基于文氏谱的起伏海面虚反射特征研究

海洋地震记录中的虚反射会和反射波发生混叠和干涉,严重影响了海洋地震资料的质量。常规海面水平的条件假设将在海面反射系数计算过程中引入误差。本文引入文圣常提出并改进的文氏海浪谱,采用有效波高、海浪成长系数等各项参数模拟出更符合实际情况的海浪形态,并通过时频分析等方法研究起伏海面虚反射对地震记录的改造作用和起伏海面条件下的虚反射时频谱特征。结果表明：当海面起伏程度较大时,起伏海面的虚反射不仅强烈扭曲了海底一次波反射同相轴,且与一次波发生了强烈的干涉作用,导致成像结果出现很多假同相轴,严重影响了地震资料的质量。随着起伏海面有效波高的增加,地震记录受陷波效应逐渐增强,虚反射能量逐渐增加,主频幅值逐渐减小。当海面起伏变化时,随着偏移距的增加,陷波点幅值变化丰富,主频幅值逐渐减小,且向高频方向移动。随着震源或检波器沉放深度逐渐增加,有效波虚反射的能量强度逐渐增加,频带变窄,陷波改造作用强烈,主频幅值逐渐减小。     

倒置式回声测深仪

倒置式回声测深仪(Inverted Echo Sounder,简称IES)是专门用于精确测定黑潮流轴的,由日本东京大学海洋研究所和日油技研工业(株)研制。 倒置式回声测深仪与一般的相反,它将发射换能器置于海底上,向上发射声波,经海面反射后回到海底,记录这段往返时间,同样能知道水深。IES的整机分可成三部分,①音响部分:以一定的时间间隔发射声波脉冲,并测定脉冲从海面反射回来的往返时间;②记录装置:用晶体管记忆方式将接收换能器输出信号(脉冲传播时间)记录下来;③读出处理装置:观测结束后从海底取上记录装置,读出记录,进行演算分析。     

外定标中海面参数对发射率影响研究

星载微波辐射计外定标的关键问题是通过辐射传输方程计算天线入瞳处亮温。根据辐射传输方程,海面成份对亮温的影响包括海面的微波辐射和对下行大气辐射的反射,其中的关键参数分别为海面发射率ep和海表面反射率R。文中对平静海面Fresnel反射率模式和粗糙海面反射率模式进行了研究分析,在此基础上着重研究了海面温度TS、海面盐度SS、海面风速W、以及观测角度θ等物理参数对海面发射率ep的影响,进而分析了这些物理参数的测量误差对亮温的计算精度的影响。     

北黄海春季海面太阳辐射船基观测与分析

利用"中国近海海洋综合调查与评价"2007年北黄海春季航次的资料,综合分析了短波、长波辐射及海面短波、长波反射辐射特征及与云量、气温、水汽压、海面红外温度等的对应关系。结果显示海面太阳入射辐射远大于海面反射辐射,二者相差约1个量级;海面长波辐射总体上大于大气逆辐射,二者相差约40 W/m2,平均净辐射为153.1 W/m2。观测期间大气透射率约为0.45,并据此分析探讨了云对太阳辐射传输的影响,建立了考虑总云量、低云量及水汽压等因素的海面太阳短波辐射经验估算公式,计算结果与实测结果具有较好一致性,均方根误差为11.3 W/m2。最后讨论了太阳辐射船基观测由于船体晃动可能造成的误差影响。     

GNSS-R信号测量海面有效波高的应用

全球导航卫星系统反射信号GNSS-R(Global Navigation Satellite System Reflection)可以用来探测海面状态,如海面有效波高。介绍了利用GNSS反射信号测量海面有效波高的观测设备和技术原理,对2009年博贺实验的数据进行了分析,证实了反射信号相关复数场的有效相关时间与有效波高之间存在相关,利用前期观测的数据进行拟合,得出反演公式,并与测波雷达数据进行了结果对比,平均误差0.136m,相对偏差12.02%,均方根偏差0.169m。     

GPS反射信号的海洋应用

本文描述了全球定位导航系统(GPS)的在海面的反射信号在海洋领域的应用，同时建立了利用GPS前向散射信号测量海面粗糙度和海面地形(Topography)的反演算法；海面粗糙度与风速和风向有直接的关系，回波功率的前缘形状及时延与海面地形相关；利用卫星主动雷达和国外机载数据的结果分析比较表明，GPS反射计作为遥感工具有两个优点：即比传统微波主动雷达高的空间分辨率和快速的时间分辨率。     

岸基GNSS反射信号延迟多普勒图变化特征分析

GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflections)技术是一种可用于海面参数遥感探测的新兴技术,是当前国内外的研究热点之一。GNSS海面反射信号的延迟多普勒图像(DelayDoppler Map,DDM)是GNSS-R技术应用的重要理论基础。基于Z-V模型确定了岸基GNSS反射信号DDM的理论仿真方法和流程,并进行了实验验证,实验结果显示,仿真DDM与实测DDM之间具有很好的一致性。同时,全面系统地分析了风速、风向、接收天线高度和卫星仰角4个参数对DDM变化特征的影响规律,仿真结果显示:风速和接收天线高度的影响呈单调特性;风向的影响呈周期特性;卫星仰角的影响则比较特殊,在30°以下时呈现明显的单调性,大于30°时误差几乎相同,即具有窗函数选择特性,这种变化特征为利用DDM反演海面波浪、风场数和海面粗糙度等参数提供了理论依据和参考。     

海洋工程高分辨反射地震勘探的震源技术特征

文中首先简要的回顾了海洋高分辨地震勘探反射技术的基础理论，介绍了海洋工程勘探中主要使用的四大类高分辨地震震源一受控波束类震源（声纳）、加速水团技术类震源、挤压震源、爆炸式震源，并对各类震源技术的技术特点进行了对比分析，指出了这些技术发展方向、使用范围和应用前景。     

美国海军研制机载水道激光测深仪

机载水道激光测深仪是一种带有光学接收处理机、微型计算机、记录和显示设备的脉冲扫描式激光系统。安装在美国海军沿海调查船(“乔维尼特”和“听筒”号)的直升飞机上,进行近岸浅水测深。该系统是通过记录来自海面和海底的反射激光脉冲到达的时间来计算深度的。发射脉冲的波长为0.53微米,重复频率为400赫。此系统穿透典型中纬度浑浊度能力,在白天至少20米,在晚上(无太阳光环境噪声)为30米;在十分清洁的水中,白天     

近海底高分辨率地震探测系统设计与实现

受大深度水体的影响,传统的海面拖曳式多道地震技术在进行深水地层探测时,目标地层深度处的菲涅耳半径非常大,水平分辨率低,难以满足海域天然气水合物高精度探测需求。针对海面拖曳式地震探测技术存在的上述问题,设计了一套可以在2000 m水深近海底作业的地震探测系统。应用耐压透声发射阵技术,克服了20 MPa外压环境和瞬时内压冲击对等离子体震源子波幅频特性的不利影响,研制的深拖等离子体震源的声源级达到214 dB,主频低于1000 Hz;水下控制中心采用集成SoC片上系统设计,可以对震源进行定距激发控制,进行近海底多道地震数据的连续采集。系统在2019年深海试验拖曳最大深度达2025 m,测试剖面数据显示最大地层穿透深度达380 m,纵向分辨率<2 m,横向分辨率<10 m,为深水海域沉积地层的深拖高分辨率地震探测提供了技术支撑。     

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。     

气枪震源频谱特性测量与分析

气体震源或气枪是海洋石油勘探的一种方便和有效的震源。 近年来在海洋地震勘探中人们作了很多努力,用非炸药能源代替炸药,出现了不少新方法,如电火花发生器,气体脉冲发生器等。气体脉冲发生器通常称为气体震源或“气枪”。它是利用在大约150大气压力下容纳一定量空气的气室,使用快速启动的电磁阀门开启,气室的压缩空气向周围水中突然释放,空气的这种突然扩张便产生了地震信     

利用机载GNSS反射信号反演海面风速的研究

全球卫星导航定位系统的反射信号(GNSS-R)遥感技术作为一种新型的、低成本的、高机动性的海面微波遥感测风技术,与其他测风手段优势互补,可以增加测风手段的多样性,弥补局部测风手段不足的状况。研究了接收机在机载高度时,GPS反射信号功率理论模型四部分函数的性质,在此基础之上,数值模拟了机载高度下理论相关功率波形,基于海面风速对波形峰值与后沿的影响,提出了一种能够兼顾所有理论波形信息的二维插值风速反演方法。利用该方法,结合实测机载数据对海面风速进行反演,反演的风速均值与附近测站风速均值相差为1.4 m/s,与浮标数据相一致。     

风生海中气泡对海洋光学反射比的影响

风浪破碎是海中气泡的主要成因.先前的研究基于理论计算和数值模拟,揭示了海中气泡对光散射和海水反射比有不可忽略的影响.利用海洋光学和海面风速现场观测数据,结合Mie散射理论计算和海中光辐射传递数值模拟,研究风浪破碎产生的海中气泡对海水反射比的影响.现场观测和数值模拟结果表明,在光学性质稳定的I类海水中,不同风速下海洋光学反射比的不同主要源于海中气泡的贡献.     

南黄海中-古生界地震勘探震源设计及其应用

南黄海崂山隆起存在新近系底界T2强反射界面,中深部发育多套碳酸盐岩高速层,并经历长期的压实作用及复杂的构造运动,波阻抗差异变小,构造特征更为复杂,使得地震波场复杂,深层有效的地震反射信号较弱,信噪比较低,成像质量较差。为了改善中-古生界反射波成像质量,着重对震源端进行攻关,优化设计了2组富低频、强能量的气枪组合震源(总容量为6390in3),分别是沉放10m的平面组合震源和"倒梯形"立体组合震源(4子阵沉放深度分别为7、10、10、7m)。通过外业试验,优选了低频更强的平面组合震源作为地震采集震源方案。与以往地震资料进行了对比,本次采集的地震资料能量衰减较慢,深层能量更强,整体改善了T2不整合面下伏反射层的成像质量,为该区的中-古生界油气勘探奠定基础。     

石油污染对海—气相互作用的影响

石油与海水是物理属性不相同的两种液体，石油所形成的薄膜漂干海面上，使反射的阳光比海水大２～４倍，通过海气面向大气输送的水汽减少，接近于零，海面风传递给海面的动力通量大为减少，大大阻碍了海水的蒸发和盐颗粒向大气中飞溅，阻碍海水对大气中Ｏ２和ＣＯ２气体的吸收，使上层海水吸收的太阳热量减少１０％，从而影响到海气相互作用的每个过程，石油污染对气候变异的影响令人十分担忧，如何减少海上石油开发业带来的石油污染     

海面油膜厚度测量装置

苏联的“1029006”号专利详细介绍了一种海面(水库等水体表面)石油污染薄膜厚度的测量装置。它的主要工作部件是波浪参数测定仪,该仪器布设于水下,并连续向海面发射探测脉冲。利用声学原理,根据从油膜界面和海水界面反射回测波仪的信号到达时差,参考测量现场盐度,温度,压力的真实值来计算油膜厚度。为克服以往油膜测量精度不高的缺陷,本专利所介绍的测量装置将测波仪,控制信号形成器,超声脉冲发生器,水声天线接受一发射部件,信号记录和数字处理部件串联在一起,信号记录和数字处理部件的     

墨西哥湾的生态“杯具”

<正>当美国海岸警卫队的"海洋哨兵"巡逻机掠过墨西哥湾漏油区域上空时,可以看到海面上大片大片的浮油随着波浪起伏,在阳光下反射出油彩。不少船只正拖着浮标,无奈地收集海面的油污。     

南黄海海相中—古生界地震地质条件

随着南黄海地震技术攻关的不断深入以及油气调查与勘探的持续开展,海相中—古生界的地震反射成像质量得到了显著的提高,但海相下古生界的地震资料仍存在信噪比较低、反射能量较弱、波组连续性较差等问题。通过分析区内地层结构、构造复杂性、强反射界面对能量的屏蔽作用、多次波发育情况、碳酸盐岩地层内部物性差异等地震地质条件,提出了进一步改善海相下古生界反射品质的地震调查技术攻关方向:研发富低频强能量震源系统;针对不同构造单元的信号接收系统,获取富低频震源—电缆沉放深度组合参数;研发针对性的地震资料攻关处理技术以及开展新采集技术在本区的应用试验。     

南海西沙海区5～6月份辐射通量研究--整体公式建立

将南海西沙海区2000年5～6月海面辐射通量（包括太阳短波辐射、海面反射辐射、大气逆辐射和海面长波辐射）与云量、海温、气温、水汽压等气象要素进行了对比分析,发现它们之间存在一定的相关关系,利用这些关系建立了适合于计算南海西沙海区的太阳短波辐射、大气逆辐射、海面长波辐射和海面反照度的经验公式.分析结果表明,采用本文经验公式计算的各辐射通量值与实测资料的误差较一般常用经验公式的计算误差均有不同程度的减小,计算结果与实测结果在变化趋势上也具有较好的一致性.