當(dāng)前海洋生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞,人工上升流能夠有效改善海洋生態(tài)環(huán)境,對緩解全球變暖和減少海洋自然災(zāi)害都具有重要作用。但目前還缺少對人工上升流區(qū)流速和溫度的長時間序列觀測的方法�，F(xiàn)有的觀測方法存在觀測數(shù)據(jù)有限、觀測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題,無法實現(xiàn)小范圍海域的長時間觀測。沿海聲層析技術(shù)能夠運用較少的儀器開展長時間觀測,且不受近岸繁忙的航運活動和漁業(yè)捕撈活動的限制。本文提出了使用沿海聲層析的方法對人工上升流區(qū)開展長時間序列觀測,能夠有效彌補人工上升流區(qū)流速場和溫度場長期觀測的不足,為在人工上升流等小范圍海域?qū)崿F(xiàn)長期流速場和溫度場的觀測發(fā)揮重要作用。對此,本文進行了理論分析、數(shù)值模擬和實驗觀測等方面的研究。首先,本文介紹了人工上升流海洋環(huán)境中的聲傳播模式,運用Bellhop海洋聲學(xué)傳播模型模擬了人工上升流區(qū)的聲線和聲信號傳播損失,針對人工上升流區(qū)使用沿海聲層析方法觀測水平流速場和溫度場理論方法的研究,對人工上升流溫度場進行了數(shù)值模擬,討論了不同測站數(shù)量以及位置分布方式對于反演溫度場的影響。然后,在理論研究的基礎(chǔ)上,在浙江大學(xué)水聲館的消聲水池開展了為期28天的人工上升流觀測實驗,分析了站位數(shù)量和位置分... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?１９９１年美國移動船聲層析試驗站點布設(shè)卽１６１??

圖１．６關(guān)門海峽聲層析實驗ＣＡＴ測流結(jié)果與ＡＤＣＰ觀測結(jié)果比較算法上，Ｊａｅ－ＨｕｎＰａｒｋ和ＡｒａｔａＫａｎｅｋｏ采用二維禍旋模型，的聲傳播，重建了不同觀測條件下的流場［４２，４３］。反演進行分為矩形網(wǎng)格，引入流函數(shù)再對其展開成截斷傅里葉級數(shù)解未知數(shù)。利用Ｌ曲線的方法求得最佳的權(quán)重因子，使得期標(biāo)函數(shù)最小的情況下取得最優(yōu)解，來提升反演精度｜４４１。??７??

相繼獲得了國家的資助并開始進行ＣＡＴ相關(guān)的研究工作。國家海洋局第二海洋??研究所于２００７年引進了?７套國外產(chǎn)的沿海聲層析系統(tǒng)，在我國的舟山海域開展??了?ＣＡＴ觀測實驗，ＣＡＴ結(jié)果與走航ＡＤＣＰ結(jié)果基本吻合，如圖１－７所示１＃，驗??證了沿海流場聲層析的可行性。??１２－ＪＵＩ－２００９?１５：４５：００??｜＿Ｊ??Ｌｕｏｔｏｕ?々?＞?＼??Ｃｈａｎｎｅｌ?、Ｈ?＇廠）＼丨、??鄉(xiāng)?、、》、ｙ、：、?、—?Ｌａｏｓｈｕｒｒ＾ｎ??Ｎｋ?＾?＼?ｖ?＾?＾?＾?Ｃｈａｎｎｅｊ＊??彳潘Ｖ魯Ｊｌ??ｉｍ／ｓ?ｊ?Ｑｉｎｇｚｉｍｅｎ?Ｃｈａｎｎｅｌ??２９°５１Ｎ－?—＞?Ｆｏｄｕ?Ｃｈａｎｎｅｌ?＾?４０?＂??１２２°０６＇Ｅ?１２２°０９＊Ｅ?１２２°１２＊Ｅ?１２２Ｍ５Ｅ?１２２°１８Ｅ??圖１．７沿海聲層析（實線）與走航ＡＤＣＰ結(jié)果（點線）對比圖｜４６］??這些聲層析研究大都是針對流速層析而進行的，而溫度的層析一般需要精確??測量雙向聲傳播時間，因為對時鐘精度的要求極高，只有極少數(shù)的溫度層析實驗??開展。在利用沿海聲層析測溫度分布方面，日本廣島大學(xué)于２０１３年在廣島灣北??部進行過一次實驗，利用４個ＣＡＴ系統(tǒng)測量了由臺風(fēng)引起的海域的溫度變化ｔ４７］。??圖１．８是廣島灣聲層析實驗區(qū)域的示意圖。４個ＣＡＴ站分別是ＨＩ，?Ｈ２，?Ｈ３和??Ｈ５和１０個ＣＴＤ施放位置分別是Ｃ１－Ｃ１０。通過調(diào)整各個站位的位置來提高溫度??測量的準(zhǔn)確性，最終獲得聲層析測溫度分布的結(jié)果與ＣＴＤ觀測結(jié)果具有很好一??致性

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Research progress in artificial upwelling and its potential environmental effects[J]. PAN YiWen,FAN Wei,ZHANG DaHai,CHEN JiaWang,HUANG HaoCai,LIU ShuXia,JIANG ZongPei,DI YaNan,TONG MengMeng,CHEN Ying.  Science China（Earth Sciences）. 2016(02)
[2]人工上升流千島湖湖試[J]. 葛晗,陳鷹,陳家旺,黃豪彩.  海洋科學(xué). 2014(09)
[3]基于BELLHOP的水聲信道時變模型[J]. 段樂崢.  電子世界. 2014(09)
[4]氣力人工上升流對水體溫度的影響研究[J]. 冷金英,黃豪彩,陳家旺,樊煒,葛晗,林杉,劉明洲,楊景,陳鷹.  機電工程. 2014(04)
[5]粵東沿岸上升流對2006年夏季臺風(fēng)響應(yīng)[J]. 潘愛軍,郭小鋼,許金電,黃獎,萬小芳.  中國科學(xué):地球科學(xué). 2011(10)
[6]用沿岸上升流指數(shù)分析中國東南沿岸風(fēng)生上升流的特征[J]. 苗馨,胡建宇.  海洋通報. 2011(03)
[7]下?lián)P子五峰組上升流相烴源巖沉積特征[J]. 劉峰,蔡進功,呂炳全,劉軍峰.  同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(03)
[8]沿海聲層析儀的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 朱小華,鄭紅,廖光洪,梁楚進.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2010(01)
[9]海洋聲層析應(yīng)用與觀測研究綜述[J]. 廖光洪,朱小華,林巨,鄭紅,梁楚進.  地球物理學(xué)進展. 2008(06)
[10]東海外海海域營養(yǎng)鹽的時空分布特征[J]. 王芳,康建成,周尚哲,鄭琰明,吳濤.  資源科學(xué). 2008(10)

博士論文
[1]波浪/海流引致人工上升流技術(shù)基礎(chǔ)性研究[D]. 林杉.浙江大學(xué) 2017
[2]捕捉環(huán)境不確實性的聲學(xué)—動力數(shù)據(jù)同化技術(shù)[D]. 金麗玲.浙江大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于沿海聲層析技術(shù)的人工上升流觀測[D]. 黃亮.浙江大學(xué) 2018
[2]氣力人工上升流的數(shù)值模擬研究[D]. 革文科.浙江大學(xué) 2017
[3]沿海聲層析技術(shù)的應(yīng)用與觀測研究[D]. 劉文虎.大連海洋大學(xué) 2016
[4]開式環(huán)境下差熱式人工上升流速度場及溫度場基礎(chǔ)特性研究[D]. 閆旭.杭州電子科技大學(xué) 2015
[5]氣力人工上升流環(huán)境效應(yīng)監(jiān)測與評估的初步研究[D]. 冷金英.浙江大學(xué) 2014
[6]功能型人工魚礁及水動力特性研究[D]. 林超.浙江海洋學(xué)院 2013
[7]黃東海營養(yǎng)鹽分布特征以及臺灣東北部冷渦上升流的初步研究[D]. 溫婷婷.中國海洋大學(xué) 2010
[8]海底參數(shù)反演技術(shù)研究[D]. 付金山.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號：3579981