利用海底磁场观测数据估算海浪运动方向

本文提出一种利用海底磁场观测数据获得海浪运动方向信息的方法。首先,基于电磁感应原理,推导出海底地形水平条件下三维海浪感应磁场表达式,据此可以计算海浪感应磁场,并可以得到海浪感应磁场方向。理论分析表明,海浪感应磁场的方向与海浪运动方向一致,这为利用海浪感应磁场估计海浪运动方向提供了方法理论基础。本文从南黄海海底观测磁场数据中提取了海浪感应磁场,然后采用时频方向谱方法(Spectral-Directionalogram,简称SD)估算出海浪运动方向谱,即海浪运动方向,并与第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ的海浪运动方向进行对比。在平潮期内两者吻合较好,误差在10°以内,但在涨落潮时,基于海底磁场数据估计的海浪运动方向谱精度较低。

基于LMS算法的自适应滤波器在海浪磁场噪声中的应用

针对海浪产生的磁场信号对海洋微弱磁信号检测影响较大的问题,利用Weaver理论建立海浪产生电磁场噪声模型作为研究对象,并通过基于最小均方(LMS)算法的自适应滤波器对探测磁场进行处理,能有效滤除海浪磁噪声,检测出微弱磁信号,达到了滤除海浪磁场噪声的目的。

浅水区海浪电磁噪声对大地电磁阻抗估计的影响

在浅水区海洋大地电磁(MT)勘探中,海浪运动频带范围内(约0.05~0.8 Hz)阻抗估计结果欠佳,这一直是困扰地球物理工作者的难题.本文基于三层海洋地电模型推导了二维和三维海浪运动感应电磁场(简称海浪感应电磁场)表达式,分析了海浪感应电磁场的平面波传播特性.借鉴MT场趋肤深度和阻抗的概念,推导出海浪感应电磁场的趋肤深度和阻抗表达式,分析了浅水区海浪感应电磁场和MT场趋肤深度和阻抗的差异.在海底介质中,海浪感应电磁场的衰减速度要比MT场衰减速度大约快2个量级,因而它无法用于探测海底深部电性结构.海浪感应电磁场阻抗幅值比MT阻抗幅值小2~3个量级.海浪感应电噪声强度约为大地电场强度的10%,而海浪感应磁噪声比地球变化磁场大1~2个量级,故海浪感应电噪声对大地电场的影响较小,但海浪感应磁噪声对地球变化磁场的影响较大.海浪感应电磁阻抗相位在-90°(TE模式)和90°(TM模式)附近,偏差小于0.06°,而均匀半空间介质MT阻抗相位为-45°(TE模式)和135°(TM模式).通过引入"复合阻抗"概念,探讨了海浪感应电磁场对海洋MT阻抗估计结果的影响.