1、海水是一種弱導(dǎo)電介質(zhì)，海洋中海浪、海流、內(nèi)波等各種海洋現(xiàn)象的海水運行變化會切割地球磁場，并生成微弱的電場，進而就會在海洋內(nèi)部和周圍空間激發(fā)感生的電磁場，這就是約為地球磁場一萬至十萬分之一的微弱海洋電磁場。在航空探測中，當(dāng)由各種海況所引起的綜合的感應(yīng)磁場噪聲和與檢測的目標(biāo)噪聲量級、頻帶相近時，這些噪聲都是不可忽略的干擾源；在潛艇進行水下的目標(biāo)檢測、識別時，以及用于船艦本身消磁來抵消因地球磁場作用而產(chǎn)生的磁異常時，海洋的磁場噪聲更是不可以忽

2、視。因此建立海洋背景磁場的數(shù)值計算模型，分析海洋磁場的分布規(guī)律，為用磁異常探測飛機和潛艇等目標(biāo)檢測識別技術(shù)提供海洋背景磁場的理論參考是十分必要的。 一般來說，海洋中的磁場是多種磁場的疊加和相互作用造成的，其成分包括四個部分，即：(1)地球外核場；(2)地殼場；(3)地球電離層電流引起的磁場變化；(4)海水運動(海浪、海流、內(nèi)波等)引起的電磁場等。其中第(1)、(2)、(3)部分組成地球磁場，第(4)部分通稱為海洋背景磁場，主要是

3、由于海水運動在地球磁場的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流而引起的磁場。以速度V在地磁場B中運動的海水會產(chǎn)生傳導(dǎo)電流J，利用安培環(huán)路定律和法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合海水運動的速度分布V，即可計算感應(yīng)磁場H。對運動海水的感應(yīng)磁場H的計算主要難點在于對海水運動速度V分布的模擬和計算，對應(yīng)不同的海洋現(xiàn)象，例如海浪、海流和內(nèi)波，其V的運動方式不同，感應(yīng)磁場也不同，因而需要分別加以討論。 對于簡單的海面波浪來說，任意點上的波面相對于時間呈簡諧形式的周期性升

4、降，而任意時刻的波面相對于空間呈現(xiàn)余弦或正弦形式的起伏，利用此特性可以對海浪運動進行建模，從而推導(dǎo)海浪的感應(yīng)磁場。內(nèi)波是海水出現(xiàn)躍層后在外力擾動下發(fā)生的重力波，海水以躍層面為平衡位置波動，根據(jù)內(nèi)波的速度分布可以推導(dǎo)出內(nèi)波的感應(yīng)磁場。對于海流感應(yīng)磁場建立以下模型：首先將海流塊分成若干不同的薄層，每一層可以看作由若干細長的海流細條聯(lián)合而成；如同導(dǎo)線在地磁場中運動一樣，細條海流在地磁場中的運動引起電場，從而產(chǎn)生了感應(yīng)磁場。在水平方向和垂直方向

5、上對感應(yīng)磁場進行積分，即可得到海流塊在地磁場中運動時的感應(yīng)磁場。海浪、內(nèi)波和海流的感應(yīng)磁場組成了海洋背景磁場。 本論文針對海洋背景磁場的生成機制及近幾十年來對海洋背景磁場的理論研究，結(jié)合世界磁場模型WMM2005，模擬計算了三種典型的海洋運動--海浪、海流、內(nèi)波所產(chǎn)生的感應(yīng)磁場，建立了海洋背景磁場的數(shù)值計算模型，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)了海洋背景磁場的模擬計算軟件。最后用衛(wèi)星多傳感器資料驅(qū)動普林斯頓海洋動力學(xué)模式(POM)得到的東中