纬向切变基流中的非线性Rossby波

本文在半地转近似下讨论了纬向切变基流中的非线性正压Ｒｏｓｓｂｙ波，给出了存在波解的切变基流条件。     

Grigg-Skjellerup彗星新生离子激发低频电磁波性质

本文运用磁场的最小方差分析法和磁场-电子密度的相关分析法分析了欧洲空间局Giotto飞船对P／Grigg-Skjellerup（简称G-S）彗星弓激波附近磁场和电子能流的部分观测数据．结果表明彗星附近存在大量的频率靠近新生水族离子回旋频率的波动,它们是由彗星新生水族离子环流激发的低频左旋电磁波．波在近似平行于磁场方向传播,斜传播角小于15°．电子数据和磁场数据相关分析表明即使在离彗星很远的地方仍然存在压缩波．     

矿床地球化学预测方法——以甘肃省地球化学块体为例

笔者应用地球化学块体理论，对全省化探数据进行综合分析处理。圈出14种元素地球化学块体173个，其中地球化学巨省25个，地球化学省148个。总结地球化学块体在空间上的分布规律。通过研究地球化学块体内部结构，追踪大型至特大型矿床可能存在的地点。利用块体内已探明的金属储量，计算其成矿率，预测其他元素或其他地段的金属资源总量，固定成矿远景区，确定巨型矿床找矿靶区7处。通过不同级别地球化学块体与成矿区带的关系研究，对重要地球化学块体、子块体与成矿亚带、矿田进行对比，对地球化学块体内区域矿产资源潜力作出评价。     

一种基于Curvelet变换的合成孔径雷达海洋内波图像的斑点噪声抑制方法

合成孔径雷达是海洋内波研究中最重要的工具之一。雷达图像中的斑点噪声会严重降低图像的质量,这一问题在处理和分析信号较弱的二模态内波信号和上升型内波信号时极为明显。合成孔径雷达图像中的海洋内孤立波的信号具有明显的尺度性和方向性。同时,curvelet变换作为一种同时具备尺度分辨率和方向分辨率的数学变换,能够对一幅雷达图像在不同尺度、不同方向和不同位置上进行分析。本文给出了一个基于curvelet变换的合成孔径雷达海洋内孤立波图像的斑点噪声抑制方法。该方法可简述为：(1)对一幅合成孔径雷达海洋内孤立波图像进行curvelet变换,获得curvelet系数;(2)分别仅仅保留一个尺度的系数,将其它尺度的系数置为零,利用处理之后的系数分别重建图像,得到仅仅用一个尺度的系数重建的图像;(3)分别计算上一步中得到的图像的均方差,根据波浪理论,图像的方差代表能量,方差越大则能量越大,以此可以确定内波信息集中的尺度;(4)在每个尺度下,分别计算每个方向的curvelet系数矩阵的平均值,以此确定内孤立波信号集中的方向;(5)在上两步工作的基础上,仅仅保留内波信号集中的尺度和方向的系数,而将其它尺度和方向的系数置为0,得到一幅提取主波信息的图像;(6)将上一步得到的提取主波信息的图像加回到原始图像中,从而达到增强波浪信息并抑制斑点噪声的目的。大量的实验验证表明,该方法不仅能有效地压制斑点噪声,而且能有效地增强波浪信号。     

A higher-order σ-coordinate non-hydrostatic model for nonlinear surface waves

A higher-order non-hydrostatic model in a σ-coordinate system is developed. The model uses an implicit finite difference scheme on a staggered grid to simultaneously solve the unsteady Navier-Stokes equations (NSE) with the free-surface boundary conditions. An integral method is applied to resolve the top-layer non-hydrostatic pressure, allowing for accurately resolving free-surface wave propagation. In contrast to the previous work, a higher-order spatial discretization is utilized to approximate the large horizontal pressure gradient due to steep surface waves or rapidly varying topographies. An efficient direct solver is developed to solve the resulting block hepta-diagonal matrix system. Accuracy of the new model is validated by linear and nonlinear standing waves and progressive waves. The model is then used to examine freak (extreme) waves. Features of downshifting focusing location and wave asymmetry characteristics are predicted on the temporal and spatial domains of a freak wave.     

柔性水囊潜堤消波特性的溃坝水槽试验研究

柔性水囊潜堤由橡胶制成,内部充水,具有结构简单、造价低廉等优点,能较好满足人工岛、跨海桥梁、海洋平台等基础设施建设工程对简单便携、拆装方便的临时防波堤的需求。为了探究柔性水囊潜堤的消波特性,在溃坝水槽内开展溃坝波与半圆柱形柔性水囊潜堤相互作用的试验研究,重点探究柔性水囊潜堤与溃坝波相互作用过程中水位变化特性,并与半圆柱刚性潜堤的性能进行比较;同时分析柔性水囊潜堤内部初始水压和浸没深度等参数对其消波性能的影响。结果表明：柔性水囊潜堤能够用作临时防波堤来衰减波浪;与半圆柱刚性潜堤相比,柔性水囊潜堤在降低溃坝波无量纲最大水位、提高消波性能方面更具优势;内部初始水压是影响柔性水囊潜堤消波性能的重要因素,适当降低内部初始水压,有利于增强柔性潜堤的变形程度,进而增加波能耗散,可获得更好的消波效果;而增加浸没深度即潜深,会使得柔性水囊潜堤对溃坝波的影响程度降低,消波效果减弱。     

经验模态与小波分解在光学遥感内波参数提取中的应用

内波遥感参数提取是利用遥感影像研究海洋内波的重要手段,通过提取内波的基本参数可以对海洋内波的生成与传播机制进行进一步的研究。提出了利用经验模态分解、小波分解与高阶多项式拟合从光学影像中提取内波半波宽度的方法。经验模态分解与小波分解对内波剖面数据进行尺度分解,根据归一化方差最大来提取内波分量;多项式拟合基于内波剖面的亮暗条纹变化完全由内波调制的假设,对数据进行拟合,并根据一阶导数来提取半波宽度。用南海北部东沙岛附近2004年7月10日的中-巴资源卫星(China-Brazil Earth Resources Satellite,CBERS)影像对方法进行了验证。结果表明,3种方法能较好地提取所需参数,获取的内波半波宽度具有较好的一致性;上述方法在处理非平稳及非线性遥感数据上,具有非常明显的优势。基于一维非线性内波理论,通过提取的内波半波宽度,辅以水深和混合层深度数据,反演了内波的振幅。     

渤、黄、东海内潮的数值模拟

在全球的海洋中,中国东海和临近海域是最显著的内潮生成地之一。本文采用NODC(Levitus) World Ocean Atlas 1998提供的季平均温、盐资料,计算海水的密度,并计算垂向密度梯度的最大值点,得到一个较符合海水实际的密度分层。使用三维非线性数值模型(将海洋分为2层)研究了潮汐(M2,S2,K1,O1分潮)作用下渤黄东海的内潮,揭示了整个海区内潮起伏的空间分布,结果发现大振幅的波动均发生在台湾东北(冲绳海槽)海域和中国近海地形突变之处,其中前者更显著。对于各分潮模拟得到的表面潮与TOPEX/Poseidon高度计资料基本一致。研究结果表明上层海水的深度和厚度的梯度对内潮有一定的影响;冬季分布区域比夏季小,强度比夏季大。     

Partially standing wave measurement in the presence of steady current by use of coincident velocity and/or pressure data

In recent years, instrumentation for field flow measurements has become more and more sophisticated. In particular, local pressure and velocity are measured at frequency rates up to at least 2 Hz, which gives information on wave energy. The present work describes the methods for partially standing wave measurement in the presence of current by use of coincident measurements of both horizontal velocity and pressure, or vertical velocity. Reflection calculated from either coincident horizontal and vertical velocities or three-gauge methods are compared. They are based on existing experiments carried out in an ocean wave basin for both regular and irregular waves in the presence of current. Applications to field measurements, out of and in the breaking zones are then presented. In the nearshore, coincident horizontal and vertical velocities far from the bottom, and coincident horizontal velocity and pressure close to the bottom give relevant information concerning partially standing waves.     

Bragg resonant reflection of carrier waves composing wave groups

Numerical analyses for the Bragg resonant reflection of carrier waves associated long waves due to sinusoidally varying seabeds are performed by using a set of coupled ordinary differential equations derived from the Boussinesq equations. The Boussinesq equations are firstly approximated with the Fourier decomposition. The coupled governing equations are then derived and used to simulate evolution of both short and long wave components. It is also found that wave groups are generated by two carrier waves with slightly different frequencies. The wave energy of the initial wave components is transferred to other harmonic components during propagation over a long distance. Evolution and reflection of both short and long waves were largely affected by nonlinearity.