资源描述：
《中国近海及临近海域海浪的季节特征及其》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷第4期海洋科学进展Vol.24No.42006年10月ADVANCESINMARINESCIENCEOct.,2006中国近海及临近海域海浪的季节特征及其时间变化*1,21,21,2陈红霞,华锋,袁业立(1.国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061;2.海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室,山东青岛266061)摘要:利用1992年12月-2005年3月TOPEX卫星高度计资料,对中国近海波浪季节特征及其时间变化进行了分析。分析结果表明,冬季平均波高最大,台湾海峡、南海北部、中南半岛东南海域以及吕宋海峡外侧是冬季的大浪区;夏季平均波高最小;
2、春、秋两季为过渡期。对冬季大浪所在区域波浪时间变化的研究表明,年变化是其主要时间变化特征,而季节内变化是该海区的另一重要特征,并且以5a为周期的年际变化与ENSO事件有着很好的对应关系。关键词:卫星高度计;有效波高;谱峰周期中图分类号:P731.22文献标识码:A文章编号:1671-6647(2006)04-0407-09渤海、黄海、东海和南海四海相连,自北向南呈弧状分布,环绕在亚洲大陆的东南部,为太平洋西部的边缘海。热带季风和副热带季风对我国近海海浪影响显著,季风的发展和变化过程决定了各个海区的海浪变化特征。随着海岸和海洋资源开发、海洋航运等问题越来越突出,
3、促使人们更多地关心我国近海的波浪特征及其时间变化。作为研究海洋海面特征及其变异的新手段,近年来卫星高度计资料在海洋波浪研究中的应用日渐增多,[1][2]如林珲等用1a的T/P资料研究了全球海面风速和有效波高的季节变化;郭佩芳等用Geosat卫星高度[3]计50个重复周期的资料,计算了南海海域波高成份因子;齐义泉等用2a的Geosat卫星高度计分析了南海的风、浪月平均特征。而利用高度计资料研究波浪的另一个热点是如何从高度计资料中提取波特征值问[4]题,这方面以Gommenginger等的工作最为代表性。1992年美、法联合发射的TOPEX/Poseidon卫星上
4、装有一台双波段(Ku波段和C波段)高度计,它为人们提供了迄今为止时间序列最长、数据质量最高的全球风、浪和海平面高度同步观测资料,成为近年来卫星高度计应用研究的一个主要数据来源。该高度计所提供的同步海面风速和有效波高资料是研究风浪和涌浪生成机制和成长过程的宝贵数据,自其投入业务化使用以来,已经积累了13a之多的全球海洋风候和波候资料。这些资料可以为海洋导航、海岸工程等提供科学依据。本文利用从1992年12月)2005年3月的TOPEX高度计资料,对中国近海的海面风速和波浪特征值的时间变化进行了系统的研究,以作为对现有卫星高度计在区域海洋上应用研究的有益补充。1数
5、据卫星高度计是一种指向星下的主动式雷达,通常工作在Ku波段或者C波段。高度计垂直向下发射的*收稿日期:2005-08-01基金项目:国家海洋局青年基金项目)))东海黑潮主流段环流子结构及其动力机制初步研究(G2003201)作者简介:陈红霞(1975-),男,山东聊城人,助理研究员,博士研究生,主要从事物理海洋学研究。(武建平编辑)408海洋科学进展24卷脉冲信号经过地球表面反射后回到接收天线。通过测量脉冲的往返时间可以确定卫星质心到星下点的距离,进而计算星下点的海平面高度。通过分析雷达后向散射截面和波形,可以获取海面风速和有效波高信息。海平面高度、海面风速和
6、有效波高是卫星测量的3个基本参数;而波浪跨零周期、谱峰周期、波龄是由卫星测量基本参数雷达散射截面、海面风速和有效波高的衍生量。1.1海面风速海面在风的作用下能够产生厘米尺度的波浪,从而引起海面粗糙度(海面均方斜率)的变化。雷达高度计对于大于或者等于其工作波长(一般为2cm左右)的海面粗糙度变化有敏感的响应。散射理论表明,雷达2后向散射截面(R0)与海面均方斜率(S)之间存在下列关系:22A
7、R(0)
8、4tanHR0(H)=2@secH@exp-2(1)SS2式中,
9、R(0)
10、为Fresnel能量反射系数;H为入射角;A为比例常数。另一方面,实验观测表明,海面均
11、方斜率与海面风速U近似满足线形关系:2S~U(2)因此,高度计(H=0)后向散射截面和海面风速之间为反比关系。本项工作中海面风速采用TOPEX高度计Ku波段海上10m高处的风速数据。1.2有效波高海面由于存在波浪而起伏不平,高度计发出的脉冲的球面波波前首先被波峰反射,稍后才被波谷反射,使得回波信号的上升沿出现展宽。根据物理光学原理,波高越大,回波信号的展宽越大,其斜率则越小。因此,近似地说,回波信号的上升沿斜率与海面有效波高成反比。本项工作中采用的是TOPEX高度计Ku波段有效波高数据。1.3波周期[5]在观测的最低点,在几何光学近似下雷达后向散射截面与海洋波
12、浪的均方斜率(mss)成反比:R0~1
