充液管中的导波测量海底沉积物原位声速的方法研究

海底沉积物原位声学参数是标定海底地层声场环境、开展多种海洋工程应用的关键参数之一。本文首先建立了充液管-地层物理模型中声波传播的有限差分算法,数值模拟并分析了管中接收声波的特征及其随沉积物速度的变化规律,着重分析了首波的传播特性随距离的变化特征;其次,在此基础上研制了可挂接于海底静力触探装置的实验样机及其核心部件,如声波发射和接收换能器及功能电路板等,搭建了实验测试平台并进行了相关的性能实验测试,对管外存在不同介质下管中激发产生的导波的声信号特征进行了对比和分析。理论和实测结果表明：充液管中导波的衰减特性受到沉积物声速的影响,该特性可用于反演测量地层的声速,实验测量的结果进一步论证了方法的可行性。     

基于高频雷达回波谱多特征融合的浪高反演算法

高频地波雷达海洋回波谱的 Bragg 峰和二次谐波峰中,均蕴含着浪高信息,因此发展出了基于 Bragg 峰功率 （Power of Bragg Peak,PB）、二次谐波峰与 Bragg 功率比 （Power Ratio of Second Harmonic Peak to Bragg Peak,RSB）、双频 Bragg 峰功率比 （Power Ratio of Dual Frequency Bragg Peak,RDB） 等浪高反演算法。然而,三种算法均无法实现不同海况、不同距离下浪高的精确反演。本文研究发现,PB 算法适用于低海况,RSB 算法在近距离高海况下表现良好,而 RDB 算法适用于远距离测量,即三种算法高性能测量区间存在强互补性。在此基础上,本文提出了一种基于多特征 （PB、RSB 和 RDB） 融合的浪高反演算法,其中采用反向传播（Back Propagation,BP） 神经网络作为特征融合器。实验表明：本文算法在测量精度、波高适应范围、距离适应范围上均优于现有波高反演算法。     

地震波在热弹性介质中的衰减性质及其相应Q值的计算方法

该文得出热弹性介质中波的基本形式有准弹性纵波、横波和具有有限传播速度的温度波,并指出横波在传播过程中同其在完全弹性介质中一样是不衰减的,而准弹性纵波和温度波是相互伴随的、衰减的。其次,给出了具有两种不同传播速度的准弹性纵波的基本形式。最后,将地震P波看作由初始位移扰动的准弹性纵波,就固定频率和固定波长两种情况分别给出了相应Qr值的计算公式和近似公式。通常人们是利用多台的地震波资料在空间域中计算Qr值,而本文得到的时间域中Qr值的近似公式,为利用单台地震P波资料计算Qr值提供了一种方法。     

杭州湾地波雷达观测的海流数据取样率分析

根据杭州湾口区两台地波雷达5个半月观测的资料,对其中的3 189个有效观测时次的海流数据取样率(CSR)在空间和时间上的变化规律进行了分析,结果表明,在两台雷达波交叉观测的中心区域各测点的地波雷达观测的海流数据取样率高于外围区域,在中心区域海流数据取样率可达98%以上,向外围区域海流数据取样率逐渐平缓递减,到边缘区域海流数据取样率仅在20%以下;地波雷达观测的海流数据取样率有明显的日变化,白天海流数据取样率明显低于夜间;17时海流数据平均取样率达到最低值(约49%),然后很快上升,至02时达最高值(约74%),然后再缓慢下降至17时为止。同时在10时和20时地波雷达观测的海流数据取样率呈现两个相对低值点,可能与人们在这两个时段通讯繁忙所造成的干扰有一定的关系。海流流速对地波雷达观测的海流数据取样率也有较大影响,呈负相关,流速大时海流数据取样率比流速小时的要低,在海流数据取样率大于98%的中心区域,流速和海流数据取样率的相关系数小于-0.8,在海流数据取样率大于60%的区域,流速和海流数据取样率的相关系数小于-0.6,体现明显的相互关联。地波雷达观测的海流数据取样率和潮汐有着每日4次的良好相干,而似乎和风没有显著的关系。希望这些分析对地波雷达以后的推广使用能积累一些经验和参考意见。     

海冰对海浪影响研究综述

受全球气候变化的影响,极区海浪尤其是北极海浪在过去几十年发生了显著的变化,使得海冰边缘区海冰与海浪的相互作用愈发显著。本文从物理海洋学的角度出发,较系统地总结了海冰对海浪作用研究的国内外现状,从理论和实测的角度分别探讨了海冰对海浪能量的耗散及其引起的波动频散关系的变化,同时分析了当前海冰覆盖海域海浪的数值模拟与现场观测研究,指出了未来开展有冰海域海浪数值模拟与预报所面临的主要问题,并对该方向今后的研究做出展望。总体来看,尽管海冰对海浪作用的机理复杂且与海冰类型高度相关,但是海冰对海浪能量的衰减与传播距离基本呈指数关系,并且海冰会一定程度上影响海浪的传播速度。未来依然需要更多不同海冰类型下海浪的观测数据以开展进一步的机理分析、模型检验和参数校准,进而实现高精度的业务化预报。     

海底沉积物颗粒因素在不同频率下对声衰减的影响

综合了多个沉积物声学测量的实验方案,提出适合研究柱状海底沉积物声衰减的实验方案。对黏土质粉砂的物理性质和声学性质作了相关处理,得到了在高、低两种测量频率下该类型沉积物的波形特性、频谱特性和与沉积颗粒因素有关的孔隙度对声衰减比的影响。进一步作了相应的回归分析,低频时方差为0.169—0.175,高频时方差为0.029—0.032,尝试总结出黏土质粉砂类型沉积物在两种频率下的声衰减趋势。     

基于时频域的变分模态分解油气检测技术及应用

在油气勘探中,地震数据在采集过程中受到多种因素的干扰,会导致有效反射信息被压制削弱.变分模态分解(VMD)是一种新型的用来解决非线性问题的方法,VMD具有将信号的不同成分分解出来的特性,因此可利用VMD方法将含气目的层的弱反射信号有效识别出来.与此同时,通过时频分析求取衰减梯度的方法已经成为含气性检测的一种重要工具.为...     

薄煤层透射槽波探测技术及应用

为提高透射槽波探测技术在薄煤层中对断层的解释精度,根据槽波在薄煤层中吸收衰减严重,传播距离近的特点,提出采用槽波最远传播距离来约束CT成像的方法。通过理论推导,研究不同煤层厚度条件下槽波频率的变化情况;以1.5 m煤层为主要研究对象,正演模拟槽波的衰减特性,确定1.5 m煤层中槽波的有效传播距离为300 m。对山东某矿15号煤层的槽波资料,应用该技术CT成像,解释的断层和巷道揭露推断的断层位置基本吻合。结果表明：对1.5 m煤层的槽波资料处理时,以300 m为最大有效传播距离,对实际数据进行能量衰减成像,提高了槽波CT成像质量和解释精度。该方法可为薄煤层槽波探测技术提供借鉴意义。     

FY-1C可见光通道衰减分析及订正试验

利用FY-1C连续两年的遥感资料,以敦煌辐射校正场为分析区,系统分析了FY-1C可见光、近红外通道的衰减特征,开展了通道衰减订正试验。分析结果表明,FY-1C除可见光通道1衰减强烈外,其它各可见光、近红外通道衰减性能稳定。利用统计分析法,可以建立定标系数衰减订正量随时间的变化关系。订正后的定标系数与2000年辐射校正场外定标实验结果一致性很好。更新后的定标系数可以有效克服通道衰减带来的通道反射率测值误差,提高FY-1C可见光、近红外通道遥感资料定量应用的精度。