大气波导是对流层中一种异常大气折射结构,它改变了电磁波的正常传播特性,严重影响了电子设备使用.目前对于大气波导的探测手段还比较单一,无法实现全类型大气波导的探测.针对这一现状,本文基于转动拉曼大气温度探测和振动拉曼大气湿度探测的原理,结合蒸发、表面和悬空波导的诊断方法,构建了全类型大气波导诊断模型.利用拉曼激光雷达新技术,实现了全类型大气波导的监测诊断.通过对比拉曼激光雷达和无线电探空仪测量数据,得到:拉曼激光雷达测量的大气温度廓线平均误差为0.535℃,温度误差小于1℃的概率为82.5％;水汽混合比廓线平均误差为0.1217 g/kg,水汽混合比误差小于1 g/kg的概率为90％,基于拉曼激光雷达的悬空波导高度、厚度、强度诊断准确率分别为94.8％、85.8％和60％;此外,基于拉曼激光雷达的连续探测数据,可以进一步分析大气波导特征量随时间的变化规律.
为解决海洋科考期间船体对大气成分走航观测结果影响的问题,本文基于风速风向仪、单片机、数据采集装置、电磁阀控制器、电磁阀和多通道气路转换器等相关元器件,设计了一套可以避免船体污染的船载走航大气成分观测自动进样系统.该进样系统设计有8根独立的进样管路,基于自行编译的脚本,依据实时的相对风向结果给电磁阀控制面板传递相应的电压信号,进而控制相应的电磁阀打开目标进样管路,实现无污染进样.本文通过对实际案例的分析,论证了该进样系统可以有效避免船体对大气成分走航观测的影响,进而提高船载走航大气成分观测数据的连续性和准确性.
泥沙沉降速度是一个重要的沉积学参数,对于评估沉积物分布、扩散与物质输运等至关重要.对于细颗粒沉积物,悬沙浓度是影响沉降速度的一个关键因素,影响机制主要是絮凝作用和阻碍沉降效应,这个过程十分复杂,还无法使用通用的数学解析公式进行计算.本文介绍了 一种简捷有效的室内评估细颗粒泥沙沉降速度的实验方法,并给出了沉降速度与悬沙浓度之间的关系.实验中研究的泥沙样品采集于废黄河口外,实验结果显示:当悬沙浓度小于1.5 g/L时,泥沙沉降速度随着悬沙浓度的增加而增加,当悬沙浓度大于2.5 g/L时,泥沙沉降速度随着悬沙浓度的增加而减小,当悬沙浓度达到14 g/L时,沉降速度降至约0.16 mm/s.整个实验过程中,当悬沙浓度达到1.5～2.5 g/L时,泥沙沉降速度最大,约为2 mm/s.本文介绍的实验,所需设备简单,实验过程简洁易行,实验结果稳定可靠,可以有效地用于不同研究区域泥沙沉降速度评估.
多波束系统波束发射与接收为独立过程,同时受海洋环境的影响,波束发射接收期间(Ping周期)换能器姿态存在动态变化,特别是对于具有发射导向作用的设备,其综合作用对水深结果的影响更大.现有研究通常将发射与接收换能器作为一个整体,仅考虑部分瞬时时刻的姿态,忽略了 Ping周期内姿态变化的影响,具有一定的局限性.本文结合多波束测量原理及两种波束归位模型,利用仿真实验与实测数据,研究多波束测深Ping周期内姿态变化及发射导向对水深结果的影响.实验结果表明:在浅水区(小于200 m)二者影响可近似忽略,但随水深增加其影响可造成近10％测深结果(尤其是边缘波束)超出规范要求.本文研究内容为后续多波束数据精细化处理提供一定的参考.
红树林生态系统地上生物量是碳储量评估和气候变化研究必需的基础数据之一,其估算方法是蓝碳研究的热点.遥感以其宏观、综合、动态、快速、可重复等特点,已成为红树林地上生物量估算的主要技术手段.本文综合国内外相关研究进展,分析了光学遥感、微波雷达、激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)数据源在红树林生物量估算的应用现状,以及多源遥感数据融合应用的优势;总结了基于遥感的统计模型、过程模型和间接法3种生物量估算方法的研究现状;从多源遥感数据的融合、发展机器学习算法和遥感过程模型、长时序分析,以及建立红树林地面调查数据集等角度对红树林生物量遥感估算进行展望.
