由船载超声风速仪数据计算摩擦速度

李曜

中国海洋大学

摘要：

由于在海—气动量、热量和物质通量的定义式中都含有海面摩擦速度U<,*>，因此U<,*>的测量在海一气相互作用的研究中有重要意义。本文在综述U<,*>及海一气交换的研究历史和现状之后，报告了我们新近提出的一种计算由船载超声风速仪数据测量摩擦速度U<,*>新方法。考虑到U<,*>主要是由水平和铅直风速u(t)和w(t)中的高频湍动成分贡献的，而船体(或浮标)的运动主要是低频的，本方法通过带通滤波将船载超声风速仪测得的水平和铅直速度信号各分解为高频和低频两个模态，以其中的高频模态作为u'(t)和w'(t)来计算U<,*>，采用Xu(2004)提出的快速带通滤波方法，对国家自然科学基金重大项目“上层海洋一低层大气生物地球化学与物理过程耦合研”2005年4-5月黄海、南海航次(共40个站位)测得的风速数据(在“东方红Ⅱ”上用Young—81000型超声风速仪在4～12m／s风速下测得的)，按本方法计算出了U<,*>值，并与SethuRamon&Rayner(1975)和Cranatt(1977)的经验公式进行了比较，同时还将U<,*>算为拖曳系数C<,D>与以往的C<,D>VSU<,10>关系进行了比较，比较结果显示，两者相当—致。此外，采用同一稳定风速下不同时间段的数据用本方法计算U<,*>，得到的值相当接近，显示了本方法良好的一致性。文中还对如何选取高频和低频模态的频率界限进行了说明，并用实测数据进行了验证。

关键词：摩擦速度;拖曳系数;船载超声风速仪;带通滤波方法

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：物理海洋

导师姓名：徐德伦

学位年度：2006

语种：中文

分类号：P715

页数：39

在线出版日期：2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）