【摘要】： 隨著衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的發(fā)展,特別是TOPEX/POSEIDON、Jason-1、ERS-1/2、ENVISAT等一系列衛(wèi)星的發(fā)射,衛(wèi)星測(cè)高資料被廣泛應(yīng)用于諸多海洋學(xué)研究。其中,全球海洋潮汐信息的提取是衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,并在深水大洋取得了成功。然而,由于中國(guó)廣闊的陸架淺海潮汐狀況復(fù)雜,全球潮汐模型不再適用。本文利用13年的TOPEX/POSEIDON衛(wèi)星高度計(jì)資料,提取了中國(guó)淺海的潮汐信息,并研究了中國(guó)海和西北太平洋的海面高度異常與El Niňo事件的關(guān)系。 主要研究結(jié)果結(jié)如下: 1、利用j、v模型和調(diào)和分析法從TOPEX/POSEIDON衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)提取主要分潮的調(diào)和常數(shù)。與全球潮汐模型CSR3.0結(jié)果的比較顯示出兩種方法計(jì)算得出的潮汐相位吻合較好。在深水水域,振幅的一致性也不錯(cuò)。但在陸架淺海水域,利用j、v潮汐模式計(jì)算出的潮高明顯高于CSR3.0模型的結(jié)果。這主要是由于淺海潮波受地形的影響,波形發(fā)生畸變,振幅增大;而水深相對(duì)較深的海域潮汐則主要受天文因素的影響,振幅相對(duì)更容易模擬。所以,本文的計(jì)算結(jié)果應(yīng)該更加符合實(shí)際。與分布于中國(guó)近海的驗(yàn)潮站資料相比,對(duì)于主要半日潮和日潮M2、S2、K1、O1的印證結(jié)果為: M2分潮振幅的平均偏差為4.5cm,遲角的平均偏差為4.8o;S2分潮振幅的平均偏差為2.0cm,遲角的平均偏差為4.1o;K1分潮振幅的平均偏差為1.0cm,遲角的平均偏差為3.3o;O1分潮振幅的平均偏差為3.0cm,遲角的平均偏差為3.5o。定性定量的分析均表明,在中國(guó)淺海,本文的潮汐計(jì)算結(jié)果更加合理,優(yōu)于TOPEX/POSEIDON衛(wèi)星目前使用的全球潮汐模型。 2、利用提取的中國(guó)海潮汐信息對(duì)TOPEX/POSEIDON海面高度異常資料進(jìn)行了修正。將中國(guó)海劃分為渤海(A)、黃海(B)、東海(C)和南海(D)四個(gè)子海區(qū),比較本文方法獲取的TOPEX/POSEIDON單星高度計(jì)反演的中國(guó)近海海面異常與TOPEX/POSEIDON和ERS-1/2三星融合數(shù)據(jù)的海面異常,結(jié)果為:在A區(qū)兩者相關(guān)系數(shù)為95.2%,平均偏差0.69cm;B區(qū)為88.0%,平均偏差0.67cm;C區(qū)為91.3%,平均偏差0.22cm;D區(qū)為85.9%,平均偏差0.32cm。雖然三星的融合產(chǎn)品在時(shí)空分辨率上較單星高度計(jì)資料有了較大改善,并因此能夠通過(guò)時(shí)空平均對(duì)潮汐有進(jìn)一步抑制,但本文的研究結(jié)果表明:在中國(guó)淺海,通過(guò)改善潮汐修正模式,TOPEX/POSEIDON單星反演的海面高度異常數(shù)據(jù)質(zhì)量已經(jīng)可以達(dá)到多星融合產(chǎn)品的水準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上,可以產(chǎn)生出質(zhì)量更高的融合數(shù)據(jù),用于海平面變化和海洋動(dòng)力過(guò)程等一系列應(yīng)用研究。 3、本文的研究已經(jīng)表明,在中國(guó)淺海,由于使用改善的潮汐修正模式,TOPEX/POSEIDON單星反演的海面高度異常與三星融合產(chǎn)品的質(zhì)量相當(dāng)。而在深水海域,全球潮汐模式已經(jīng)達(dá)到很高的精度,而融合產(chǎn)品在時(shí)空分辯率上的優(yōu)勢(shì)則非常明顯。本文利用TOPEX/POSEDION、ERS-1/2的融合數(shù)據(jù)研究了中國(guó)海和西北太平洋的海面高度異常特征,并結(jié)合衛(wèi)星海表溫度數(shù)據(jù)研究了中國(guó)海和西北太平洋海面高度異常對(duì)El Niňo事件的關(guān)系。結(jié)果表明:在中國(guó)海和西北太平洋海域,海面高度異常表現(xiàn)出明顯的年周期變化特征,近年來(lái)海平面呈上升趨勢(shì)。利用時(shí)滯相關(guān)估計(jì)技術(shù),研究了中國(guó)海和西北太平洋的海面高度異常與赤道東太平洋Niňo3區(qū)域海表溫度之間關(guān)系,成功預(yù)測(cè)了2002/2003年El Niňo事件,并通過(guò)2006年El Niňo事件對(duì)本文的方法進(jìn)行印證。
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第二章 衛(wèi)星高度計(jì)的工作原理2．1 衛(wèi)星高度計(jì)的工作原理衛(wèi)星高度計(jì)是一種星載微波雷達(dá)，通常由一臺(tái)脈沖發(fā)射器、一臺(tái)靈敏接收器和一臺(tái)精確計(jì)時(shí)鐘構(gòu)成。衛(wèi)星高度計(jì)通常采用直徑為 0.6～1m的拋物型天線，發(fā)射功率 2KW，作用距離 800km。工作頻率一般選在 2～18GHz，包括S波段（1.55～4.20GHz）、C波段（4.20～5.75GHz）、X波段（5.75～10.9GHz）和Ku波段（10.9～22.0GHz）。高度計(jì)的工作原理如下：發(fā)射機(jī)通過(guò)天線以一定時(shí)寬的脈沖重復(fù)頻率向地球表面發(fā)射調(diào)制后的壓縮脈沖，經(jīng)海面反射后，由接收機(jī)接收到返回的脈沖，測(cè)得衛(wèi)星到海面的距離。因此，高度計(jì)測(cè)得的距離相當(dāng)于衛(wèi)星到這個(gè)半徑為 3～5km 圓形面積內(nèi)海面的平均距離。在此基礎(chǔ)上，還必須進(jìn)行儀器校正、海況偏差校正、對(duì)流層折射校正、電離層效應(yīng)校正以及周期性海面影響的校正。

圓環(huán)面積逐漸減少，直至最后消失。圖 2-1 還顯示了相應(yīng)的回波波形。t＝0-time 期間的前沿斜坡區(qū)，對(duì)應(yīng)于圓面積逐漸增大時(shí)期，t=time 了以后的回波平頂區(qū)，對(duì)應(yīng)于圓環(huán)面積相等但范圍逐漸擴(kuò)大時(shí)期。如果海面風(fēng)浪較大，脈沖反射過(guò)程也隨著時(shí)間而增長(zhǎng)，這種增長(zhǎng)可由回波信號(hào)的前沿斜坡觀測(cè)出來(lái)。因而，從回波波形中可以研究海面有效波高。此外海面風(fēng)速對(duì)回波也產(chǎn)生影響。風(fēng)速越大，返回的回波振幅越小。這一點(diǎn)直接反映在接收機(jī)的自動(dòng)增益值的變化上。由于高度計(jì)測(cè)量的是衛(wèi)星與海面之間的最短距離，測(cè)高距離是衛(wèi)星到星下點(diǎn)足跡距離的平均值，這樣就減弱了海浪、波這些不規(guī)則因素的影響，，同時(shí)也減弱了由海流引起的瞬時(shí)海面相對(duì)于大地水準(zhǔn)面傾斜的影響。2．2 衛(wèi)星高度計(jì)測(cè)量海平面高度以及誤差修正2．2．1 衛(wèi)星高度計(jì)測(cè)量海平面高度
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：P714

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張墨;基于S3C2410的雙通道數(shù)字存儲(chǔ)示波器的軟件設(shè)計(jì)[D];鄭州大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2675935