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基于MODIS遥感影像的安达曼海内波特征参数分布及生成周期研究

张昊 孟俊敏 孙丽娜

张昊,孟俊敏,孙丽娜. 基于MODIS遥感影像的安达曼海内波特征参数分布及生成周期研究[J]. 海洋学报,2020,42(9):110–118 doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.09.012
引用本文: 张昊,孟俊敏,孙丽娜. 基于MODIS遥感影像的安达曼海内波特征参数分布及生成周期研究[J]. 海洋学报,2020,42(9):110–118 doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.09.012
Zhang Hao,Meng Junmin,Sun Li’na. Research on characteristic parameter distribution and generation period of internal waves in the Andaman Sea with MODIS[J]. Haiyang Xuebao,2020, 42(9):110–118 doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.09.012
Citation: Zhang Hao,Meng Junmin,Sun Li’na. Research on characteristic parameter distribution and generation period of internal waves in the Andaman Sea with MODIS[J]. Haiyang Xuebao,2020, 42(9):110–118 doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.09.012

基于MODIS遥感影像的安达曼海内波特征参数分布及生成周期研究

doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.09.012
基金项目: 国家自然科学基金(61471136);全球变化与海气相互作用专项(GASI-02-SCS-YGST2-04,GASI-02-IND-YGST2-04)。
详细信息
    作者简介:

    张昊(1995-),男,山东省潍坊市人,主要从事内波遥感探测方面研究。E-mail:zhanghao@fio.org.cn

    通讯作者:

    孟俊敏(1973-),男,内蒙古自治区呼和浩特市人,博士,研究员,主要从事海洋微波遥感方面研究。E-mail:mengjm@fio.org.cn

  • 中图分类号: P731.24;P724.2

Research on characteristic parameter distribution and generation period of internal waves in the Andaman Sea with MODIS

  • 摘要: 本文基于2017年634幅MODIS影像分析了安达曼海3个典型区域的内波空间分布特征,定量统计了波峰线长度、波包面积等特征参数,利用射线追踪法探讨了内波的潜在激发源并推算了内波的生成周期。研究表明,安达曼海北部海域的内波空间尺度较小,前导波波峰线的平均长度约为107 km,平均波包面积约为1 860 km2,内波的传播方向主要为东向以及西南向。安达曼海中部海域内波前导波波峰线的平均长度约为133 km,平均波包面积约为3 503 km2,超过70%的内波沿东偏北方向传播。苏门答腊岛北部海域内波前导波波峰线的平均长度约为131 km,平均波包面积约为2 997 km2,内波的传播方向主要为东向、东北向及东南向。安达曼海共有7个潜在内波激发源,内波的生成时间间隔介于11.5~13 h,具有明显的半日周期特征。
  • 图  1  安达曼海内波空间分布(红色线代表内波波峰线)

    Fig.  1  The distribution of internal waves in the Andaman Sea (the red lines are the crests of internal waves)

    图  2  安达曼海北部海域内波特征参数统计结果

    a. 波峰线分布;b. 波峰线长度;c. 波包面积;d. 内波传播方向

    Fig.  2  Statistical results of internal waves characteristic parameters around the northern Andaman Sea

    a.Spatial distribution of crests; b. crest length; c. area of internal wave packets; d. propagation direction of internal waves

    图  3  2017年4月26日04:25(UTC)安达曼海北部海域内波MODIS影像

    Fig.  3  The MODIS image acquired on 26 April 2017 at 04:25 UTC showing the internal waves around the northern Andaman Sea

    图  4  安达曼海中部海域内波特征参数统计结果

    a. 波峰线分布;b. 波峰线长度;c. 波包面积;d. 内波传播方向

    Fig.  4  Statistical results of internal waves characteristic parameters around the central Andaman Sea

    a.Spatial distribution of crests; b. crest length; c. area of internal wave packets; d. propagation direction of internal waves

    图  5  苏门答腊岛北部海域内波特征参数统计结果

    a. 波峰线分布;b. 波峰线长度;c. 波包面积;d. 内波传播方向

    Fig.  5  Statistical results of internal waves characteristic parameters around the northern Sumatra Island

    a.Spatial distribution of crests; b. crest length; c. area of internal wave packets; d. propagation direction of internal waves

    图  6  安达曼海内波发生源的三维地形图

    Fig.  6  The three-dimensional topographic map of sources of internal waves in the Andaman Sea

    图  7  2017年3月13日07:00(UTC)安达曼海中部海域内波MODIS影像

    Fig.  7  The MODIS image acquired on 13 March 2017 at 07:00 UTC showing the internal waves around the central Andaman Sea

    图  8  2017年3月11日04:15(UTC)苏门答腊岛北部海域内波MODIS影像

    Fig.  8  The MODIS image acquired on 11 March 2017 at 04:15 UTC showing the internal waves around the northern Sumatra Island

    图  9  2017年2月12日04:20 UTC(a)和2017年3月8日04:10 UTC(b)安达曼海北部海域内波MODIS影像

    Fig.  9  The MODIS images acquired on 12 February 2017 at 04:20 UTC (a) and 8 March 2017 at 04:10 UTC (b) showing the internal waves around the northern Andaman Sea

    表  1  2017年安达曼海内波MODIS影像获取数量

    Tab.  1  The number of valid MODIS images of internal waves in the Andaman Sea in 2017

    月份MODIS影像数量/幅月份MODIS影像数量/幅
    TERRA卫星AQUA卫星TERRA卫星AQUA卫星
    1302172423
    2272382831
    3303593237
    42831104233
    52520112120
    61618122118
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    表  2  安达曼海内波特征参数

    Tab.  2  Internal waves characteristic parameters in the Andaman Sea

    特征参数海域最大值最小值平均值中间值
    前导波波峰线长度/km北部26328107100.5
    中部35029133118
    南部41336131106
    波包面积/km2北部5 8821191 8601 607
    中部12 503893 5032 256
    南部12 7403532 9971 686
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    表  3  安达曼海内波发生源位置

    Tab.  3  Locations of sources of internal waves in the Andaman Sea

    内波源地理位置
    S1安达曼海北部大陆架
    S2科科海峡
    S3十度海峡
    S4卡尔尼科巴岛与特蕾莎岛之间
    S5特蕾莎岛与卡彻尔岛之间
    S6卡彻尔岛与小尼科巴岛之间
    S7苏门答腊岛西北部浅滩
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    表  4  安达曼海中部海域内波生成时间

    Tab.  4  Internal waves generation time around the central Andaman Sea

    波包传播距离/km传播时间/h生成时间(UTC)
    188.8610.452017年3月12日20:32
    2201.5423.712017年3月12日07:17
    3323.4339.082017年3月11日17:00
    4423.8749.862017年3月11日05:07
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    表  5  苏门答腊岛北部海域内波生成时间

    Tab.  5  Internal waves generation time around the northern Sumatra Island

    波包传播距离/km传播时间/h生成时间(UTC)
    1124.1814.782017年3月10日13:27
    2228.8427.252017年3月10日00:59
    3327.5239.002017年3月9日13:14
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  • [1] 冯士筰, 李凤岐, 李少菁. 海洋科学导论[M]. 北京: 高等教育出版社, 1999: 90−195.

    Feng Shizuo, Li Fengqi, Li Shaojing. An Introduction to Marine Science[M]. Beijing: Higher Education Press, 1999: 90−195.
    [2] Rutenko A N. The effect of internal waves on the sound propagation in the shelf zone of the sea of Japan in different seasons[J]. Acoustical Physics, 2005, 51(4): 449−456. doi: 10.1134/1.1983608
    [3] Jackson C. Internal wave detection using the moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS)[J]. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2007, 112(C11): C11012. doi: 10.1029/2007JC004220
    [4] Alpers W, Heng Wangchen, Hock L. Observation of internal waves in the Andaman Sea by ERS SAR[C]//IGARSS'97.1997 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium Proceedings. Remote Sensing—A Scientific Vision for Sustainable Development. Singapore: IEEE, 1997, 4: 1518−1520.
    [5] Perry R B, Schimke G R. Large-amplitude internal waves observed off the northwest coast of Sumatra[J]. Journal of Geophysical Research, 1965, 70(10): 2319−2324. doi: 10.1029/JZ070i010p02319
    [6] Osborne A R, Provenzale A, Bergamasco L. The nonlinear Fourier analysis of internal solitons in the Andaman Sea[J]. Lettere Al Nuovo Cimento, 1983, 36(18): 593−599. doi: 10.1007/BF02754731
    [7] Magalhaes J M, Da Silva J C B. Internal solitary waves in the Andaman Sea: New insights from SAR imagery[J]. Remote Sensing, 2018, 10(6): 861. doi: 10.3390/rs10060861
    [8] Zhou Liying, Yang Jingsong, Wang Juan, et al. Spatio-temporal distribution of internal waves in the Andaman Sea based on satellite remote sensing[C]//2016 9th International Congress on Image and Signal Processing, BioMedical Engineering and Informatics (CISP-BMEI). Datong, China: IEEE, 2016: 624−628.
    [9] 周礼英. 基于遥感影像的安达曼海及其邻近海域内波分析[D]. 杭州: 浙江大学, 2018.

    Zhou Liying. Analysis of internal waves in the Andaman Sea and its adjecent waters based on remote sensing images[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2018.
    [10] Bai Xiaolin, Liu Zhiyu, Li Xiaofeng, et al. Generation sites of internal solitary waves in the southern Taiwan Strait revealed by MODIS true-colour image observations[J]. International Journal of Remote Sensing, 2014, 35(11/12): 4086−4098.
    [11] Liu Binqing, Yang Hong, Ding Xianwen, et al. Fusion of SAR and MODIS images for oceanic internal waves tracking in the South China Sea[C]//Proceedings of SPIE 8921, MIPPR 2013: Remote Sensing Image Processing, Geographic Information Systems, and Other Applications. Wuhan, China: IEEE, 2013: 89210L.
    [12] 孙丽娜, 张杰, 孟俊敏, 等. 基于多源遥感数据的日本海内波特征研究[J]. 海洋学报, 2018, 40(3): 102−111.

    Sun Li’na, Zhang Jie, Meng Junmin, et al. Analysis of internal waves in the Japan Sea with multi-sensors remote sensing data[J]. Haiyang Xuebao, 2018, 40(3): 102−111.
    [13] 梅源, 张旭东, 孙丽娜, 等. 利用GF-1和MODIS准同步光学遥感图像反演内波参数的研究[J]. 中国海洋大学学报, 2018, 48(2): 113−119.

    Mei Yuan, Zhang Xudong, Sun Li’na, et al. Study on inversion of internal wave parameter using GF-1 and MODIS quasi-synchronous optical remote sensing images[J]. Periodical of Ocean University of China, 2018, 48(2): 113−119.
    [14] 史璐, 王晶, 梅源. 基于MODIS遥感影像的直布罗陀海峡内波传播特性研究[J]. 激光与光电子学进展, 2018, 55(1): 394−390.

    Shi Lu, Wang Jing, Mei Yuan. Propagation characteristics of internal waves in the Strait of Gibraltar based on MODIS remote sensing images[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2018, 55(1): 394−390.
    [15] 康健. 光学遥感影像中耀斑区内孤立波信息提取模型[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2009.

    Kang Jian. Internal solitary wave retrieval model from sun glint of optical remote sensing images[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2009.
    [16] Amante C, Eakins B W. ETOPO1 1 arc-minute global relief model: procedures, data sources and analysis. NOAA technical memorandum NESDIS NGDC-24[R]. National Geophysical Data Center, NOAA, 2009.
    [17] Hong D B, Yang Chansu, Ouchi K. Estimation of internal wave velocity in the shallow South China Sea using single and multiple satellite images[J]. Remote Sensing Letters, 2015, 6(6): 448−457. doi: 10.1080/2150704X.2015.1034884
    [18] 孙丽娜, 张杰, 孟俊敏. 基于遥感与现场观测数据的南海北部内波传播速度[J]. 海洋与湖沼, 2018, 49(3): 471−480.

    Sun Li’na, Zhang Jie, Meng Junmin. On propagation velocity of internal solitary waves in the northern South China Sea with remote sensing and in-situ observations data[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2018, 49(3): 471−480.
    [19] 黄松松, 王晶, 梅源, 等. 基于光学遥感的安达曼海内孤立波传播速度特性研究[J]. 海洋学报, 2019, 41(7): 15−21.

    Huang Songsong, Wang Jing, Mei Yuan, et al. The velocity characteristics of internal solitary waves in the Andaman Sea by optical remote sensing[J]. Haiyang Xuebao, 2019, 41(7): 15−21.
    [20] Zhang Xudong, Wang Jing, Sun Li’na, et al. Study on the amplitude inversion of internal waves at Wenchang area of the South China Sea[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2016, 35(7): 14−19. doi: 10.1007/s13131-016-0902-1
    [21] Osborne A R, Burch T L. Internal solitons in the Andaman Sea[J]. Science, 1980, 208(4443): 451−460. doi: 10.1126/science.208.4443.451
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-08-23
  • 修回日期:  2019-10-25
  • 网络出版日期:  2021-04-21
  • 刊出日期:  2020-09-25

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