MATLAB数学实验报告-海水温度随深度变化
海水温度的变化规律
海水温度（sea-watertemperature）是表示海水热力状况的一个物理量，海洋学上一般以摄氏度（℃）表示，测定精度要求在±0.02℃左右。
太阳辐射和海洋大气热交换是影响海水温度的两个主要因素。
海流对局部海区海水的温度也有明显的影响。
在开阔海洋中，表层海水等温线的分布大致与纬圈平行，在近岸地区，因受海流等的影响，等温线向南北方向移动。
海水温度的垂直分布一般是随深度之增加而降低，并呈现出季节性变化。
深层海水现场温度的测定，通常是用颠倒温度表进行的。
它和海水盐度一起成为海洋学上两个基本的物理量。
海水温度是海洋水文状况中最重要的因子之一，常作为研究水团性质，描述水团运动的基本指标。
规律经直接观测表明：海水温度日变化很小，变化水深范围从0—30米处，而年变化可到达水深350米左右处。
在水深350米左右处，有一恒温层。
三大洋表面年平均水温约为17.4℃，其中以太平洋最高，达19.1℃，印度洋次之，达17.0℃，大西洋最低，为16.9℃。
水温一般随深度的增加而降低（每深1000米，约下降1°—2℃），在深度1000米处的水温约为4～5℃，2000米处为2～3℃，深于3000米处为1～2℃。
在水深3000—4000米处，温度达到2°—-1℃。
占大洋总体积75%的海水，温度在0～6℃之间，全球海洋平均温度约为3.5℃。
影响海水温度的因素：(1)、纬度：不同纬度得到的太阳辐射不同，则温度不同。
全球海水温度分布规律：由低纬度海区向高纬度海区递减。
(2)、洋流：同纬度海区，暖流流经海水温度较高，寒流流经海水温度较低。
(3)、季节：夏季海水温度高，冬季海水温度低。
(4)、深度：表层海水随深度的增加而显著递减，1000米以内变化较明显，1000米——2000米变化较小，2000米以常年保持低温状态。
免责。
海水温度随深度变化规律
海水温度随深度变化规律
随着深度的变化，海水的温度变化也是微妙而鲜明的。
刚开始，往往在海洋表
面浮游的温度为20℃左右。
随着深入海洋，海洋温度会有微妙的变化。
测量的数
据表明，当深入到5000米的海洋乃至更深的地方，温度几乎是保持一致的，一般
在0℃~4℃之间浮动。
从海面到5000米深处，海水温度几乎呈线性下降。
随着深度的增加，海水温度变化也会受到其他因素的影响。
如风的类型和方向，底质的类型和净化状况，及水体内部热量通量等因素。
海水温度可能会因此而超出0℃~4℃的范围，但这种变化也会随着深度而快速缓慢改变。
海水温度的变化也受到季节的影响。
冬季的海水温度会更低，夏季的海水温度
也会更高。
不同地理形势的水体可能会存在差异，比如近岸海水可能会比其它地方的温度要高些，原因是受到陆地热量的影响，通过地形和海流的影响会有波动。
总而言之，海水温度是非常复杂的，因其他环境因素而不断变化。
受到深度和
其它环境因素的限制，海水温度的变化会呈现出不同的规律。
matlab 海温区域平均
matlab 海温区域平均海温区域平均是指对某个海洋区域内的海温进行统计和计算，得到该区域海温的平均值。
海温区域平均是海洋学研究中常用的一个指标，可以用来描述海洋中的温度分布情况，并对海洋环境的变化进行监测和分析。
海温是指海水的温度，它是海洋环境中一个非常重要的参数。
海温的分布受到多种因素的影响，包括太阳辐射、大气环流、洋流等。
不同海域的海温差异很大，有的地方温暖，有的地方寒冷。
海温区域平均的计算可以帮助我们更好地了解海洋的状况，对气候变化和生态环境有重要的影响。
海温区域平均的计算是通过收集一定范围内的海温数据，并对这些数据进行统计和分析得到的。
在这个过程中，我们通常会使用一些数学模型和计算方法来处理海温数据。
其中，最常用的方法之一就是利用MATLAB软件进行海温数据的处理和分析。
MATLAB是一种强大的科学计算软件，它提供了丰富的工具和函数，方便我们进行数据处理和分析。
通过MATLAB，我们可以将海温数据进行可视化展示，比如绘制海温分布图、曲线图等。
同时，MATLAB 还提供了各种统计分析方法，比如计算平均值、标准差等，可以帮助我们更准确地得到海温区域平均值。
在使用MATLAB进行海温区域平均的计算时，我们首先需要收集海温数据。
这些数据可以来自于各种观测站点、卫星遥感等渠道。
然后，我们将这些数据导入MATLAB，利用其提供的函数和工具进行数据处理。
在计算海温区域平均值时，我们可以选择一个特定的区域，比如某个海洋盆地或者海岸线附近的海域，然后对该区域内的海温数据进行统计和计算。
通过海温区域平均的计算，我们可以得到该区域内海温的平均值。
这个数值可以反映出该海域的温度分布特征，比如温暖带、寒冷带等。
同时，海温区域平均的计算还可以用于监测和分析海洋环境的变化。
例如，我们可以比较不同年份或者不同季节的海温区域平均值，来研究海洋的季节性变化和长期趋势。
海温区域平均的计算在海洋学研究中具有广泛的应用。
它可以帮助我们更好地了解海洋环境的变化和演变过程，为海洋资源的合理开发和利用提供科学依据。
海底绘制
摘要分析和研究海底地形，绘制准确的海底地形图，对于航船路线设计、海底养殖、海底电缆铺设、锚地建设、海洋资源的深入开发和利用，均有着十分重要的意义。
随着相干声纳系统技术的逐步完善，为海底深度测量和海底地形图的绘制提供了更为有效的工具。
因此，在本文中我们首先建立相干声纳系统模型，利用多波束测量方法测量海底深度。
此模型不仅原理简单，在实际中也有广泛应用，并且克服了单波束测量存在的缺点。
然后，在模型Ⅱ和模型Ⅲ中，我们采用三次样条差值法对所测得的海底深度值进行拟合，并利用拟合所得数据绘出海底地形剖面图，海底地形立体图和等高线图。
在这一过程中，我们利用Matlab这一软件，用三次样条插值函数对海洋深度值进行曲线拟合，用griddata 函数对海底地形深度值进行曲面拟合，并用contour 函数绘制等高线图。
从海底剖面图和立体图两个方面来了解海底地形的起伏变化，更全面地把握海底地形的信息。
在文章的最后，我们主要从测量点密度的选取，及绘图比例尺的选取这两个方面，对绘制海底地形图提出了一些具体建议，使绘制的海底地形图在满足一定精度的同时，达到经济效益的最大化。
关键词：相干声纳系统多波束换能器三次样条插值曲面拟合比例尺一、问题的重申：海洋测绘船利用声纳绘制海底的地形图。
测绘船上的声纳向海底发射声脉冲，随后接收从海底反射的脉冲。
发射的范围为与指向海底的铅垂线夹角从2°—30°之间。
船只以2米/秒的速度行进，声脉冲在海水中传播的速度约为1500米/秒。
试建立绘制海底地形图的数学模型，并对绘制海底地形图的方法提出具体建议。
二、模型的假设：（一）假设该声纳系统为相干声纳系统，采用多波束测量方法。
（二）假设海底地势较为平坦。
三、符号定义：λ----声纳发出的声波波长；ϕ----回波经过声纳换能器底声板与顶声板时的相位差；θ----回波角；v---波速；t----声波传播时间；r----声波传播距离；z----测量点的深度，以海平面为深度零点；h----声纳探头入水深度；,(0,1,)i x i n = ----第i 个测量点的横坐标； ,(0,1,)i y i n = ----第i 个测量点的纵坐标。
海洋温度锋面matlab
海洋温度锋面matlab文章题目：[海洋温度锋面MATLAB]-利用MATLAB分析海洋温度锋面特征摘要：海洋温度锋面是指在海洋中出现的温度急剧变化的区域。
这些锋面对海洋环流、气候变化和生态系统都具有重要意义。
本文将介绍如何使用MATLAB进行海洋温度锋面的分析，包括数据获取、预处理、特征识别和可视化等步骤。
通过这些分析，我们可以更好地了解海洋温度锋面的空间分布、时空变化及其对环境的影响。
第一节：数据获取与预处理1.1 数据来源与获取：介绍如何获取海洋温度数据，如海洋气象观测站、卫星遥感数据等。
1.2 数据预处理：包括数据格式转换、空缺值处理和异常值检测等。
第二节：特征识别与分析2.1 温度锋面识别算法：介绍经典的温度锋面识别算法，如梯度法、阈值法等。
2.2 锋面特征分析：通过计算锋面的位置、宽度、强度等特征参数，对锋面进行定量分析。
第三节：锋面时空变化分析3.1 时序特征分析：通过时间序列分析方法，研究锋面的季节性、年际变化等。
3.2 空间分布特征分析：利用空间插值方法，将数据插值到等间距网格上，进行锋面的空间分布分析。
第四节：可视化展示4.1 锋面特征可视化：利用MATLAB的图形绘制功能，将锋面位置、宽度、强度等特征以图形方式展示。
4.2 锋面时空变化可视化：利用动态图像展示锋面的时空变化，加深对锋面时空演变规律的理解。
总结：海洋温度锋面是海洋环流和气候变化的重要指示物，利用MATLAB进行锋面特征分析能够帮助我们更好地了解锋面的时空分布、变化趋势及其对环境的影响。
通过分析海洋温度锋面，我们可以探索海洋温度变化的机理，为海洋气候研究以及相关的生态系统研究提供支持。
关键词：海洋温度锋面、MATLAB、数据分析、特征识别、可视化展示。
海水密度随深度的变化曲线-概述说明以及解释
海水密度随深度的变化曲线-概述说明以及解释1.引言1.1 概述海水密度随深度的变化曲线是海洋学领域研究的一个重要课题。
海水密度的变化与海水的深度密切相关，对于了解海洋环境和海洋生物的适应性具有重要意义。
本文旨在通过对海水密度随深度的变化曲线进行研究和分析，探讨其背后的物理和化学原理，以及对海洋学和相关领域的意义和应用。
海水密度对海洋环流、水团运动、水文气候等方面有着显著的影响。
海洋中的深层水体和表层水体密度的不同，会导致海洋中的垂直运动，影响海水的混合和循环。
此外，海水密度的变化也与海洋生物的分布和生态系统的稳定性密切相关。
因此，研究海水密度随深度的变化曲线具有重要的理论和应用价值。
文章将从以下几个方面展开讨论。
首先，我们将介绍海水密度与深度的关系，探讨海水密度随深度变化的规律和趋势。
其次，我们将分析影响海水密度变化的因素，包括温度、盐度、压力等。
通过对这些因素的研究，可以更好地理解海水密度随深度变化的机制。
在文章的结论部分，我们将总结海水密度随深度的变化曲线的特点，并探讨其在海洋学和相关领域中的意义和应用。
海洋学家可以利用这一曲线来推测海洋中的水团运动和系统的演变，为海洋环境保护和可持续发展提供科学依据。
此外，对海洋生物的研究也可以借助海水密度随深度变化的曲线来了解海洋生物的适应机制和分布规律。
通过对海水密度随深度的变化曲线的研究，我们可以更好地认识和理解海洋的复杂性。
这对于保护海洋环境、促进海洋科学的发展以及人类社会的可持续发展具有重要意义。
接下来，我们将从海水密度与深度的关系和影响海水密度变化的因素两个方面展开论述，以期为读者提供全面而深入的了解。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以参考以下内容：本文主要由引言、正文和结论三个部分构成。
引言部分介绍了该篇文章的背景和目的。
我们知道海水密度是指单位体积海水的质量，它随深度的变化是海洋科学中的一个重要研究方向。
本文旨在探讨海水密度随深度的变化曲线，通过分析相关因素，以期深入了解海洋的物理特性。
matlab 风驱动 海水垂向混合计算
matlab 风驱动海水垂向混合计算摘要：一、引言二、MATLAB简介三、风驱动海水垂向混合计算方法1.风场数据处理2.海水垂向混合模型建立3.数值模拟与结果分析四、结论正文：一、引言随着全球气候变化和海洋环境问题日益严重，研究海洋环境对于人类可持续发展具有重要意义。
风驱动海水垂向混合是影响海洋环境的一个重要过程，通过模拟风驱动海水垂向混合，可以为海洋环境保护和资源利用提供科学依据。
本文采用MATLAB编程语言，对风驱动海水垂向混合进行计算。
二、MATLAB简介MATLAB是一种高性能的科学计算语言，广泛应用于数学建模、数据分析、可视化等领域。
MATLAB具有丰富的函数库和强大的绘图功能，可以方便地实现各种计算和模拟任务。
三、风驱动海水垂向混合计算方法1.风场数据处理首先，需要获取风场数据，包括风速和风向。
可以通过网络爬虫或专业数据平台获取实时或历史风场数据。
接着，对风场数据进行预处理，如插补、滤波等，以提高数据质量。
2.海水垂向混合模型建立根据风场数据和海洋环境参数，建立海水垂向混合模型。
常用的模型包括Stokes模型、Navier-Stokes模型等。
通过MATLAB编程实现模型的数值求解，可以采用有限差分法、有限元法等数值方法。
3.数值模拟与结果分析对模型进行数值模拟，通过迭代求解，得到风驱动海水垂向混合的结果。
结果包括混合层高度、混合系数等指标。
利用MATLAB强大的绘图功能，绘制风速、风向、混合层高度等随时间和空间的变化图，以便直观地观察和分析混合过程。
四、结论本文采用MATLAB编程语言，实现了风驱动海水垂向混合的计算。
首先对风场数据进行处理，然后建立海水垂向混合模型并进行数值模拟。
最后，通过结果分析，得到风驱动海水垂向混合的特征。
Matlab实验报告
实验结果及分析实验1：程序如下x=1:10y=2*x;plot(x,y)仿真结果：实验结果分析：仿真结果是条很规则的直线，X轴和Y轴一一对应，清楚明了，而序又特别简单。
所以用Maltab 软件很方便地画出规则的直线，方便研究。
实验结果及分析1、A=2、A=1A=实验结果及分析实验三 Matlab在信号与系统中的应用实验名称实验1、掌握信号与系统课程中基本知识的Matlab编程、仿真方法目的实验原理实验1程序：b=[1];a=[1 1];p=;t=0:p:5;x=exp(-3*t);subplot(1,2,1);impulse(b,a,0:p:5);title('冲激响应');subplot(1,2,2);step(b,a,0:p:5);title('阶跃响应');实验内容<设计性实验>1、用MATLAB在时域中编程求解y′(t)+y(t)=f(t), f(t)= exp(-3t)ε(t)的冲激响应、阶跃响应。
在simulink仿真环境下，设计系统框图，分析系统的冲激响应、阶跃响应。
<设计性实验>（选做）2、用MATLAB在时域中编程求解y′(t)+y(t)=f(t), f(t)=(1+exp(-3t))ε(t)的冲激响应、阶跃响应，要求用conv编程实现系统响应。
在simulink仿真环境下，设计系统框图，分析系统的冲激响应、阶跃响应。
实验结果及分析实验1仿真结果：simulink仿真环境下冲激响应阶跃响应实验名称实验四 Matlab在数字信号处理中的应用实验结果及分析实验1仿真结果:6khz12kHZ。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《数学实验》报告
实验名称Matlab大作业
学院材料科学与工程
专业班级材料080
姓名
2010年6月
【实验目的】
运用数学知识与MATLAB 相结合，运用数学方法，建立数学模型，用MATLAB 软件辅助求解模型，解决实际问题。
【实验任务】
海水温度随着深度的变化而变化，海面温度较高，随着深度的增加温度越来越低，这样也就影响了海水的对流和混合，使得深层海水中的氧气越来越少，这是潜水员必须考虑的问题，同时根据这个规律也可以对海水鱼层作一划分。
现在通过实验观测得一组海水深度h 与温度的t 的数据如下：
要求：
找出温度t 与深度h 之间的一个近似函数关系；
找出温度变化最快的深度位置（实际上该位置就是潜水员在潜水时，随着下潜深度的不同，需要更换呼入气体种类的位置，也是不同种类鱼层的分界位置）。
【实验分析及求解】 模型准备：
该问题是要运用已测数据，研究海水温度随深度的变化关系。
找出温度随深度变化的函数关系，并利用此近似关系，找到温度变化最快的深度位置，进而为潜水员潜水时换气和鱼类分层的分界位置提供理论依据和实践指导。
模型分析及求解：
（1）建立海水温度与深度变化的函数关系：
实际上，海水的温度变化不仅仅是由深度决定的，可能还与海水的盐度、密度、比热等因素有关，但深度对海水的温度起决定性作用，因此可以假设海水的温度和深度之间存在简单的函数关系。
题目中给出了一组海水深度h 与温度的t 的数据，因此可对该组数据进行多项式的拟合，找出合适的近似关系，得出海水温度随深度变化的规律。
为了找出符合深度h 和温度t 的合适多项式，于是对其进行了3、5、7阶的拟合，以下为拟合后的图形：
深度H
温度T
3阶拟合曲线
深度H
温度T
5阶拟合曲线
5101520
253035404550
6
深度H
温度T
7阶拟合曲线
当然，拟合的次数越高，在一定区间内吻合程度就会越高，但对计算也会造成一定的难度。
对比以上图形，可以发现，只有在0~30m 深度范围内，拟合出的曲线才于实际情况相符合。
同时，七阶曲线的拟合程度已经基本可以表达二者之间的关系：因此，选用7阶函数最为二者之间的近似函数关系.拟合的函数关系式如下:
47261543
2
0.167404100.117471100.309730100.3889672.40949 6.78428 5.5197723.5000
T H H H H H H H ---=⨯-⨯+⨯-+-++
因为所取数据点是在0~27m 之间，同时由拟合曲线可以发现在其他区间内，确实与实际情况不符，故取区间为（0~30）。
（2）利用拟合曲线求温度随深度变化最快的位置：
即求dT dH 的最大值，进而可以转化为求二阶导数的极值即22
0d T dH =，对应dT
dH
最大的极值点即为所求的位置。
36254320.1171828100.704826100.1548650 1.5558687.2284713.56856 5.51977dT
H H H H H H dH --=⨯-⨯+-+-+
23514322
0.7030968100.3524130100.6194600 4.66760414.4569413.56856d T
H H H H H dH --=⨯-⨯+-+-
令22
0d T dH =解得dT dH 的极值点，对应最大dT
dH 的点即为所求点。
用MATLAB 解得的结果为：
由22
0d T
dH
=得： H=
代入
dT dH 得：dT
dH =
,
, , 4.,
显然，H=时，对应的
122.709127151164101883805173491dT
dH =-
最大，所以H=即为所求点。
即温度随深度变化最快的位置为：H=
3..模型检验：
针对求出的温度随深度变化的近似函数关系，用所给数据进行检验：
可以发现，数据基本吻合，可见近似关系符合实际.
【实验程序及结果】 Matlab 程序： %曲线拟合 clf
t=[ ]; h=[0 ]; plot(h,t,'p'),hold on y=polyfit(h,t,7); T=poly2str(y,'H') h=0:1:50;
y1=polyval(y,h);
plot(h,y1) xlabel('深度H'),ylabel('温度T') legend('数据点','拟合曲线') title('7阶拟合曲线') 运行结果： T =
H^7 - H^6 + H^5 - H^4 + H^3 - H^2 + H +
6
深度H
温度T
7阶拟合曲线
%最值求取 syms H
T =* H^7 - *H^6 + *H^5 - * H^4 + * H^3 - *H^2 + *H + ; dT=diff(T,H) dT2=diff(T,H,2) Tj=solve(dT2,H) Tj1=subs(dT,'H',Tj)
运行结果：
dT =
(8281*H^6)/ - (9959*H^5)/052 + (*H^4)/0 - (38897*H^3)/25000 + (14457*H^2)/2000 - (67843*H)/5000 + 27599/5000 dT2 =
(5843*H^5)/6464 - (8795*H^4)/052 + (*H^3)/9007 - (116691*H^2)/25000 + (14457*H)/1000 - 67843/5000 Tj =
Tj1 = -122.
【实验总结】
1．海水温度随深度变化的近似函数关系为：
4726154320.167404100.117471100.309730100.3889672.40949 6.78428 5.5197723.5000
T H H H H H H H ---=⨯-⨯+⨯-+-++其中 H ∈（0,30） 2. 温度随深度变化最快的位置为：H=。