用于冰中波浪原位测量的开源仪器开发
大气与海洋物理
2020-03-06 v1
摘要
表面波与海冰之间的相互作用涉及诸多复杂物理现象，如黏性阻尼、波浪衍射与非线性效应。这些现象的结合，加上冰体构型相当大的变异性——从黏性油脂冰膜到大冰山，经由封闭流冰与固定冰——使得开发稳健而精确的冰中波浪模型颇具挑战。在此背景下，建模者面临挑战的一个原因可能在于可用于检验理论的冰中波浪数据相对稀缺，与海上发生的广泛多样现象之间的不匹配。这种实验数据的缺乏至少部分可由冰中波浪仪器的高成本解释。因此，开发开源、低成本、高性能的仪器可能是推动该研究领域进展的关键因素。在此，我们呈现新一代开源冰中波浪仪器的最新进展，其配备高精度惯性测量单元以及 GPS、板载处理能力、太阳能板与铱星通信。这些仪器现正被多个团队使用，其简单且模块化的设计使其能快速并以较低成本针对特定需求定制。因此，它们可能是以经济高效方式收集更多数据的重要因素，为冰中波浪研究群体提供亟需的数据。本文通过呈现近期海冰漂移与波浪活动数据，并将其与商用浮标所得结果比较，验证了该方法。此外，我们的设计可用作具有低功耗数据记录、板载计算能力与卫星通信相似需求的其他原位仪器经济高效开发的通用平台。
引用
@article{arxiv.2003.02540,
title = {Development of open source instruments for in-situ measurements of waves in ice},
author = {Jean Rabault and Joey Voermans and Graig Sutherland and Atle Jensen and Alexander Babanin and Kirill Filchuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02540},
year = {2020}
}