【技术实现步骤摘要】
一种基于漂流浮标的内波检测方法
本专利技术涉及海洋监测
，具体涉及一种基于漂流浮标的内波检测方法。
技术介绍
海洋内波是海水内部由于垂直方向密度不同而形成的界面波。内波是海洋学领域的重要研究领域之一，与气候、资源、环境等重大问题息息相关，涉及海洋环流、海洋工程、海洋声学和海洋环境等诸多领域，辐射影响我国国民经济和国防建设的各个层面。海洋内波对海上平台、潜艇活动、水声通信等会产生严重的干扰，因此海洋内波的检测显得尤为重要。目前内波的观测手段主要有：卫星观测、潜标等锚定观测以及走航观测等。但是，卫星观测虽然能够给出较大范围水平的图像，但是其反演技术会受到云量以及降水等大气环境因素的影响，除了静止轨道卫星外，一般的卫星轨道周期较长，较难提供局地内波的连续预警和观测；浮标、潜标等锚定观测存在成本过高、风险大、安装难度大等缺点；走航观测也受限于人工成本和观测成本的限制，较难实现一个海域的长期观测。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下...
【技术保护点】
1.一种基于漂流浮标的内波检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取当前海域的温度和盐度沿深度的垂向剖面，以计算当前海域的浮力频率；S2、利用内波动力学，并基于所述浮力频率，推导出漂流浮标在内波作用下沿海面移动的轨迹方程；S3、利用龙格库塔法对所述轨迹方程进行处理，得到一系列坐标点，由所述一系列坐标点的集合可知，所述漂流浮标在内波作用下沿海面移动的轨迹近似椭圆并定义为椭圆，得到与内波的振幅和传播方向分别对应的椭圆长轴和椭圆倾角；S4、另外给定多组不同内波，重复执行步骤S2和S3，得到与所述多组不同内波的多个振幅对应的多个椭圆长轴，以及，与所述多组不同内波的多个传播方向对...
【技术特征摘要】
1.一种基于漂流浮标的内波检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取当前海域的温度和盐度沿深度的垂向剖面，以计算当前海域的浮力频率；S2、利用内波动力学，并基于所述浮力频率，推导出漂流浮标在内波作用下沿海面移动的轨迹方程；S3、利用龙格库塔法对所述轨迹方程进行处理，得到一系列坐标点，由所述一系列坐标点的集合可知，所述漂流浮标在内波作用下沿海面移动的轨迹近似椭圆并定义为椭圆，得到与内波的振幅和传播方向分别对应的椭圆长轴和椭圆倾角；S4、另外给定多组不同内波，重复执行步骤S2和S3，得到与所述多组不同内波的多个振幅对应的多个椭圆长轴，以及，与所述多组不同内波的多个传播方向对应的多个椭圆倾角；从而得到内波振幅与椭圆长轴的对应关系，以及，内波传播方向与椭圆倾角的对应关系；S5、利用所述漂流浮标对当前海域进行内波检测时，获取漂流浮标在当前时间段内受待检测内波影响而移动的坐标点序列并进行椭圆拟合，得到与待检测内波的振幅对应的椭圆长轴，以及与待检测内波的传播方向对应的椭圆倾角；S6、利用步骤S4得到的所述内波振幅与椭圆长轴的对应关系，以及所述内波传播方向与椭圆倾角的对应关系，计算待检测内波的振幅和传播方向；S7、将步骤S6计算得到的待检测内波的振幅代入内波流函数方程，再将得到的内波流函数方程与待检测内波的振幅一同代入温度、盐度、水平流速剖面和垂直流速剖面的内波影响方程，得到当前海域受内波影响的温度、盐度、水平流速剖面和垂直流速剖面的变化函数，实现内波检测。2.如权利要求1所述的基于漂流浮标的内波检测方法，其特征在于，步骤S1包括：S11、获取当前海域的温度T0和盐度S0沿深度z的垂向剖面，进而获得当前海域沿深度z的密度剖面；S12、利用如下公式计算当前海域的海水浮力频率N2：其中，g为重力加速度，ρ0＝103kg/m3，为不同深度z处的海水密度，单位kg/m3。3.如权利要求2所述的基于漂流浮标的内波检测方法，其特征在于，步骤S2包括：S21、对于第一模态的内波，其流函数Φ为：Φ＝AΨ(z)exp(i(kx-ωt))；其中，A、k、ω分别代表内波的振幅、波数和频率，t代表时间，i代表虚数单位，x表示第一模态的x方向，Ψ(z)满足如下内波模态方程：其中，f为地球旋转引起的惯性频率；S22、根据内波动力学，采用流函数Φ来表示内波引起的水平流速(U,V)和垂直流速W，第一模态内波的x方向的海表水平流速U为：根据内波动力学，U与第一模...
【专利技术属性】
技术研发人员：李强，郑修宇，张晓华，李丰果，古锦韬，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44
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