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利用卫星SAR图像研究黄渤海大气边界层波动

作　者: 刘书明
导　师: 郑全安；纪育强
学　校: 国家海洋局第一海洋研究所
专　业: 物理海洋学
关键词: 合成孔径雷达 海洋大气边界层 大气重力波 下山风 大气锋面波
分类号: P732
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


海洋大气边界层是海洋表面和高层大气之间的重要连接,自由大气通过海洋大气边界层同海洋发生各种能量和物质交换。波动现象是海洋大气边界层的一个重要现象,对发生在海洋大气边界层中的大气波动现象的研究,与海洋、大气科学的其它研究领域及污染治理和环境保护等都有密切关系。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)作为一种现代高空间分辨率成像侧视雷达,对地球表面海洋所成的图像中蕴含了极为丰富的中尺度及亚中尺度海洋大气边界层信息,因此对边界层气象学研究,特别是海洋大气边界层波动的研究有着非常重要的意义。首先,本文介绍了支撑本研究有关数据资料的来源和特点、黄海和渤海及其周边地区的地形地势和气候特征。其次,对海洋、海陆过渡型下垫面大气边界层的结构和主要特征做了介绍,表明海洋和海陆过渡地区的大气边界层具有不同于陆地下垫面的独特特征,此外还总结了发生在地球大气边界层的各种波动类型及观测这些波动的设备和方法,并对推导了动力学方程,为后文的工作奠定了理基础。再后,根据卫星SAR图像上发现的大气重力波具体实例,分析了下山风产生大气重力波的机制,并概括了这种大气重力波的特征。最后,本文论证了大气重力波的一个新类型——由大气锋面产生的大气重力波,并将其命名为“大气锋面波”。本文对发生于黄海、和渤海的大气锋面波做了统计分析,并结合两个具体实例,阐述了大气锋面波的产生机制和动力特征。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 研究背景和意义  10-11
  1.2 大气边界层波动研究进展  11-14
    1.2.1 早期研究  11-13
    1.2.2 利用SAR 研究海洋大气边界层波动  13-14
  1.3 主要任务和结构安排  14-15
第二章 资料和数据  15-22
  2.1 卫星遥感数据  15-21
    2.1.1 欧洲ENVISAT 卫星ASAR 影像  15-17
    2.1.2 加拿大RADARSAT-1 卫星SAR 影像  17-18
    2.1.3 美国MODIS 卫星数据  18-21
  2.2 气象数据  21-22
    2.2.1 无线电探空数据  21
    2.2.2 月逐日降水、气温数据  21
    2.2.3 地面天气图  21-22
第三章 研究区概况  22-27
  3.1 地理环境  23-26
    3.1.1 海区地理  23-24
    3.1.2 周边陆地地形  24-26
  3.2 气候特征  26-27
第四章 海洋大气边界层波动动力学基础  27-51
  4.1 大气边界层  27-33
    4.1.1 大气边界层的基本结构  28-29
    4.1.2 大气边界层的日变化  29-31
    4.1.3 海洋和海陆过渡型大气边界层  31-33
  4.2 大气波动的类型和特征  33-38
    4.2.1 声波  34
    4.2.2 重力波  34-36
    4.2.3 惯性重力波  36-37
    4.2.4 长波  37-38
  4.3 表征大气波动的主要气象要素及其探测方法  38-41
    4.3.1 直接测量方法  39-40
    4.3.2 遥感测量方法  40-41
  4.4 动力学基础  41-51
    4.4.1 基本动力方程  42-48
    4.4.2 层化大气模型  48-49
    4.4.3 层化大气的边界条件  49-51
第五章 离岸下山风形成的大气重力波  51-66
  5.1 下山风  51-54
    5.1.1 下山风的成因  52
    5.1.2 下山风的主要特征  52-54
  5.2 离岸下山风与其产生的大气波动  54-59
    5.2.1 动力学机制  54-58
    5.2.2 波动的主要特征  58-59
  5.3 大气重力波实例分析  59
  5.4 数据资料解译  59-65
  5.5 模型与实测的对比分析  65
  5.6 本章小结  65-66
第六章 大气锋面形成的大气重力波  66-106
  6.1 锋面和地面锋  66-69
    6.1.1 气象要素特征  67-69
  6.2 黄渤海大气锋面重力波统计  69-73
  6.3 大气锋面波实例分析（一）  73-86
    6.3.1 数据资料解译  74-77
    6.3.2 动力学解释  77-84
    6.3.3 模型与实测对比  84-86
  6.4 大气锋面波实例分析（二）  86-104
    6.4.1 数据资料解译  86-95
    6.4.2 动力学解释  95-103
    6.4.3 模型与实测对比  103-104
  6.5 大气锋面波的特征  104-105
  6.6 本章小结  105-106
第七章 总结与展望  106-108
参考文献  108-112
致谢  112

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋基础科学 > 海洋气象学
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