海氣界面通量是描述海氣相互作用、全球氣候變化、大氣和海洋環(huán)流、颶風的發(fā)展、海浪的產(chǎn)生、混合層和季節(jié)溫躍層等大量動力學過程的重要參量。因此，簡單、快速而且準確的計算海氣界面通量就變得十分重要。本文的研究內容是基于一個海氣界面通量浮標和聲學波浪流速剖面儀對海氣界面的大氣湍流和海浪信息的觀測數(shù)據(jù)，圍繞著海氣界面通量的渦相關計算和參數(shù)化方法這一核心問題，展開了大氣邊界層湍流分析、非湍流運動對渦相關通量的影響、海浪對動量通量(風應力)的影響及拖曳系數(shù)的參數(shù)化等方面的研究。 本文首先根據(jù)適用于分析非線性和非平穩(wěn)信號的HHT(Hilbert–Huang Transform)方法，分析海氣界面通量浮標觀測的大氣湍流數(shù)據(jù)，將其劃分為具有不同特征頻率的運動模態(tài)，它們對應不同時間尺度的湍流運動渦旋。并對各個運動模態(tài)進行能譜分析，將各個模態(tài)的能量貢獻峰值區(qū)與湍流能譜中的慣性子區(qū)和含能大渦區(qū)相對應。 本文然后基于HHT，提出了一種移除非湍流運動對渦相關通量影響的新方法。該方法通過計算各個運動模態(tài)對通量的貢獻，建立通量對時間尺度的依賴，進而找出區(qū)分湍流模態(tài)和非湍流模態(tài)的間隙模態(tài)，通過從原始信號中移除非湍流模態(tài)，實...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖2.2原始數(shù)據(jù)與h1(t)

2利用HHT分析海氣界面的大氣邊界層湍流圖2.1T(t)的極值點、包絡線及均值曲線m1(t)

圖2.4原始數(shù)據(jù)與殘差項

序列分解的約束條件，包括：收斂，正交，唯一等。原始時間序列T(t)中移除，得到殘余的時間序列r1(t)=T(t)c1(t)，然(4)的過程，得到第二個模態(tài)c2(t)，直至第n個模態(tài)cn(t)，并得到殘1221()()(),...,()(....

圖2.5原始數(shù)據(jù)與模態(tài)10—15的總和

2利用HHT分析海氣界面的大氣邊界層湍流10-15求和，再與原始數(shù)據(jù)T(t)比較，見圖2.5。可以發(fā)現(xiàn)，模態(tài)10-1要小，但是它們仍然反映了大尺度的湍流運動，每個模態(tài)都代表了。

圖2.6原始數(shù)據(jù)與模態(tài)7—15的總和

圖2.5原始數(shù)據(jù)與模態(tài)10—15的總和模態(tài)7-15求和，與原始數(shù)據(jù)T(t)比較，見圖2.6。與模態(tài)10-15的圖2.5相比點顯著增多，即小尺度運動分量的影響明顯加強。可以看出，模態(tài)的運動時模態(tài)數(shù)而增加的，雖然殘差項所代表的運動不能被完全識別，但是其時間尺

本文編號：4001898