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《浙江海洋大学》 2017年
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海洋波浪场与海岛地区地脉动相关性研究

陈栋炉  
【摘要】:与大陆相比,海岛地区拥有了相对独特的地理位置,使得其背景噪声具有特殊性。地脉动(~0.003-1 Hz)作为地震背景噪声中能量最强的分量,普遍认为主要是由海浪运动与海底地面耦合而形成的,因此,其激发与特性被认为与海浪运动和固体地球之间的相互作用有关。尤其在台风过程中,强烈的海浪运动往往会导致地脉动能量的增强。近年来,已有学者通过地脉动观测数据进行海洋波浪场、台风演化过程的监测与反演研究。然而海岛地区的地脉动特征及其与海洋波浪场之间的关系至今仍未被充分研究。本文通过物理海洋学与地震学的交叉,利用西北太平洋海岛地震台站的连续记录数据、波浪浮标的实测数据以及WAVEWATCH-III(WW3)海浪数值模式的模拟结果分析海岛地区地脉动信号的时频特性及其与海洋波浪场之间的相关性,并从海洋学的角度来探讨与解释地脉动信号的特征及激发机制。研究结果表明:(1)海岛地区地脉动信号强度比内陆地区更加强烈;(2)地脉动,尤其是高频地脉动信号(0.12-0.32 Hz)具有明显的季节性变化特征,即夏秋季节(5月-10月)相对较弱,而在冬春季节(11月-次年4月)相对较强,并且这一变化特征长期存在,还与北半球海洋活动的季节性变化特征相一致;(3)海岛地区地脉动强度与周边海域波浪能功率密度及浮标实测和数值模拟所得的有效波高均具有很好的互相关性,因此海岛地区地脉动与周边海域波浪场息息相关。该研究结果同时表明可进一步发展利用地脉动观测数据反演海表波浪场的可能,为海洋科学研究中海表波浪场观测与研究提供跨学科的数据支持与技术支撑。
【关键词】:海浪 地脉动 台风 海岛
【学位授予单位】:浙江海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P731.22;P736
【目录】:
  • 摘要8-9
  • ABSTRACT9-12
  • 第一章 绪论12-17
  • 1.1 研究背景12-13
  • 1.2 国内外研究进展13-15
  • 1.3 本文研究内容15-17
  • 第二章 地脉动的海洋激发机理17-24
  • 2.1 地脉动激发机制的理论分析17-22
  • 2.1.1 Longuet-Higgins非线性波(有限振幅波)干涉理论17-19
  • 2.1.2 Hasselmann地脉动激发理论19-22
  • 2.2 海浪激发地脉动的过程和机制22-23
  • 2.3 地脉动激发源区分析23
  • 2.4 本章小结23-24
  • 第三章 海岛地区地脉动特征分析24-34
  • 3.1 时频分析方法24-26
  • 3.1.1 傅里叶变换24-25
  • 3.1.2 短时傅里叶变换25-26
  • 3.2 海岛台地脉动信号时频分析26-31
  • 3.2.1 海岛台站与内陆台站地脉动信号特征的比较27-28
  • 3.2.2 地脉动信号的季节性变化特征28-31
  • 3.3 台风对地脉动信号的影响31-32
  • 3.4 本章小结32-34
  • 第四章 地脉动与海浪场互相关性分析34-43
  • 4.1 WAVEWATCH-III海浪模式简介34-36
  • 4.2 地脉动与数值模拟有效波高的互相关36-37
  • 4.3 地脉动与波浪浮标观测数据互相关性分析37-40
  • 4.4 地脉动与波浪能之间的互相关性分析40-42
  • 4.5 本章小结42-43
  • 第五章 总结与展望43-46
  • 5.1 总结43
  • 5.2 展望43-46
  • 参考文献46-50
  • 致谢50-51
  • 在读期间发表的学术论文及研究成果51

【共引文献】
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