiān)測海洋表面，已經(jīng)成為海洋環(huán)境立體化監(jiān)測網(wǎng)中最重要的技術(shù)支撐之一。中國東部沿海以強潮寬陸架為特征，潮間淺灘廣為發(fā)育，動力環(huán)境相對復雜，亟待形成適用于潮間淺灘的高時空密度海面流場觀測能力。
　　 然而，在平均水深一般小于5m的潮間淺灘，高頻地波雷達反演海面動力參數(shù)的假設發(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，再加上高頻地波雷達探測目標與現(xiàn)場儀器探測目標在淺水條件下的更復雜關(guān)系，各環(huán)節(jié)引入偏差在潮間淺灘普遍增大，以致高頻地波雷達反演海表流速的比測誤差相對深水區(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系統(tǒng)缺省設置為海面流場探測盲區(qū)。
　　 本文選擇潮間淺灘寬達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，改進反演策略，推動高頻地波雷達在潮間

3、淺灘動態(tài)遙感監(jiān)測中的應用。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 結(jié)合研究區(qū)域的特點，將箱線圖法運用到了高頻地波雷達觀測數(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)域的高頻地波雷達有效采樣率在大小潮、白晝、距離、方位、不同潮時均有明顯差異;在空間上也呈現(xiàn)出不均勻分布的特征。引入正頻移與負頻移的關(guān)聯(lián)性檢驗后，發(fā)現(xiàn)了不同水深條件下的雷達元信號差異。據(jù)此，從數(shù)據(jù)的合理性、連續(xù)性和關(guān)聯(lián)性方面，針對性設計了包括基于頻移的

4、一級質(zhì)量控制、基于波速的二級質(zhì)量控制的潮間淺灘高頻地波雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程，執(zhí)行自動的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗，收到良好的質(zhì)控效果。
　　 基于質(zhì)控后的高頻地波雷達數(shù)據(jù)，應用正頻移與負頻移聯(lián)解方法，實現(xiàn)潮間淺灘海面波浪傳播速度的觀測。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。同步檢驗表明:雷達觀測波速與現(xiàn)場觀測水深的關(guān)系統(tǒng)計意義上遵循微幅波理論，較大徑向流速條件下的波速觀測質(zhì)