[发明专利]一种基于垂直微尺度剖面仪的湍流参数处理方法

摘要

本发明涉及一种基于垂直微尺度剖面仪的湍流参数处理方法，包括以下步骤：获取流速剪切、温度、电导率原始数据；对原始数据进行质量控制；计算湍动能耗散率；垂向湍扩散系数计算：结合湍动能耗散率与浮力频率计算垂向湍扩散系数。

主权项

1.一种基于垂直微尺度剖面仪的湍流参数处理方法，包括以下步骤：(1)固定海域投放微尺度剖面仪获取随时间变化的高频电压信号，并将信号转换为相应物理单位的流速剪切、温度、电导率原始数据；(2)对所获得的流速剪切、温度、电导率原始数据进行质量控制：通过计算局部标准差去掉原始数据中的大振幅奇异值，对剪切数据进行带通滤波，去除高频噪音与低频波动的影响；由温度、电导率观测计算水体的位势密度进而得到浮力频率；(3)计算湍动能耗散率：首先以2m为间隔处理高频剪切数据，利用快速傅里叶转换得到剪切功率谱，之后使用Goodman相干噪音去除方法消除仪器振动噪音，以剪切谱可分辨的最低波数作为积分下限，选定剪切谱的极小值点作为积分上限初始值，积分剪切谱得到初始湍动能耗散率，计算对应的理论谱即Nasmyth谱并与实测谱进行比较，理论谱小于实测谱时增大积分上限，反之则减小积分上限，反复迭代直至两者的误差最小，确定为最终的积分上限，从而得到该深度处的湍动能耗散率，最后对整个剖面进行50％重叠计算得到空间分辨率为1m的耗散率剖面；(4)垂向湍扩散系数计算：结合湍动能耗散率与浮力频率计算垂向湍扩散系数。