楚克奇海北部不同海冰密集度下背景噪声特征研究
编号:1952
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更新:2023-04-10 23:03:46 浏览:465次
张贴报告
摘要
研究海底环境噪声对于提高海底地震仪(OBS)的性能以及了解海洋噪声源的产生和传播过程有着重要意义。基于对已发表文献的调研,我们发现,尽管北极海洋水下噪声已经研究了60多年,但关于使用海底设备研究海底环境噪声的文献很少。随着楚科奇海作为北极中央通道的一部分将随着北极夏季海冰的减少而很快开放,北极中央通道海底环境噪声的研究越发重要。本工作利用中国第十一次北极科考在楚科奇海台布放的六台海底地震仪采集的被动源数据,对北极楚克奇海北部的海底环境噪声在不同海冰密集度覆盖的情况下进行了分析。OBS被动源数据按照海冰密集度的不同分为四个时间段,高海冰密集度、中海冰密集度、低海冰密集度以及开阔水域。概率功率谱方法统计了这四个时间段的不同频率下背景噪声的能量值。不同频率的背景噪声能量来源使用频率极化角的方法进行分析。此外,我们使用European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMFW)开发的气象数据再分析工具研究了风速变化与噪声之间的关系。
概率功率谱统计结果表明楚克奇海北部的亚重力波(0.001-0.05 Hz)受到了明显的潮汐调制作用。与潮汐曲线对比后发现亚重力波的能量与潮汐活动之间有着很强的相关性。但是亚重力波与第一类微震(0.05-0.1 Hz)并未受海冰密集度变化的影响。这可能是由于海冰对长波长海浪的消波作用并不显著。第二类微震(0.1-0.5 Hz)的能量随着海冰密集度的降低显著增强。频率极化角的分析结果表明第二类微震主要来自于南侧的开放水域。第二类微震与海浪间的耦合有关,由于海冰密集度的减小,海冰对海浪的消波作用减弱,海浪耦合的能量得以显著增强。此外,概率功率谱的统计结果出现了一个特殊的频率峰值(0.5-2 Hz),经过对地震记录的波形分析后认为这可能与北极在夏季盛行的风暴有关。我们使用ECMFW的工具箱对北极在八月至九月的风速进行了再分析,结果表明,北极在八月至九月期间发生了多次风暴,楚克奇海的风速变化与0.5-2 Hz的能量变化在时间上有很好的一致性。
因此,我们得到的认识如下:(1)北极海域亚重力波与第一类微震的能量几乎不受海冰密集度变化的影响。(2)第二类微震受海冰消波作用以及风暴调制的作用显著。(3)风暴产生的微震在OBS的频谱上表现为0.5-2 Hz的频峰。
稿件作者
许豪玮
中国海洋大学
邢军辉
中国海洋大学海洋地球科学学院
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