本文關(guān)鍵詞：臺風(fēng)激發(fā)地脈動特征及激發(fā)機制研究

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【摘要】：地脈動(~0.05-0.50 Hz)主要來源于海浪運動與海底固體地球界面的耦合作用,臺風(fēng)引起的強烈海浪運動往往可使地脈動能量顯著增強。由于涉及大氣-海洋-固體地球三個圈層之間的復(fù)雜能量傳遞與耦合過程,迄今為止,關(guān)于臺風(fēng)激發(fā)地脈動的具體源區(qū)位置及激發(fā)機制尚存在爭議。本文選取日本、中國東南沿海及臺灣地區(qū)的地震臺站連續(xù)波形記錄,分析臺風(fēng)激發(fā)地脈動信號的時頻特征,研究其隨臺風(fēng)進程的演化規(guī)律。結(jié)果顯示:臺風(fēng)期間地脈動信號有顯著增強,頻率范圍主要分布在0.14-0.36Hz,其變化規(guī)律同臺風(fēng)過程相對應(yīng),并與臺風(fēng)中心至臺站的距離等因素密切相關(guān)。同時,本文在此基礎(chǔ)上,開展了相應(yīng)的數(shù)值模擬研究,并與實際觀測數(shù)據(jù)處理結(jié)果進行對比分析。結(jié)果表明:臺風(fēng)激發(fā)的DF(Double Frequency)地脈動存在兩種主要激發(fā)模式,即(1)近岸源區(qū)激發(fā),臺風(fēng)引起波浪入射至海岸反射并與后續(xù)來波相互作用形成駐波作用于海底而激發(fā);(2)臺風(fēng)中心附近源區(qū)激發(fā),臺風(fēng)中心移動過程中不同時刻激發(fā)的同頻率波浪相向傳播、相互作用產(chǎn)生駐波作用于海底而激發(fā),源區(qū)位置主要集中于臺風(fēng)中心左后方。而且,在本文所研究例子中,當臺風(fēng)中心距離海岸較近時,沿岸的臺站所記錄的地脈動信號以第一種模式激發(fā)模式為主。此外,結(jié)合波浪再分析數(shù)據(jù)、波浪浮標實測數(shù)據(jù)、臺風(fēng)風(fēng)場特征分析,我們進一步對DF地脈動激發(fā)過程中的影響因素進行了研究,發(fā)現(xiàn):第一種模式激發(fā)的地脈動與近岸源區(qū)波浪場強度、觀測點至源區(qū)距離及臺風(fēng)中心至海岸線距離等因素相關(guān);而第二種模式激發(fā)的地脈動則主要受臺風(fēng)中心附近波浪場的頻率成分與傳播方向影響。為進一步研究地脈動激發(fā)源區(qū)位置,我們利用單臺法計算了臺風(fēng)期間不同頻段地脈動信號的最大能量來源方向,結(jié)果顯示臺風(fēng)期間地脈動信號源區(qū)指向近岸波浪強度較大的沿海海域,與數(shù)值模擬結(jié)果基本相符。通過本文的研究工作,加深了我們對臺風(fēng)激發(fā)地脈動信號特征及機制的理解,并為我們接下去發(fā)展利用地震學(xué)和聲學(xué)手段定位、監(jiān)測臺風(fēng)的方法奠定了一定的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：臺風(fēng) 地脈動 波浪 源區(qū)定位 激發(fā)機制 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P315;P444
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究進展13-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容16-17
• 第二章 臺風(fēng)激發(fā)地脈動特征分析17-31
• 2.1 時頻分析方法17-22
• 2.1.1 傅里葉變換17-18
• 2.1.2 短時傅里葉變換18-19
• 2.1.3 希爾伯特-黃變換19-22
• 2.2 臺風(fēng)激發(fā)地脈動信號時頻分析22-30
• 2.2.1 臺風(fēng)“森拉克”及“黑格比”激發(fā)地脈動特征23-26
• 2.2.2 臺風(fēng)“薔薇”激發(fā)地脈動分析26-27
• 2.2.3 臺風(fēng)“南瑪都”激發(fā)地脈動分析27-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 臺風(fēng)激發(fā)地脈動信號數(shù)值模擬31-38
• 3.1 臺風(fēng)激發(fā)地脈動數(shù)值模型介紹31
• 3.2 地脈動激發(fā)機制的理論分析31-35
• 3.2.1 Longuet-Higgins非線性波（有限振幅波）干涉理論31-34
• 3.2.2 Hasselmann地脈動激發(fā)理論34-35
• 3.3 數(shù)值模擬結(jié)果35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 DF地脈動激發(fā)源區(qū)及其定向38-48
• 4.1 DF地脈動激發(fā)機制分析38-43
• 4.1.1 地脈動與ECMWF波浪再分析數(shù)據(jù)的互相關(guān)分析38-41
• 4.1.2 地脈動與近岸波浪浮標聯(lián)合觀測研究41-43
• 4.2 利用單臺法對地脈動源區(qū)定向43-47
• 4.2.1 單臺法介紹43-44
• 4.2.2 利用朝鮮核爆試驗驗證單臺法有效性44-46
• 4.2.3 臺風(fēng)激發(fā)地脈動源區(qū)單臺法定位結(jié)果與分析46-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第五章 總結(jié)與展望48-50
• 5.1 總結(jié)48
• 5.2 展望48-50
• 參考文獻50-53
• 致謝53-54
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果54

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本文編號：928231