基于卫星遥感与数值模拟的东沙岛附近局地生成内波传播研究

Oceanic internal wave is a gravity wave that oscillates within ocean, and is important to the energy transfer and substance transport in the ocean. The propagation of the internal waves near the Dongsha Islands is always one of the hottest topics on the remote sensing monitoring and ocean dynamics research. But most studies have focused on the large-amplitude internal waves generated in the Luzon Strait, and ignored the internal waves generated by local disturbances. In this project, the propagation of the internal waves generated by local disturbances will be studied by using remote sensing and numerical simulation. Therefore, this project intends to carry out the following researches: (1) the propagation paths of the internal waves can be obtained by using the location and direction of the internal waves extracted from the satellite images. The parameter changes will be analyzed along the propagation paths, and the evolution of the internal waves near the Dongsha Islands will be revealed. (2) Based on the difference of the direction, amplitude and propagation paths, the internal waves near the Dongsha Islands can be divided into the internal waves from Luzon Strait and the internal waves generated by local disturbances. (3) The propagation numerical model can be found by using the internal wave parameters extracted from the satellite images. And the evolution of the internal waves generated by local disturbances will be studied by running this model. Then the evolution of the internal waves generated by local disturbances near the Dongsha Islands will be comprehensive understood in this study. This has important scientific significance and practical value.

海洋内波是指发生在海洋内部的波动，是海洋中能量传递和物质输运的重要环节。东沙岛附近海域内波研究是海洋遥感监测和动力学研究的热点之一，但多数研究均聚焦于吕宋海峡产生的大振幅内波，忽视了这一海域局地生成的内波。本项目基于卫星遥感与数值模拟针对东沙岛附近局地生成内波的传播问题开展以下研究：（1）依据遥感获得的内波时空和波向信息，提取内波的传播路径，沿传播路径分析内波参数信息的变化，揭示东沙岛附近海域内波的传播演变过程；（2）依据波向、振幅和传播路径等传播特性的差异，将东沙岛附近海域内波分为局地生成内波和吕宋海峡传播而来内波；（3）利用遥感反演的内波参数建立适合局地生成内波传播的数值模型，用观测资料验证模拟结果，分析局地生成内波传播过程中未被观测到时的传播状况，研究局地生成内波的整个传播演变过程。本研究将加深对东沙岛附近海域内波局地生成内波传播演变过程的认识，具有重要的科学意义和实用价值。

海洋内波是指发生在海洋内部的波动，是海洋中能量传递和物质输运的重要环节。东沙岛附近海域内波研究是海洋遥感监测和动力学研究的热点之一。本项目基于卫星遥感与数值模拟针对东沙岛附近的传播问题开展了以下研究：（1）收集了2005年至2011年间的2300多景（轨）卫星遥感图像，从遥感图像中提取内波的时空、波长、波向、波速和振幅等信息，并与锚系等现场观测进行比较验证。依据遥感获得的内波时空和波向信息，采用空间统计分析方法提取东沙岛附近内波的传播路径；分析内波传播演变过程中波长、波速和振幅等参数信息的变化情况，揭示东沙岛附近海域内波的传播演变过程；（2）东沙岛附近海域内波发生频繁，既有从吕宋海峡传播而来的内波，也有局地潮流-地形相互作用产生的内波。依据波峰线长度、曲率、波向、波长、振幅和传播路径等传播特性的差异，将东沙岛附近海域观测到的内波分为局地生成内波和吕宋海峡传播而来内波。（3）将遥感反演的内波参数代入数值模型（KdV方程和LL模型）中，建立了适合东沙岛附近海域内波传播的数值模型，并用遥感和锚系观测资料验证数值模型的模拟结果，分析内波的传播演变过程。本项目加深了对东沙岛附近海域内波传播演变过程的认识，具有重要的科学意义和实用价值。同时在项目的支持下，开展了高分三号卫星海洋内波监测技术研究。