五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】我们行星的金羊毛—ARGO计划简说 -- 抱朴仙人

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        • 家园 不顶严重不妥

          顶了则人性四溢

          话归正题,举手提问:南极绕极波,这个还真是头一次听说;看了如此惊人的数据,就偷偷算了一把,结果如下:

          ∵ 波速=波长/周期

          代入以上数据,取波速为21000公里/10年,周期为5年,

          ∴ 21000公里/10年=波长/5年

          即 波长=10500公里

          波速=21000公里/10年

          =2100公里/年

          ≈0.067米/秒

          =6.7厘米/秒

          实在是有点想像不出,一个每秒以不到7厘米速度缓缓传播、波峰波谷之间距离长达五千多公里、夹杂着其它大大小小乱七八糟波浪的超长波,卫星饶是视力好,计算机饶是能力强,又依靠什么把它从纷乱的背景中拽出来呢?

          莫非是它的波峰波谷之间差距明显,很有利于远距离观测和比较?

          又,印象中模糊记得:当年智利大地震引发的海啸,到了日本还能把巨轮抛起,据说也是波长长达数千公里的超长波海浪的杰作。波浪能传播出几千甚至上万公里,其蕴涵的能量当然不会太小;那么,这个南极绕极波,能量是不是也很巨大呢?惠及毗邻海岸,是不是破坏力也不小呢?

          可是,似乎又没有见到南美和南部非洲,以及南太平洋沿岸国家遭到过这个绕极波的冲击和骚扰的报道啊。。

          这问题岔的有点远,嘿嘿……

          又,仙兄功力深厚,言简意赅,实在佩服!以前看过关于圣婴和拉尼娜的介绍,但总是记不住。这次算是“理解基础上的记忆”,绝不会再混了

          花推!

          • 家园 哈哈,老弟真是厉害,还亲自去算一遍,算得对,花一堆。

            这个绕极波刚发现不久,您不知道是正常的,不搞物理海洋学的,大多数也不知道。

            这个波的波速是6-8cm/s,您算得再对也不过了。它实际上是由两种不同的波叠加而成,一种波数为2,一种波数为3。

            这么超超超长的波,波峰再高,肉眼也看不见的。实际上把它表述为一种长周期变化,咱们心理上更容易接受。嘿嘿。

            有南极绕极流,它的平面流动不太可能是平稳的,就会有起伏,这种起伏如果有周期规律,就有可能是一种波动。

            发现这种波的手段,一个是测量海面高度变化,把短周期变化和其它噪音消去,长波就暴露出来;另一个方法是研究一些相关的间接证据,比如海面温度、海冰范围、海平面气压什么的,如果这些间接要素有相同规律,多半是有个波在捣鬼了。

            跟这个一样惊人的,另外还有北大西洋十年涛动,和另外一个什么三十年涛动,都是长得不像话。

            通宝推:刹那芳华,
            • 家园 到底有没有绕大洋洲和非洲、南美的波呢?
            • 家园 悄悄吱一声

              如果有大量数据的话,用傅立叶频谱分析是可以抓住特定波长的。其它杂波没有固定波长,所以在频谱上就是噪声,ACC有特定波长,在频谱上就会出现一个峰值。

              仙人这个系列太牛了。搬个板凳静静地听讲。

              • 家园 这个可能有点问题。

                fouriour变换应该是数据分析常用手段。

                假设其他信号形成噪声,频谱上该波应该有一个特殊峰。但是峰值是和信号能量有关系的。如果噪声的能量太强(信噪比小),是很有可能把这个峰淹没掉的。这个你前面贴的海洋地震信号图里也可以看出。

                没有实际数据,胡乱猜测一下。

                fouriour transform 的定义性质等可以查wikipedia

                外链出处

                • 家园 噪声能量大,但是能量密度不高

                  噪声的频谱大多比较宽,即使总功率很大,功率密度也比较低。只要采样时间足够长,采样点足够多,总是可以从白噪声背景中分辨出周期性信号的,除非这噪声本身就具有和信号相近的周期。哈哈,不至于有周期5年的噪声吧?

                  • 家园 问题也许就在这里,

                    只要采样时间足够长,采样点足够多

                    不知道现在 argo 能达到什么样的程度啊。

                    仙人说还有周期更长的波。

                    看来,这个洋流的数据采集比较折磨人啊。

                    • 家园 香农定理告诉我们

                      如果信噪比为S/N的话,要分辨出一个周期为T的信号波形,至少需要T/(log2(1+S/N))的时间。如果S/N远小于1的话,这个数字近似等于周期除以信噪比再除以ln2。

                      想想偶们以前学信号处理的时候,动不动就是几百几千个周期的数据拿来分析。这洋流的分析要是也沦落到这种地步……寒一个……

                • 家园 信噪比总是一个问题

                  噪声要是彻底淹没了信号,什么数学也没辙,但显然ACC的信噪比足够,能够“抓出”其频率。

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