河口海岸區(qū)域的高頻聲層析研究.pdf

1、聲學(xué)技術(shù)在海洋環(huán)境觀測(cè)中具有重要的作用。河口海岸區(qū)域的高頻聲層析技術(shù)為觀測(cè)河口海岸區(qū)域的溫、鹽、流等環(huán)境參數(shù)提供了有效聲學(xué)手段。近年來(lái)，亞太地區(qū)的沿海、河口及邊緣海的沿岸聲層析觀測(cè)成為研究熱點(diǎn)。然而，以往的沿岸聲層析研究主要關(guān)注10km尺度的中頻海洋聲層析觀測(cè)，以及邊緣海區(qū)域的中低頻聲層析研究。而關(guān)于河口海岸區(qū)域的高頻聲層析工作開(kāi)展較少。本文主要圍繞河口海岸區(qū)域的高頻聲層析問(wèn)題，進(jìn)行了理論探討、數(shù)值模擬、設(shè)備研發(fā)和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)等多方面的研究

2、。
　　首先，本文介紹和整理了河口海岸區(qū)域溫流反演的互易傳輸模型。其次，基于互易傳輸模型，進(jìn)行了河口海岸區(qū)域的高空間分辨率聲層析理論研究，提出了網(wǎng)格化的高空間分辨率反演方法。并以廈門嵩嶼電廠海域的衛(wèi)星遙感海面溫度數(shù)據(jù)和區(qū)域海洋模型的流場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)廈門嵩嶼電廠海域這一溫度變化顯著，流場(chǎng)分布較為復(fù)雜的典型河口海岸區(qū)域的二維高空間分辨率溫度、流場(chǎng)聲層析反演進(jìn)行了理論研究。討論了聲站數(shù)、測(cè)量誤差與反演精度的關(guān)系，并在高分辨率、高階情況下對(duì)廣

3、泛使用的傅里葉級(jí)數(shù)模型進(jìn)行了數(shù)值研究。結(jié)果表明，聲層析理論研究精確重建了40m高空間分辨率的聲速、溫度分布和流場(chǎng)。
　　在理論研究的工作上更進(jìn)一步，研發(fā)了河口海岸區(qū)域的15kHz高頻聲層析觀測(cè)設(shè)備。基于NI數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW編程，利用GPS的硬件定時(shí)實(shí)現(xiàn)了微秒精度的時(shí)間同步，實(shí)現(xiàn)了傳播時(shí)間的準(zhǔn)確測(cè)量。
　　最后，在廈門鷺江海峽進(jìn)行了高頻聲層析觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)精確測(cè)量了鷺江海峽的聲互易傳播時(shí)間，獲得了鷺江海峽的聲速變化和