海洋魔鬼——内波

1963年4月10日,美国“长尾鲨”号核潜艇,在距马萨诸塞州沿岸350千米处失事,艇上129人无一生还。那么谁是制造这场灾难的元凶呢? 它就是被人们称作“水下魔鬼”的内波! 凡见过海上风暴的人,一定不会忘记那凶猛的波涛、滔天的巨浪,但隐匿在海水内部的狂涛巨浪就鲜为人知了,因为它是看不见的波浪——内波。内波比海面波浪要大得多,一二十米高的内波还不算什么,超过1 00米也不称奇,在菲律宾苏禄海就测到过90米高的内波,在比斯开湾深层水中发现过振幅200米的内波。内波是怎样产生的呢? 我们知道,在海洋表面发生的波浪,它的波动最大值是在海面,并且随深度增加而减小,到达一定的程度就会消失。海面上的波浪,实际上就是出现在空气和海水这两层不同密度的流体分界面上的波动。当海水密度上下分布不均匀时,尤其是在海水出现上轻下重两层,在外力扰动下就会在两层海水的分界面上出现波动现象,于是就产生了内波。     

机载超低频雷达探测海洋内波

机载超低频雷达探测海洋内波是海洋内波探测的新方法。海洋内波使海水电导率垂向分布发生扰动,当雷达发射的电磁波探测信号传播到内波扰动界面,电磁信号发生反射,部分反射信号再次穿透海面传播到空气中并被天线捕捉,雷达系统通过处理内波界面处的反射信号并抑制海面的反射信号实现对海洋内波的探测。根据麦克斯韦方程和海水的物理性质,推导出超低频电磁波在海水中的传播特性,研究海水温度、盐度变化对海水电导率的影响,根据KDV方程解和垂向特征函数解构造了海洋内波垂向结构,仿真了雷达接收到的海表面处、内波界面处的反射信号及其延迟时间,仿真结果表明,可以使用该方法探测海洋内波。     

我国内波研究取得新进展

海洋内波是在海洋内部密度不均匀水层间发生的一种波动。内波像海面波浪一样常在。只要海水密度稳定分层。再有扰动源存在,内波就会产生。内波与表面波浪虽都是液体波动,但有根本不同。空气与水的密度差有好几百倍,表面波受重力影响大,因此不易形成大浪,振幅10米以上的大浪极少见。但海洋内部海水密度     

水下魔鬼——内波

凡见过大海翻脸的人,一定不会忘记那凶猛的狂涛,滔天的巨浪。但隐匿在海水内部的狂涛巨浪——海洋内波,却鲜为人知了。据专家称,内波比大海表面波浪要大得多,一二十米高的内波可说是司空见惯,超过100米也不稀奇,菲律宾苏禄海就测到90米高的内波,在比斯开湾深层水中发现过振幅200米的内波。什么是内波?如果只是顾名思义地认为内波就是海水内部的波浪,那就过于简单和片面了。《中国大百科全书》的定义是:“密度稳定层结的海水内部产生的波动。”通俗说法是,海洋内波是在海洋     

《海洋世界》1995年总目录

(标题前的数字左为月号,右为页码)2,25高雄港见闻台湾的“烧王船” “美济礁”风波的背后小青岛春秋踏槽、滑板及其他海岛石僧天下奇顺景而作九丈崖“新三字经”缺乏海洋意识中国第五岛:东海岛金门揽胜新崛起的深圳港口群秋到长岛观候鸟江苏有座东沙岛 海洋真奇妙再现海洋“时空隧道”漫谈海底沉积物海雾蒙蒙海水奇特的自我“搅拌方 式”看不见的波浪—内波深海水中的气体印度洋上的“巨河”如何认识印度洋季风环流大洋海流种类知多少海浪在前进咸海—里海轮流发生破坏性剧变原因“新探”扑溯迷离的沉积年龄海洋中的潮汐变化都一样吗有趣的…     

咸海水中会有“甘泉”?

如果能在浩瀚的“咸海”中寻找到甘甜的淡水,这对正面临淡水资源危机的人类无疑是极其宝贵的。科学家发现,在海洋底床中蕴藏着大量的淡水资源。在美国佛罗里达州和古巴之间的海面上有一个直径30米的淡水区,其温度与周围海水不同,人称“淡水井”。在我国福建省古雷半岛东边500米的海面上,也有一个淡水区,叫“玉带泉”。科学家发现,这两片淡水区域都是“海底喷泉”所致。     

背景流中海洋内波垂向结构的计算和分析

利用了无摩擦、不可压情况下的旋转流体线性方程组,基于数值计算的方法,对背景流中海洋内波各个模态垂向结构进行了分析。结果表明:在无背景流时,海洋内波的垂向结构为简谐波;模态越高,其在垂直方向结构就越复杂,这时其模态属海洋内波的离散谱。在有垂直切变的背景流时,因受背景流的调制,其波形发生变化;此时海洋内波的前几个模态仍与简谐波类似,属海洋内波的离散谱,而此后的模态垂向结构不再光滑连续,出现了间断(奇性),该间断处即为临界层,该具有间断的模态属海洋内波的连续谱,而其积分则为海洋内波波包。正海洋内波在海洋中非常常见,是发生在密度稳定层化海水中的一种波动,其最大振幅出现在海洋内部,是重要的海洋中尺度现象。海洋内波的存在,使得海水运动以及水文要素的分布与变化更加复杂。由于内波发生机制的复杂性以及时空特征的随机性,内波成为海洋学研究中的难点。鉴于海洋内波在海洋学和军事上的意义,目前已经成为研究的活跃领域。对海洋内波垂向结构的研究不但有重要的理论意义,而且有广     

南海北部孤立子内波生成条件的初步数值研究

南海北部是一个孤立子内波活动频繁的海域,早在20世纪70年代,Fett等[1]就从卫星图片中发现在东沙群岛附近存在着孤立子内波;近年来,在该海域又多次观测到孤立子内波的活动(图1)[2-4];在1998年5～6月期间,中国科学院南海海洋研究所的“实验三号”科学考察船执行“南海季风实验”计划在南海北部东沙群岛以南进行定点观测时,也曾观测到孤立子内波的活动。     

逆戟鲸疯狂讨血债

一、雌鲸给吊上了船１９８０年８月的一天，阳光格外灿烂，大西洋一望无垠的碧水，闪烁着耀眼的波光。巴哈马港湾一片风平浪静突然寂静的海面波涛汹涌起来，一大群鲸鱼浩浩荡荡游了过来，它们一会潜入水中，一会儿浮出水面，喷射出冲天高的水柱，掀起滚滚浪花，真是气势磅礴壮观，它们不愧为海中巨霸，自由自在地嬉戏，愉快地欢歌。一条捕鲨船劈波斩浪驶来，站在船头的是队长诺伦巴尔，他手搭凉棚聚精会神地观察着海面，他锐力如鹰的眼睛，一下子发现船的西北面，隐隐约约有鲨鱼出没，他立即下令船靠上去，端起枪正要对准一条跃上水面的大白鲨鱼射击，随船前来进行海洋生物考察的女科学家米玛丽珠，急忙对诺伦巴尔说：“你别开枪，是一条大白鲨，很少见的，放过它吧！”诺伦巴尔沮丧地放下枪，很不高兴地说：“一英尺的大白鲨就价值万元，这下子至少损失２５万美元啊！”他有点后悔，不该让女科学家随船来考察。一会儿，鲸鱼群出现在船的东北方，诺伦巴尔和船员们高兴地欢叫起来，一个队员忘乎所以，不小心一脚悬空掉进海水里，诺伦巴尔喊：“快抛缆绳让他扯住……”这时哗啦一声，从水中冒出一个庞然大物，张开血盆般的大嘴，咬了那队员一口，那个队员“哎哟”地惨叫着：“快救命啊！”顿时他的鲜血染红...     

基于EMD算法的海洋内波参数反演

利用合成孔径雷达(SAR)图像研究海洋内波具有其他遥感探测及实地海洋测量不可替代的优势,然而从SAR数据中提取内波参数的方法却往往由于人工选取的位置不同使得反演的内波参数产生不同的偏差,为了尽量避免人工操作带来的误差并有效反演内波参数,文中提出了一种SAR图像海洋内波波向与波长参数估计的新方法。通过人工选取内波前导线上的3个位置点,计算机自动地获取内波的位置和内波的波向,提取内波断面,在此基础上利用EMD算法反演内波波长,结合内波区域海水密度剖面数据,进一步反演内波振幅参数。通过对实测SAR图像数据进行处理的结果可知,采用该方法对内波SAR图像进行处理,能很好地定位内波位置并获得传播方向及内波波长参数,结合海水密度剖面,实现了内波振幅参数反演。人工干预选取3个位置点,自动计算内波前导线弯曲弧度并自动计算5个内波剖面,减少了由于人工干预操作不同形成的偏差。     

SAR海面溢油自动监测中傅里叶谱特征参数子集的作用

大多数研究者在卫星SAR(Synthetic Aperture Radar)海面溢油自动监测系统的特征参数集构成时主要考虑海面溢油的众多特征。本文从海面疑似溢油的特征分析出发,以海洋内波为例提出增加傅里叶谱特征参数子集,以减少海洋内波引入的虚警,降低自动监测系统的错检率。新提出的特征参数子集包括10个傅里叶谱特征。实验研究收集了富含海洋内波的53幅中国南海SAR图像数据集,利用自适应阈值图像分割及其后处理软件模块自动产生比例合理的SAR海面暗目标样本集,分别使用主要考虑海面溢油特征的77个特征参数和增加傅里叶谱特征参数子集的87个特征参数进行分类器训练和测试。结果表明,增加傅里叶谱特征参数子集后,系统的错检率从19.6%降至14%。     

多波段海洋内波SAR图像特征分析

利用 SIR-C/X-SAR 南海海域多波段数据,分析了海洋内波 SAR 图像特征与雷达波段的关系.对上升型和下降型的海洋内波 SAR 图像,内波图像特征在 X 波段最为明显,C 波段次之,L 波段最弱.利用布拉格共振散射理论分析了内波图像特征在不同波段存在差异的原因.基于 M4S 海面微波成像仿真软件,模拟分析了不同波段的海洋内波 SAR 图像特征,模拟分析结果与数据分析结果吻合较好.     

西太平洋海底平顶山研究

太平洋西部海底有很多平顶海山，在这些平顶海山的斜坡上，分布着富钴结壳。以近年来“海洋四号”船在西太平洋调查的资料为依据，通过对平顶山的地形地貌、表层沉积物和沉积地层以及岩石特征的分析研究，认为这些海底平顶山原来是一些出露于海平面的火山岛屿，在海浪的冲击和海流、海水的冲刷、侵蚀作用下，逐渐削蚀成略低于海面的平台，以后平台逐渐下沉，经过漫长的地质岁月，终于成为隐藏于海面以下1000－2000m的海底平顶山。     

神秘的南极巨型冰雕

1990年,瑞典海洋学家查尔乘坐一条研究船经过南极洲附近的海面。当时天气晴朗,在船头了望的水手远远看去,只见海面上漂浮着一座座冰山,水手当时也没感到有什么奇怪。当船快到这些冰山时,船头的水手突然高声叫喊起来:“快看!这些奇怪的冰山!”查     

海洋内波的产生与分布

海洋内波是指在海水稳定层化的海洋中产生的、最大振幅出现在海洋内部的波动。由于是产生于海洋内部 ,内波的恢复力主要是约化重力 ,这是它不同于表面波的一个重要特征。此外 ,还有许多其他不同特征 ,例如 :内潮波的振幅远大于表面潮波的振幅 ,但速度却要小得多 ;内波的群速度方向与其相速度方向几乎垂直 ;内波不仅在水平方向和时间上存在着固有结构 ,而且在垂直方向上也存在着特定的结构等。方欣华、王景明１９８６年对内波在时间和空间尺度分布特征上的一些典型值做了介绍。尽管海洋内波的频率范围相当广泛 ,但已有的多数研究工作主要集中…     

海—气相互作用与海流、风暴潮

从方法论上说,除潮汐以外,通常在处理海洋动力学问题时,大多撇开海洋对大气的影响,强调大气对海洋的主导作用,把大气运动当作诱发海水运动的唯一原动力,视海面风场为给定条件,而后用经验或半经验公式算出海面风应力场,作为施加于海水的强迫力。因此,一个成功的海浪、海流或风暴潮的预报,除了具备反映海水运动的主要物理性能的数学模型外,还必须以客观的、准确的海面风场的数值计算和预报为前提。由于问题的复杂性,迄今为止似乎还不能说在实用上已经提供了海面风的一种足够精确的估算或预报方法。海上气象观测资料,尤其是测风资料的稀少,给海面风应力的实际计算带来不少困难。     

海水是什么颜色?

海水是无色、透明的。然而,为什么人们总是用“蔚蓝色”来描写和形容海洋呢?的确,当你乘坐飞机掠过海洋而向下俯瞰的时候,所见茫茫海面正是湛蓝碧绿。奇怪的是蓝色从何而来?如果你去做一个小小的实验,也许多少会明白其中的一些道理。     

海洋密度剖面模型及其适用性研究

海洋密度分层剖面是影响海洋内波生成和演化的关键环境要素,建立密度剖面的参数化模型以描述海洋的密度分布剖面,可以更方便地研究海洋动力环境。在利用当前常用的双曲正切密度剖面模型研究中国南海内波演化时,发现该模型对仅有单一凹向的真实海水密度剖面的模拟效果不佳。以常用的双曲正切密度剖面模型为基础,通过引入一个修正系数,提出了一个改进的密度剖面模型,它在保留原模型可以很好描述海水密度跃层特征的同时,显著提升了模拟的精度。通过与全球不同海域的实测海水密度剖面的时空分布数据进行对比,论证了该改进模型的广泛适用性。     

利用海浪在地磁场中感生的电磁场研究海浪

海水是一种弱导电介质,当海水在地磁场中运动时,在其内部和周围空间激发感生电磁场。近数十年来,许多学者在海洋电磁场的研究上做了大量工作,对海流、内波和线性波动的感生电磁场给出了解析解。本文通过对表     

利用航天飞机成像雷达图像分析南海内波

利用航天央南海海面获取的内波的合成孔径雷达（ＳＡＲ）图像数据,计算并对比分析了不同波段海面的后向散射系数的差异。系统给出了ＳＡＲ图谱到海浪二维谱的计算过程,改进了一些处理方法以适用于内波分布海面,并利用众ＳＡＲ图像获得的海浪谱,简要分析了内波与风成海浪的相互作用,探讨该区内波的激励因素,认为潮流是激励温跃层在该海区产生有规模内波的主要因素。