《基於多源衛星遙感的全球涌浪起源與傳播路徑研究》是依託中國海洋大學，由陳戈擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：基於多源衛星遙感的全球涌浪起源與傳播路徑研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：陳戈
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
與風浪相比，涌浪具有傳播遠、觀測難、危害大等特點，因而成為海浪研究中最不確定的因素之一。上世紀八十年代衛星遙感技術進入準業務化，有效地解決了涌浪的動態捕捉和統計分離問題，開啟了涌浪研究的一個新的歷史階段。但是，起源定位和路徑追蹤仍然是困擾涌浪研究的難題。為此，我們將從測高衛星的獨特時空採樣能力和風/浪同步觀測能力出發，與散射計的風場探測能力和未來中法衛星的波譜反演能力相契合，構建一個與涌浪形態特徵和傳播規律有效匹配的虛擬空間觀測網，發展一套以系列高度計/散射計組合為基礎的涌浪生命周期追蹤的多源遙感協同反演方法。在此基礎上，通過雙向探索涌浪傳播過程中風場積分與能量耗散等遠場預測正問題和涌浪起源與路徑追蹤等近場重構逆問題，揭示全球涌浪生成、演變和消亡的基本規律，確定我國近海涌浪系統的主要發源地和傳播路徑，為海上航行和海岸工程提供科學參考和決策依據，並為最終實現涌浪預報、預警奠定理論和技術基礎。
結題摘要
海洋中的涌浪因其傳播距離遠、攜帶能量高、觀測難度大等特點，在海洋科學和海洋工程領域均備受關注。本項目利用多顆測高衛星和合成孔徑雷達（SAR）衛星的風—浪數據產品，結合波浪浮標和數值海浪模式等多種數據源，構建涌浪生命周期追蹤網路。 依託這一追蹤網路，本研究在以下四個方面取得了顯著學術成果：（1）涌浪的追蹤與溯源：研究利用涌浪的頻散特性對其起源進行了追溯得到了全球涌浪源區分布的特性；採用拉格朗日描述對涌浪演化過程中的頻散、角散和耗散進行了分離，實現了涌浪能量耗散率的測定，發現涌浪的耗散在涌浪能量衰減的過程中起著非常顯著的作用；基於涌浪定點波高演化的凸函式特性，發現了海浪模式中普遍存在的涌浪抵達時間誤差。（2）涌浪的波候特徵：研究利用多源衛星遙感數據對涌浪的全球分布進行了探索，發現了SAR對於涌浪的觀測受到非線性成像機制對涌浪成分能量次序的影響，無法直接套用于波候研究中，並因此提出了一種利用高度計風—浪同步觀測數據分析全球風—浪相互作用強弱的氣候態分布的方法，基於這一方法發現了海洋中普遍存在的“風生浪”和“浪生風”共存情形。（3）涌浪觀測數據的改進：針對SAR數據存在的問題，提出了利用集合卡爾曼濾波方法重構SAR涌浪場的方法，有效提高了SAR數據的質量以及其涌浪研究中的可用性。（4）中國海域的涌浪研究：利用模式和高度計衛星數據的結合，對我國海域的典型颱風涌浪進行了追蹤，並揭示了我國近海海域風浪和涌浪的獨立波候特性，發現我國近海雖然以風浪占主導地位，但來自西太和南海當地產生的涌浪也在波候中起到不容忽視的作用。 通過相關研究的開展，項目在涌浪的近場重構、中場追蹤和遠場預測方面都取得了豐富大量的進展，大大加深了對全球涌浪生成、演變和消亡的基本規律的認識，也為海上航行、海岸工程、以及災害性涌浪的預測預警提供了科學基礎和決策依據。
