有限深度下非线性相互作用表面重力波在固体地球、海洋和大气中产生的噪声
大气与海洋物理
2015-06-11 v2
摘要
即使在非常深的水域中进行的海洋压力测量，以及地球上任何地方进行的大气压力或地震记录，都包含主导周期在 3 到 10 秒之间的噪声，据信这是由海洋表面重力波激发的。大部分此类噪声可通过非线性波 - 波相互作用机制解释，并表现为表面重力波、声波或地震波。先前关于地震噪声的理论工作集中于表面 (Rayleigh) 波，未考虑有限深度对生成波运动学的影响。本文引入了这些有限深度效应，这需要考量此前在地震噪声背景下被忽视的海底直接波致压力贡献。该贡献可能导致地震噪声源的显著减少，这对于周期大于 10 秒的噪声尤为相关。该理论被应用于大气中的声波，扩展了此前仅限于垂直传播的理论。最后，噪声生成理论也被扩展至 Rayleigh 波领域之外，给出了地震体波源的首个定量表达式。在海洋波强迫中慢相速度的极限情况下，得到了已知且经充分验证的重力波结果，该结果此前是针对不可压缩海洋推导的。声学、声重力和地震模态的噪声源由零波数附近同一波致压力场的模态特异性放大给出。
引用
@article{arxiv.1209.5015,
title = {Noise generation in the solid Earth, oceans, and atmosphere, from non-linear interacting surface gravity waves in finite depth},
author = {Fabrice Ardhuin and Thomas H. C. Herbers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.5015},
year = {2015}
}
备注
Paper accepted for publication in the Journal of Fluid Mechanics