单站浮标测流资料的谱分析

海流谱分析是近十年来引进的新方法,它从海水运动的内部结构——谐波组成来阐眀海流速度的时空变化特性,因而这种方法在分析流场的运动学和动力学特性以及流场之间的相互关系等方面颇有成效。在国外,海流谱分析方法已经广泛应用于研究风生流,内波,惯性运动,中尺度涡以及沿岸上升流等方面。随着浮标测流技术在我国的普遍推广,适用于长期连续测流资料的谱分析方法将得到日益广泛的应用。 海流是一矢量,相对标量而言,矢量谱的计算要比标量谱复杂一些。另外,由于科氏力的影响,海洋中的流动现象大都具有旋转性质。因此,在对海流时间系列作谱分析时，为了阐明海流运动的旋转性质,引人与海流的旋转特性相联系的旋转谱(rotary spectrum),要比单纯采用两个正交方向上的谱,如东分量谱和北分量谱更为恰当。利用旋转谱,一方面可以消除定位方向不准所产生的误差;另一方面,常常可以使海流的谱结构显得更加简洁,从而简化海流的动力学分析手续。 二维矢量的旋转谱分析方法在海流资料分析中的应用,较早可见于Perkins和 Gonella的论文。尔后, Moores系统地阐明了二维矢量谱的分析方法。 Calman把这一方法推广到三维情况,并把旋转谱推广到经验本征谱( Empirical eigenmode spectra);此外,他还阐明了谱分析方法在海流动力学分析中的若干应用。 一九七九年四月下旬,我们用测流浮标在青岛近海取得了持续四天的流速时间系列(采样间隔为十分钟或十五分钟)本文即试图采用二维矢量的旋转谱分析方法来处理这些观测数据,并由此得到该区海流的某些运动学特征。

SPECTRAL ANALYSIS OF CURRENT DATA OBSERVED WITH A MOORING BUOY

In this paper the methods of spectral analysis for current vector time series are introduced briefly, and applying the FFT method, the spectra of u, v components and rotary spectra are calculated for current vector time series observed by a mooring buoy in the shallow water off coast of Qingdao. In this analysis the time series of residual currents are given by 25-hour-running average method. It is shown that the residual currents respond to winds quikly from surface to bottom in the observed region,furthermore, the 1/6, 1/8, 1/10, c.p.d constituents of the shallow water tide currents are significant besides the 1/2 and I c.p.d ones.