理论教育 海洋中的电磁场及应用成果

海洋中的电磁场及应用成果

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:表1.6我国近海海域主要水文参数变化范围海洋环境水下电磁场各场源的差异较大,场强大小、覆盖频带及影响因素等均不同,从而表现出各自的独有特性。海洋内波的运动和能量传播过程非常复杂,偶发性较强,振幅较大但衰减较快,不容易被捕捉到,可以利用温度链等测量不同深度的海水温度、盐度、流速和流向等参数。

海洋中的电磁场及应用成果

海洋环境电磁场场源中首先应该关注的激励源包括大地电磁场、海浪运动感应电磁场和海流运动感应电磁场。它们的环境影响参数见表1.5。

表1.5 海洋环境水下电磁场主要场源和环境影响参数

可见,每一种环境电磁场源的影响参数均较多,然而并不是所有参数都需要考虑,其中在一定海域内变化极小且对环境电磁场特征信息影响也较弱的参数在研究时可忽略。

我国近海海域主要水文参数的变化范围见表1.6。

表1.6 我国近海海域主要水文参数变化范围

海洋环境水下电磁场各场源的差异较大,场强大小、覆盖频带及影响因素等均不同,从而表现出各自的独有特性。基本特性汇总见表1.7,供读者研究相关问题时参考。

表1.7 海洋环境水下电磁场主要场源的基本特性

(www.daowen.com)

(续表)

其中大地电磁场变化较平缓,海浪、海流、内波产生的感应电磁场变化较为明显,属于随机性变化,可以通过开展陆地同时观测加以分辨。

海浪运动感应电磁场的频带较窄,一般具有明显的线谱特性,可以通过环境观测设备如波潮仪记录海浪的周期和振幅,与海洋环境电磁场的频谱分析结果进行比较以分辨场源。

海流、潮汐运动感应电磁场波及的范围广,运动速度稳定,在一定区域内一致性较强,参考海流计、波高仪等测试结果可以辨析。

海洋内波的运动和能量传播过程非常复杂,偶发性较强,振幅较大但衰减较快,不容易被捕捉到,可以利用温度链等测量不同深度的海水温度、盐度、流速和流向等参数。另外还可以利用卫星上搭载的合成孔径雷达(SAR)观测海面是否有辐射和辐射条纹来判断内波的存在,这样能够大大提高捕捉到内波电磁场的概率。

工频干扰与海岸线附近的大功率发电设备息息相关,干扰源众多,较难分辨场源的具体位置,但频率稳定,能量较强;可以在离海岸线不同距离的位置布放电磁场传感器,以此研究工频电磁场的空间分布规律。

舰船产生的电磁场频率成分丰富,包括直流、低频、工频线谱及连续谱。直流成分可以观测到其通过特性;可以在时频图中观测到低频成分线谱由强到弱的过程;与自然界中产生的工频成分相对稳定不同,舰船产生的工频成分也会出现有规律的强弱变化趋势,因此航行舰船产生的电磁场较易分辨,海上观测环境电磁场时应详细记录舰船通过情况以剔除影响。

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