【摘要】：海水的各種較大尺度的運(yùn)動，如表面波、內(nèi)波、潮汐和海流等，在地球磁場中都能感應(yīng)出相應(yīng)的電磁場。研究海水各種尺度運(yùn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場，進(jìn)而通過電磁測量來了解海水的各種運(yùn)動，是海洋電磁學(xué)研究的一個重要方面。 海洋磁力測量基本不受人類活動的電磁噪聲干擾，但是受海洋環(huán)境的電磁噪聲影響較大。本文研究海水運(yùn)動當(dāng)中的海浪運(yùn)動對磁場測量的影響，在實際的海洋磁場測量中，當(dāng)海浪運(yùn)動所產(chǎn)生感應(yīng)電磁場噪聲與要檢測的目標(biāo)磁場量級、頻帶接近時，這些感應(yīng)磁場噪聲就成了不可忽略的干擾源。Weaver針對此問題提出了海浪感應(yīng)電磁場的數(shù)學(xué)理論模型，得到了海浪感應(yīng)電磁場的解析形式，但其研究僅適用于海水無限深的情況，對沿海大陸架有限深海水條件下Weaver模型不具有適用性。而沿海大陸架區(qū)域正是人類海洋開發(fā)活動密集區(qū)，這個水域中磁場測量關(guān)系到油藏礦藏勘采、水下管纜檢修、漁業(yè)水產(chǎn)、導(dǎo)航定位、反潛排雷等國民經(jīng)濟(jì)和國家安全重大領(lǐng)域，因而針對有限深海域，排除海浪干擾的精確地磁測量具有重要意義。 本文對Weaver理論進(jìn)行了分析，修正了Weaver模型，建立了有限深水域海浪感應(yīng)電磁場的數(shù)學(xué)模型，對有限深水域，特別是海洋大陸架范圍內(nèi)，對海浪運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)磁場進(jìn)行求解，得到了感應(yīng)地磁場與波高、海洋深度等參數(shù)的變化規(guī)律。以水下機(jī)器人為載體，用銫光泵磁力儀在松花湖開展了水中磁場測量實驗，實驗研究波浪所引起的磁測數(shù)據(jù)的波動規(guī)律，對小船拖拽銫光泵磁力儀所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，詳細(xì)分析了湖面磁測過程中游艇經(jīng)過后的數(shù)據(jù)，游艇過后振幅0.5m左右的波浪會到達(dá)傳感頭，為驗證理論模型提供了條件。雖然松花湖是淡水湖，但也有一定的鹽度和電導(dǎo)率，依據(jù)我們建立的修正的Weaver模型和當(dāng)?shù)厮臈l件對湖面地磁場進(jìn)行了分析計算，與實測地磁數(shù)據(jù)波動規(guī)律進(jìn)行對比，最后對誤差的原因進(jìn)行了分析。這些研究為海洋磁場實測提供了參考，對海洋磁測中波動數(shù)據(jù)的解釋、反演、減小磁測噪聲、提高測量精度有積極的意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P733
【圖文】：

倒數(shù)便為單位橫截面積的電導(dǎo)，叫做電導(dǎo)率，以常而言，橫截面積為 A、長為 l 的導(dǎo)電介質(zhì)的直AlR = ρ義與固體一樣，但海水的電導(dǎo)率要復(fù)雜的多。其各種粒子的比例會有所不同，電導(dǎo)率值的范大，純水電導(dǎo)率的值比較低，在 10-5S/m 的量級則其電導(dǎo)率會顯著的變大，濃度為 5％的食鹽水[19]。有研究測定純食鹽水的電導(dǎo)率，結(jié)果表明，/m，濃度為 20％的溶液其電導(dǎo)率值為 18.8S/m。結(jié)果顯示電導(dǎo)率是溫度、鹽度的函數(shù)。圖 2.2 系圖，便是 Bein 等人測定的數(shù)據(jù)繪制的，其中eyl 對各種不同的溫度和鹽度準(zhǔn)確的測定電導(dǎo)率

圖 3.2 Bz隨 Z 的變化關(guān)系曲線 所示磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直分量 Bz的最大值的位置在海水中，兩側(cè)Bz的大小與波高 a 密切相關(guān)，并且隨其增加而增加，可以看z量級不大，主要原因是波高較小。圖 3.3 Bx隨 Z 的變化關(guān)系曲線

圖 3.2 Bz隨 Z 的變化關(guān)系曲線 所示磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直分量 Bz的最大值的位置在海水中，兩側(cè)Bz的大小與波高 a 密切相關(guān)，并且隨其增加而增加，可以看z量級不大，主要原因是波高較小。

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本文編號：2748106