2019年 第41卷 第3期
2019, 41(3): 1-11.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.001
摘要:
风生近惯性内波破碎引起的跨等密度面混合在海洋内部混合中起重要作用。然而其参数化对海洋模式的模拟影响仍有待进一步认识。本文给出的是在模块化海洋模式（MOM）中海洋表面边界层以下引入一个考虑风驱动近惯性内波破碎引起的跨等密度面混合参数化方案的研究工作。模拟结果显示，该方案有效改善MOM4模拟的上层1 000 m以上的温盐偏差，特别是在北太平洋和北大西洋的通风地区。数值试验表明，风生近惯性内波破碎有可能是维持海洋通风过程的重要机制之一，它使得海洋通风区的位温变冷，盐度变淡，整层等位密面加深。维持的通风过程使得北太平洋副极地大涡的影响延伸到副热带大涡。从而模拟的北太平洋中层水源头及其副热带大涡东侧的温盐更接近观测实际。同时，模拟的北大西洋经圈翻转环流强度也更为合理。
风生近惯性内波破碎引起的跨等密度面混合在海洋内部混合中起重要作用。然而其参数化对海洋模式的模拟影响仍有待进一步认识。本文给出的是在模块化海洋模式（MOM）中海洋表面边界层以下引入一个考虑风驱动近惯性内波破碎引起的跨等密度面混合参数化方案的研究工作。模拟结果显示，该方案有效改善MOM4模拟的上层1 000 m以上的温盐偏差，特别是在北太平洋和北大西洋的通风地区。数值试验表明，风生近惯性内波破碎有可能是维持海洋通风过程的重要机制之一，它使得海洋通风区的位温变冷，盐度变淡，整层等位密面加深。维持的通风过程使得北太平洋副极地大涡的影响延伸到副热带大涡。从而模拟的北太平洋中层水源头及其副热带大涡东侧的温盐更接近观测实际。同时，模拟的北大西洋经圈翻转环流强度也更为合理。
2019, 41(3): 12-22.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.002
摘要:
2016年8月7－14日中国第七次北极科学考察期间，在83°N附近设立的长期浮冰站开展了辐射和湍流通量观测研究。结果表明，观测期间反照率变化范围为0.64~0.92，平均反照率为0.78；基于现场观测数据评估了PW79、HIRHAM、ARCSYM和CCSM3 4种不同复杂度的反照率参数化方案在天气尺度的表现，最为复杂的CCSM3结果优于其他参数化方案，但不能体现降雪条件下的反照率快速增长。浮冰区冰雪面平均净辐射为18.10 W/m2，平均感热通量为1.73 W/m2，平均潜热通量为5.55 W/m2，海冰表面消融率为（0.30±0.22） cm/d，表明此时北冰洋浮冰正处于快速消融期。冰面的平均动量通量为0.098（kg·m/s）/（m2·s），动量通量与风速有很好的对应关系，相关系数达0.80。
2016年8月7－14日中国第七次北极科学考察期间，在83°N附近设立的长期浮冰站开展了辐射和湍流通量观测研究。结果表明，观测期间反照率变化范围为0.64~0.92，平均反照率为0.78；基于现场观测数据评估了PW79、HIRHAM、ARCSYM和CCSM3 4种不同复杂度的反照率参数化方案在天气尺度的表现，最为复杂的CCSM3结果优于其他参数化方案，但不能体现降雪条件下的反照率快速增长。浮冰区冰雪面平均净辐射为18.10 W/m2，平均感热通量为1.73 W/m2，平均潜热通量为5.55 W/m2，海冰表面消融率为（0.30±0.22） cm/d，表明此时北冰洋浮冰正处于快速消融期。冰面的平均动量通量为0.098（kg·m/s）/（m2·s），动量通量与风速有很好的对应关系，相关系数达0.80。
2019, 41(3): 23-34.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.003
摘要:
本文基于1991-2016年全球卫星高度计融合数据对南海灾害性波浪基本特征进行了分析，根据灾害性波浪诱发天气类型不同，将其分为"台风浪"和"非台风浪"。依此主线，对两类波浪在南海不同海域的特征进行了研究，并提出了用于定量研究两类波浪强度关系的台风浪权重系数（W），得到了两类波浪在南海相对强弱关系的分布规律，量化研究了南海灾害性波浪的特征。本文以卫星高度计波高数据为样本进行了极值分析，得到了南海重现期波浪要素整体分布规律，研究发现W值大小与广义极值曲线类型显著相关。
本文基于1991-2016年全球卫星高度计融合数据对南海灾害性波浪基本特征进行了分析，根据灾害性波浪诱发天气类型不同，将其分为"台风浪"和"非台风浪"。依此主线，对两类波浪在南海不同海域的特征进行了研究，并提出了用于定量研究两类波浪强度关系的台风浪权重系数（W），得到了两类波浪在南海相对强弱关系的分布规律，量化研究了南海灾害性波浪的特征。本文以卫星高度计波高数据为样本进行了极值分析，得到了南海重现期波浪要素整体分布规律，研究发现W值大小与广义极值曲线类型显著相关。
2019, 41(3): 35-43.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.004
摘要:
波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响，目前现有的研究大多是基于单向波浪进行的。为了研究方向分布对群墩结构上的爬高影响，基于规则波浪与群墩作用的理论解，结合多向不规则波浪的造波方法，建立了多向不规则波浪与群墩作用的计算模型，同时进行了物理模型试验对模型的有效性进行了验证。系统地对群墩周围及表面上的波浪爬高进行了计算分析，结果表明，方向分布对波浪爬高具有较大的影响，且不同位置处的影响并不相同，在实际的工程设计中如果按照单向波浪计算，可能低估或者高估群墩周围的爬高。
波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响，目前现有的研究大多是基于单向波浪进行的。为了研究方向分布对群墩结构上的爬高影响，基于规则波浪与群墩作用的理论解，结合多向不规则波浪的造波方法，建立了多向不规则波浪与群墩作用的计算模型，同时进行了物理模型试验对模型的有效性进行了验证。系统地对群墩周围及表面上的波浪爬高进行了计算分析，结果表明，方向分布对波浪爬高具有较大的影响，且不同位置处的影响并不相同，在实际的工程设计中如果按照单向波浪计算，可能低估或者高估群墩周围的爬高。
2019, 41(3): 44-51.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.005
摘要:
由于波浪的调制不稳定以及非线性波-波相互作用等因素的存在，波浪的分布会偏离线性假设下瑞利分布的结果。通过使用高阶谱模型对不同初始条件下波浪数值模拟。对统计得到的波高与线性理论下的瑞利分布和考虑非线性下改进的埃奇沃思-瑞利（MER）分布和依据Gram-Charlier展开的分布（GC分布）进行对比。结果表明，深水条件下波浪传播过程中偏度值变化较小，而峰度值出现增长。在较小有效波高值的波况下波高分布符合瑞利分布，但随着有效波高值的增加，波浪的非线性增强，波高分布与考虑非线性影响下的GC和MER分布结果相符。宽谱下的波高分布偏离瑞利分布的程度小于窄谱的情况，波高分布更接近瑞利分布的结果。
由于波浪的调制不稳定以及非线性波-波相互作用等因素的存在，波浪的分布会偏离线性假设下瑞利分布的结果。通过使用高阶谱模型对不同初始条件下波浪数值模拟。对统计得到的波高与线性理论下的瑞利分布和考虑非线性下改进的埃奇沃思-瑞利（MER）分布和依据Gram-Charlier展开的分布（GC分布）进行对比。结果表明，深水条件下波浪传播过程中偏度值变化较小，而峰度值出现增长。在较小有效波高值的波况下波高分布符合瑞利分布，但随着有效波高值的增加，波浪的非线性增强，波高分布与考虑非线性影响下的GC和MER分布结果相符。宽谱下的波高分布偏离瑞利分布的程度小于窄谱的情况，波高分布更接近瑞利分布的结果。
2019, 41(3): 52-61.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.006
摘要:
上层海洋通过海气交换影响大气-海洋耦合系统，海浪引起的垂向混合影响上层海洋结构，从而在气候预测过程中发挥着重要的作用。本文基于国家海洋局第一海洋研究所地球系统模式（FIO-ESM），以2016年为例，分别开展了耦合和关闭海浪模式情况下的短期气候预测实验，分析浪致混合对北太平洋海表温度（SST）季节性预测的影响。通过对模式预测的SST异常（SSTA）进行定量评估发现，浪致混合能够显著降低北太平洋高纬度海区预测误差，在（45°N，150°E）附近海区SSTA改善可达1℃，气候模式能够更好地预测SSTA的经向分布特征，特别是能够准确地反映25°~45°N海区SSTA分布特征。通过分析有浪和无浪两个实验的热收支贡献发现，垂向混合是导致上层海洋温度差异的主导影响因子。海浪通过改变垂向混合，使2016年北太平洋SST在高纬度海区大幅降低，在低纬度海区略有升高，最终提升了模式对北太平洋SST的季节性预测能力。
上层海洋通过海气交换影响大气-海洋耦合系统，海浪引起的垂向混合影响上层海洋结构，从而在气候预测过程中发挥着重要的作用。本文基于国家海洋局第一海洋研究所地球系统模式（FIO-ESM），以2016年为例，分别开展了耦合和关闭海浪模式情况下的短期气候预测实验，分析浪致混合对北太平洋海表温度（SST）季节性预测的影响。通过对模式预测的SST异常（SSTA）进行定量评估发现，浪致混合能够显著降低北太平洋高纬度海区预测误差，在（45°N，150°E）附近海区SSTA改善可达1℃，气候模式能够更好地预测SSTA的经向分布特征，特别是能够准确地反映25°~45°N海区SSTA分布特征。通过分析有浪和无浪两个实验的热收支贡献发现，垂向混合是导致上层海洋温度差异的主导影响因子。海浪通过改变垂向混合，使2016年北太平洋SST在高纬度海区大幅降低，在低纬度海区略有升高，最终提升了模式对北太平洋SST的季节性预测能力。
2019, 41(3): 62-75.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.007
摘要:
自2000年以来围绕渤海湾的围海工程剧增，致使工程区附近潮流场发生变化，进而影响排海高温浓盐水的时空分布特征。本文通过建立2000年和2015年两种不同岸线、地形条件下的三维数学模型对渤海湾沿岸3个电厂高温浓盐水表层排海问题进行模拟，研究结果表明，渤海湾的潮流场和高温浓盐水输移扩散特征在近十几年发生了较大变化：工程后，渤海湾平均盐度增大0.203，平均温度升高了0.105℃，同时曹妃甸附近海域浓盐水输移扩散速度明显增加。增大排放口流量至12.7 m3/s，湾内最高温度为26.46℃，较2015年最高温度增加了2.72℃。本文模型可准确模拟及预测排海废水盐度、温度分布特征，为合理布置水电联产设备排放口的位置提供理论基础。
自2000年以来围绕渤海湾的围海工程剧增，致使工程区附近潮流场发生变化，进而影响排海高温浓盐水的时空分布特征。本文通过建立2000年和2015年两种不同岸线、地形条件下的三维数学模型对渤海湾沿岸3个电厂高温浓盐水表层排海问题进行模拟，研究结果表明，渤海湾的潮流场和高温浓盐水输移扩散特征在近十几年发生了较大变化：工程后，渤海湾平均盐度增大0.203，平均温度升高了0.105℃，同时曹妃甸附近海域浓盐水输移扩散速度明显增加。增大排放口流量至12.7 m3/s，湾内最高温度为26.46℃，较2015年最高温度增加了2.72℃。本文模型可准确模拟及预测排海废水盐度、温度分布特征，为合理布置水电联产设备排放口的位置提供理论基础。
2019, 41(3): 76-85.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.008
摘要:
通过2017年8月6日在北极海域开展的一次声传播实验，开展了冰下声传播特性实验研究。结合Burke-Twersky （BT）散射模型与射线模型，分析了冰下声传播的多途到达结构，研究了接收声强变化规律，解释了接收声强在30 min内衰减20 dB的现象，分析了接收信号的时间相关性，探讨了接收信号相关性较低的原因。实验结果表明，表面接收信号主要由小角度多次反转反射声线、一次海底反射声线和二次海底反射声线依次构成，表面声道到达信号显著强于海底反射信号。试验冰站在试验期间的运动导致了声传播信号强度和相关性的迅速衰减，并通过仿真得到了验证。
通过2017年8月6日在北极海域开展的一次声传播实验，开展了冰下声传播特性实验研究。结合Burke-Twersky （BT）散射模型与射线模型，分析了冰下声传播的多途到达结构，研究了接收声强变化规律，解释了接收声强在30 min内衰减20 dB的现象，分析了接收信号的时间相关性，探讨了接收信号相关性较低的原因。实验结果表明，表面接收信号主要由小角度多次反转反射声线、一次海底反射声线和二次海底反射声线依次构成，表面声道到达信号显著强于海底反射信号。试验冰站在试验期间的运动导致了声传播信号强度和相关性的迅速衰减，并通过仿真得到了验证。
2019, 41(3): 86-95.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.009
摘要:
超慢速扩张洋中脊具有不同于其他扩张速率洋中脊的特征，表现为剧烈变化的洋壳厚度和典型的非岩浆段。本文对前人研究的洋中脊岩浆形成关键因素和迁移聚集模式进行综合分析，结合实际地球物理和地球化学的观测数据，探讨了超慢速扩张洋中脊岩浆从地幔源区形成、迁移汇聚、形成洋壳的整个地质过程，进一步指出了影响洋壳结构的关键控制因素。研究结果表明，超慢速扩张洋中脊沿轴洋壳厚度的变化受岩浆补给量和迁移汇聚的共同制约。其中，岩浆补给量受控于洋中脊的地幔潜热、地幔成分和扩张速率的变化；岩浆迁移和汇聚过程则与超慢速扩张洋中脊密集的分段特征和阻渗层的空间结构密切相关。
超慢速扩张洋中脊具有不同于其他扩张速率洋中脊的特征，表现为剧烈变化的洋壳厚度和典型的非岩浆段。本文对前人研究的洋中脊岩浆形成关键因素和迁移聚集模式进行综合分析，结合实际地球物理和地球化学的观测数据，探讨了超慢速扩张洋中脊岩浆从地幔源区形成、迁移汇聚、形成洋壳的整个地质过程，进一步指出了影响洋壳结构的关键控制因素。研究结果表明，超慢速扩张洋中脊沿轴洋壳厚度的变化受岩浆补给量和迁移汇聚的共同制约。其中，岩浆补给量受控于洋中脊的地幔潜热、地幔成分和扩张速率的变化；岩浆迁移和汇聚过程则与超慢速扩张洋中脊密集的分段特征和阻渗层的空间结构密切相关。
2019, 41(3): 96-105.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.010
摘要:
塔斯曼海位于西南太平洋地区，处于印度-澳大利亚板块和西兰板块之间，大地构造背景复杂。该地区是全球油气资源勘探的重点海域之一，但是国内对该地区的研究相当匮乏。本文根据塔斯曼海海域的自由空气重力异常对塔斯曼海海域的构造单元进行了划分，前人关于塔斯曼海的研究主要集中在Resolution海岭北部，我们认为塔斯曼海的范围应包括Resolution海岭以南，麦夸里海岭以西，塔斯曼断裂带以东的区域（即南部次盆）。结果显示，塔斯曼海域及邻区包括3个一级构造单元：东澳大利亚陆缘、西兰板块和塔斯曼海盆，且塔斯曼海盆可进一步划分为西部次盆、东部次盆和南部次盆。本文基于塔斯曼海域90 Ma以来的洋壳年龄数据编制了构造演化图，将塔斯曼海的形成演化过程分为4个阶段：（1）中生代陆内裂谷期（90~83 Ma BP）；（2）塔斯曼海扩张阶段（83~61 Ma BP）；（3）塔斯曼海北部扩张停止阶段（61~52 Ma BP）；（4）塔斯曼海南部改造阶段（52 Ma BP至今）。
塔斯曼海位于西南太平洋地区，处于印度-澳大利亚板块和西兰板块之间，大地构造背景复杂。该地区是全球油气资源勘探的重点海域之一，但是国内对该地区的研究相当匮乏。本文根据塔斯曼海海域的自由空气重力异常对塔斯曼海海域的构造单元进行了划分，前人关于塔斯曼海的研究主要集中在Resolution海岭北部，我们认为塔斯曼海的范围应包括Resolution海岭以南，麦夸里海岭以西，塔斯曼断裂带以东的区域（即南部次盆）。结果显示，塔斯曼海域及邻区包括3个一级构造单元：东澳大利亚陆缘、西兰板块和塔斯曼海盆，且塔斯曼海盆可进一步划分为西部次盆、东部次盆和南部次盆。本文基于塔斯曼海域90 Ma以来的洋壳年龄数据编制了构造演化图，将塔斯曼海的形成演化过程分为4个阶段：（1）中生代陆内裂谷期（90~83 Ma BP）；（2）塔斯曼海扩张阶段（83~61 Ma BP）；（3）塔斯曼海北部扩张停止阶段（61~52 Ma BP）；（4）塔斯曼海南部改造阶段（52 Ma BP至今）。
2019, 41(3): 106-120.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.011
摘要:
本文基于高分辨率多波束测深和浅地层剖面数据，首次对南海礼乐盆地南部坳陷海底麻坑进行了系统的识别研究。共识别出各类麻坑81个，其中麻坑直径最大约2.4 km，坑深最大约157 m。麻坑种类多样：按平面形态主要分为圆形、椭圆形、拉长形和新月形麻坑；按组合方式分为孤立麻坑、链状麻坑和复合麻坑；按直径分为正常麻坑和大型麻坑。区域内发育多条大型海底峡谷，峡谷侵蚀引起两侧地层稳定性降低，气体储层遭受破坏，泄露的气体沿断层或气烟囱等喷发出海底形成麻坑。而因麻坑生成时剥蚀的沉积物质与周围水体混合并逐渐发展成浊流，在一定程度上促进海底峡谷向下延伸。研究区内单个麻坑的平面形态最初为圆形或椭圆形，之后由于重力流和峡谷侵蚀的影响，逐渐发展成拉长形或新月形，麻坑之间也会发生组合形成复合麻坑。链状麻坑与冲沟的形成联系密切，沿垂直于等深线方向展布的链状麻坑在重力流的冲刷下，发育成底部平坦的麻坑冲沟。对比分析全球其他海域麻坑，发现海底麻坑尺寸与水深关系密切，在深水区域更容易发育大型麻坑。
本文基于高分辨率多波束测深和浅地层剖面数据，首次对南海礼乐盆地南部坳陷海底麻坑进行了系统的识别研究。共识别出各类麻坑81个，其中麻坑直径最大约2.4 km，坑深最大约157 m。麻坑种类多样：按平面形态主要分为圆形、椭圆形、拉长形和新月形麻坑；按组合方式分为孤立麻坑、链状麻坑和复合麻坑；按直径分为正常麻坑和大型麻坑。区域内发育多条大型海底峡谷，峡谷侵蚀引起两侧地层稳定性降低，气体储层遭受破坏，泄露的气体沿断层或气烟囱等喷发出海底形成麻坑。而因麻坑生成时剥蚀的沉积物质与周围水体混合并逐渐发展成浊流，在一定程度上促进海底峡谷向下延伸。研究区内单个麻坑的平面形态最初为圆形或椭圆形，之后由于重力流和峡谷侵蚀的影响，逐渐发展成拉长形或新月形，麻坑之间也会发生组合形成复合麻坑。链状麻坑与冲沟的形成联系密切，沿垂直于等深线方向展布的链状麻坑在重力流的冲刷下，发育成底部平坦的麻坑冲沟。对比分析全球其他海域麻坑，发现海底麻坑尺寸与水深关系密切，在深水区域更容易发育大型麻坑。
2019, 41(3): 121-133.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.012
摘要:
近期在琼东南盆地超深水区发现了L18气田上新统地层圈闭气田，但在聚气背景、烃源岩、储层沉积成因及天然气输导体系等气田形成条件和成藏模式认识存在争议。通过对该气田形成条件的综合分析，认为上新世轴向古洼槽内地层圈闭、陵水凹陷东洼下渐新统崖城组浅海相烃源岩、上新统限制型重力流砂岩储层和渐新统-中新统断裂垂向沟源通道是形成上新统地层圈闭气田的4个基本条件。中中新世以来盆地中央继承性发育轴向古洼槽和限制型重力流沉积，随着后期地层沉积迁移、差异压实作用，上新统莺歌海组砂岩顶面在轴向洼槽内起伏，并被周边泥岩封盖、封堵，形成了地层圈闭；约3.4 Ma BP，陵水凹陷东洼下渐新统崖城组浅海相烃源岩生成了成熟天然气，沿渐新统-中新统断裂向上运移到上新统莺歌海组重力流沉积砂岩中，再侧向运移至地层圈闭中聚集成藏，具有"烃源岩、圈闭、断裂+砂岩输导层"三要素控藏的上新统地层圈闭成藏模式。
近期在琼东南盆地超深水区发现了L18气田上新统地层圈闭气田，但在聚气背景、烃源岩、储层沉积成因及天然气输导体系等气田形成条件和成藏模式认识存在争议。通过对该气田形成条件的综合分析，认为上新世轴向古洼槽内地层圈闭、陵水凹陷东洼下渐新统崖城组浅海相烃源岩、上新统限制型重力流砂岩储层和渐新统-中新统断裂垂向沟源通道是形成上新统地层圈闭气田的4个基本条件。中中新世以来盆地中央继承性发育轴向古洼槽和限制型重力流沉积，随着后期地层沉积迁移、差异压实作用，上新统莺歌海组砂岩顶面在轴向洼槽内起伏，并被周边泥岩封盖、封堵，形成了地层圈闭；约3.4 Ma BP，陵水凹陷东洼下渐新统崖城组浅海相烃源岩生成了成熟天然气，沿渐新统-中新统断裂向上运移到上新统莺歌海组重力流沉积砂岩中，再侧向运移至地层圈闭中聚集成藏，具有"烃源岩、圈闭、断裂+砂岩输导层"三要素控藏的上新统地层圈闭成藏模式。
2019, 41(3): 134-142.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.013
摘要:
南黄海曾是长江和黄河两大河流输送的陆源沉积物重要的汇，其沉积记录含有河流演化的丰富信息。江苏海岸中部、南黄海西侧、辐射沙脊群西北的西洋潮流通道及其邻区受到古黄河与古长江的交互影响，其古地貌与沉积地层等研究尚显不足。利用该区多次采集获得的长约380 km的浅层地震剖面数据，结合钻孔资料，分析了西洋浅部地震层序，探讨了其沉积环境特征。研究结果表明，西洋潮流通道区域在平均海面以下33~49 m处，存在一个强振幅、中频率、高连续性的区域性反射界面，与对比钻孔中滨岸沼泽沉积的顶面相对应，代表一个不整合的古地貌面；该界面深度的空间插值结果反演的古地貌面与下伏的沟槽状切割-充填反射结构，揭示了数条沿NE方向延伸的古水道，并集中分布于古地貌面北部相对低洼的区域，为南黄海内陆架晚更新世某古水系的一部分；该古地貌面系末次冰消期的海侵冲刷面，其上覆是全新世滨浅海沉积，下伏是晚更新世末期的洪泛平原或滨岸沼泽或充填下切古河道或古潮道等沉积。对该区域性反射界面的深入研究有助于弄清南黄海西部晚更新世以来的沉积体系演化历史，提升对辐射沙脊群形成演化的认识。
南黄海曾是长江和黄河两大河流输送的陆源沉积物重要的汇，其沉积记录含有河流演化的丰富信息。江苏海岸中部、南黄海西侧、辐射沙脊群西北的西洋潮流通道及其邻区受到古黄河与古长江的交互影响，其古地貌与沉积地层等研究尚显不足。利用该区多次采集获得的长约380 km的浅层地震剖面数据，结合钻孔资料，分析了西洋浅部地震层序，探讨了其沉积环境特征。研究结果表明，西洋潮流通道区域在平均海面以下33~49 m处，存在一个强振幅、中频率、高连续性的区域性反射界面，与对比钻孔中滨岸沼泽沉积的顶面相对应，代表一个不整合的古地貌面；该界面深度的空间插值结果反演的古地貌面与下伏的沟槽状切割-充填反射结构，揭示了数条沿NE方向延伸的古水道，并集中分布于古地貌面北部相对低洼的区域，为南黄海内陆架晚更新世某古水系的一部分；该古地貌面系末次冰消期的海侵冲刷面，其上覆是全新世滨浅海沉积，下伏是晚更新世末期的洪泛平原或滨岸沼泽或充填下切古河道或古潮道等沉积。对该区域性反射界面的深入研究有助于弄清南黄海西部晚更新世以来的沉积体系演化历史，提升对辐射沙脊群形成演化的认识。
2019, 41(3): 143-154.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.014
摘要:
一维综合孔径微波辐射计能够有效提高观测的空间分辨率，其观测入射角通常在0°~55°范围内变化。为了开发适用于一维综合孔径微波辐射计的海面温度反演算法，需要评估其观测亮温对海洋大气环境要素的敏感性。利用海面发射率模型和大气辐射传输模型，构建了适用于一维综合孔径微波辐射计的微波海洋大气辐射传输模式，研究了C波段垂直和水平极化微波辐射亮温在不同入射角下对海洋大气环境要素的敏感性变化情况，并定量计算了相应的敏感系数。结果表明：垂直和水平极化亮温对海洋大气环境要素的敏感性表现出不同的特性。随着入射角的增大，垂直极化亮温对海面温度的敏感性增强，对海面风场的敏感性相对减弱；水平极化亮温则相反。由大气水汽含量和云液态水含量误差引入的垂直和水平极化亮温误差随入射角增大而增大，但是，即使在55°的大入射角下垂直和水平极化亮温误差仍小于0.12 K。对于海面温度反演精度优于1 K的要求，一维综合孔径微波辐射计的测温精度需优于0.6 K。研究结果对于一维综合孔径微波辐射计海面温度反演算法的研究和载荷设计具有一定的理论指导意义。
一维综合孔径微波辐射计能够有效提高观测的空间分辨率，其观测入射角通常在0°~55°范围内变化。为了开发适用于一维综合孔径微波辐射计的海面温度反演算法，需要评估其观测亮温对海洋大气环境要素的敏感性。利用海面发射率模型和大气辐射传输模型，构建了适用于一维综合孔径微波辐射计的微波海洋大气辐射传输模式，研究了C波段垂直和水平极化微波辐射亮温在不同入射角下对海洋大气环境要素的敏感性变化情况，并定量计算了相应的敏感系数。结果表明：垂直和水平极化亮温对海洋大气环境要素的敏感性表现出不同的特性。随着入射角的增大，垂直极化亮温对海面温度的敏感性增强，对海面风场的敏感性相对减弱；水平极化亮温则相反。由大气水汽含量和云液态水含量误差引入的垂直和水平极化亮温误差随入射角增大而增大，但是，即使在55°的大入射角下垂直和水平极化亮温误差仍小于0.12 K。对于海面温度反演精度优于1 K的要求，一维综合孔径微波辐射计的测温精度需优于0.6 K。研究结果对于一维综合孔径微波辐射计海面温度反演算法的研究和载荷设计具有一定的理论指导意义。
2019, 41(3): 155-168.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.03.015
摘要:
为了解各向异性随机粗糙海面的微波双站散射机制及其特性，本文利用解析近似的积分方程模型以及一种改进的半经验海浪谱模型实现了对各向异性随机粗糙海面的全极化微波散射仿真模拟，并与卫星观测数据、经验的地球物理模式函数及已有的解析近似散射模型仿真结果进行了对比，验证了仿真结果的可行性和准确性。利用该模型分析了入射波频率、入射角、极化方式、海面风速及风向等参数对各向异性海面双站散射的影响。模拟结果表明，在不同的入射角、散射角及方位角等观测几何条件下，海面不同波段的双站散射表现出不同的空间散射特性，且对风速、风向等海面动力学参数表现出不同的敏感性，以L波段为例，海面向后半球双站散射在各个极化方式下都对风速较为敏感，而在同极化方式下，其对风向的响应在中低风速和高风速条件下相反，整体而言，低风速下海面双站散射对风向更为敏感。这表明对于海面动力参数的反演，双站散射可以提供比传统单站雷达后向散射更丰富的物理信息。本文探讨了各向异性海面微波双站散射特性，为基于主动式及分布式微波传感器的海洋动力参数遥感反演提供了理论分析基础。
为了解各向异性随机粗糙海面的微波双站散射机制及其特性，本文利用解析近似的积分方程模型以及一种改进的半经验海浪谱模型实现了对各向异性随机粗糙海面的全极化微波散射仿真模拟，并与卫星观测数据、经验的地球物理模式函数及已有的解析近似散射模型仿真结果进行了对比，验证了仿真结果的可行性和准确性。利用该模型分析了入射波频率、入射角、极化方式、海面风速及风向等参数对各向异性海面双站散射的影响。模拟结果表明，在不同的入射角、散射角及方位角等观测几何条件下，海面不同波段的双站散射表现出不同的空间散射特性，且对风速、风向等海面动力学参数表现出不同的敏感性，以L波段为例，海面向后半球双站散射在各个极化方式下都对风速较为敏感，而在同极化方式下，其对风向的响应在中低风速和高风速条件下相反，整体而言，低风速下海面双站散射对风向更为敏感。这表明对于海面动力参数的反演，双站散射可以提供比传统单站雷达后向散射更丰富的物理信息。本文探讨了各向异性海面微波双站散射特性，为基于主动式及分布式微波传感器的海洋动力参数遥感反演提供了理论分析基础。
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