河口海岸區(qū)域的高頻聲層析研究.pdf

1、聲學技術在海洋環(huán)境觀測中具有重要的作用。河口海岸區(qū)域的高頻聲層析技術為觀測河口海岸區(qū)域的溫、鹽、流等環(huán)境參數(shù)提供了有效聲學手段。近年來，亞太地區(qū)的沿海、河口及邊緣海的沿岸聲層析觀測成為研究熱點。然而，以往的沿岸聲層析研究主要關注10km尺度的中頻海洋聲層析觀測，以及邊緣海區(qū)域的中低頻聲層析研究。而關于河口海岸區(qū)域的高頻聲層析工作開展較少。本文主要圍繞河口海岸區(qū)域的高頻聲層析問題，進行了理論探討、數(shù)值模擬、設備研發(fā)和實驗觀測等多方面的研究

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)域海洋模型的流場數(shù)據(jù)，對廈門嵩嶼電廠海域這一溫度變化顯著，流場分布較為復雜的典型河口海岸區(qū)域的二維高空間分辨率溫度、流場聲層析反演進行了理論研究。討論了聲站數(shù)、測量誤差與反演精度的關系，并在高分辨率、高階情況下對廣

3、泛使用的傅里葉級數(shù)模型進行了數(shù)值研究。結果表明，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。
　　在理論研究的工作上更進一步，研發(fā)了河口海岸區(qū)域的15kHz高頻聲層析觀測設備?；贜I數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW編程，利用GPS的硬件定時實現(xiàn)了微秒精度的時間同步，實現(xiàn)了傳播時間的準確測量。
　　最后，在廈門鷺江海峽進行了高頻聲層析觀測實驗。實驗精確測量了鷺江海峽的聲互易傳播時間，獲得了鷺江海峽的聲速變化和