PDF《AWAC》

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4 H s (m) Day of Month AWAC ? AST Waverider AWAC 波浪 测量 由于 AWAC 本身设计非常精良,从而能够采集 到最优的波浪数据. AWAC 根据测得的三组不同的 波浪数据, 计算出波高和周期. 这些数据分别是 压力、波浪轨道速度和波高表面位置.压力由高精 度的压电电阻元件测量得到,波浪轨道速度根据延 每个波束的多普勒频移得到,波高表面位置由表面 声跟踪(AST)测量得到.AST 是一种特殊的模式, 在这里仪器就像一种向水面发射的测深仪的工作模 式. 波浪本身是一个随机事件,所以要求设置测量 周期和采样数.通常每个测量周期的采样数量为

512、

1024、2048,,

可支持1200 和2400 (Nortek特有 功能),采样频率为1~4Hz. 测量单元和AST窗口会随流速剖面测量开始, 自动作相应的调整,并立即发射测波脉冲.流速单 元和AST 窗口的位置、大小由最小压力值决定.通 过自动调节测波脉冲, AWAC可确保测量各种波浪的 信号水平和数据质量最优,同时还可自动计算最大 的潮汐变化. 波处理 无向波的估算可以通过压力、流速和 AST 三 组独立的数据得到,频率范围也分别增加. 而有向波的估算就有一点复杂了, 它需要两 种特殊的方法即 最大可能性方法 (MLM)和一 种叫做SUV 的特殊方法.MLM 方法使用三个带时间 标签的空间独立的流速阵列以及AST 测量的数据来 确定波向. 这种方案所确定的方向,是选取这四组测量 值达到最共性的数据得出.基于离散频率计算,得 出的结果对能量分布在方向和频率上都做出相关 的描述.我们使用阵列测量的独特优势是,这种方 法能够分解频率相同但来自两个不同方向的波,假 定这两个泊为为舜态波和从近岸反射回来的波. SUV 方法不同于MLM 方法,它使用三元测量方 式(类似于波浪浮球和 PUV 设备).这三个元素是 AST 和水平的速度 U 和V.这种方式的优势是可以 将浪龙安装在浅标上应用,而且允许浅标自由旋 转,这对于阵列式测量时无法实现的. AWAC 测量三组不同的波浪数据,提供给我们做波 高和波周期估算.这三组波浪数据是压力,波浪轨 迹速度和表面波高位置.压力由高精度压电电阻元 件测得,波浪轨道速度根据延每个波束的多普勒频 移测到,表面波高位置由表面声跟踪(AST)测得. AST 是一种特殊的模式,在这里仪器采用一种向水 面发射的测深仪工作模式. AST 解释 所谓 AST,是设备中间的专用传感器,沿垂直 声束发射一个短的声学脉冲,其水面反射信号能够 被很好的处理,可获得厘米以下的精度. AST 不受流速和压力信号衰减的影响,所以不 受干扰的对水表面进行直接测量.这意味着 AWAC 不仅可测量长波,还可以测量所有海洋的波,最小 波周期可达0.5 秒. 除了不受信号衰减的影响,AST 为水表面变化 提供了一个时间序列,从而提供丰富的分析数据. 这包括识别非线性波,评估瞬态波,以及重要的时 间序列的估计象 Hmax、H

10、Tmean、Tmax 等等. 这些估计值是AST 特有的,仅根据流速和压力是得 不T 一个短的声学脉冲由设备中间传感器的发射, 发射信号能到的.而且当AST 被包括在MLM 方案中 时,方向的估计值将比不用AST 时更加精确. AWAC 和波浪骑士有效 波高的数据结果对比红 色线为浪龙数据,兰色 线为波浪骑士数据,数 据来自于英国东海岸, 水深为32米,两数据吻 合很好.