未破碎变浅随机海浪的波高统计分布

利用青岛海洋大学海洋实验室现代化的大型水槽,设计进行了多种海浪强度下,由深水传入近岸不同坡度水底上的变浅随机海浪的模型实验,依据实验资料统计分析结果表明,对近岸变浅随机海浪而言,其波高分布不再符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布,与ГЛУФОВСКИЙ的经验分布也有差异,它不仅与参量Ｈ＝Ｈ／ｄ有关,且与表征深水海浪的波形特征量Ｈ０／Ｔ０有关,并获得其经验关系,为实验应用变浅随机海浪的波高统计分布提供了可能。     

未破碎变浅随机海浪的波高统计分布

利用青岛海洋大学海洋实验室现代化的大型水槽,设计进行了多种海浪强度下,由深水传入近岸不同坡度水底上的变浅随机海浪的模型实验。依据实验资料统计分析结果表明：对近岸变浅随机海浪而言,其波高分布不再符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布,与Глуховский的经验分布也有差异,它不仅与参量Ｈ＊＝Ｈ／ｄ有关,且与表征深水海浪的波形特征量Ｈ０／Ｔ２０有关,并获得其经验关系,为实验应用变浅随机海浪的波高统计分布提供了可能。     

海浪预报知识讲座

第十讲 海浪预报技术及预报方法(3) —海浪经验统计预报方法(Ⅰ) 海浪是一种十分复杂的随机现象,海浪的物理机制研究进展缓慢,至今仍没有理论上严密和完善的海浪预报方法。但是随着海洋经济迅速发展,为了满足日益增多的海上活动和海洋工程、海岸工程的需要,不得不依靠一些海浪经验统计预报方法,尽管这些     

高阶非线性海浪波面斜率的联合概率统计分布

基于非线笥随机海洋模型,对各向异性波面斜率统计分布进行了理论研究,结果表明,在高阶近似下,波面斜率统计分布为截断的Ｇｒａｍ－Ｃｈａｒｌｉｅｒ级数。如果忽略波－波相互作用的非线性影响,则Ｃｒａｍ－Ｃｈａｒｌｉｅｒ级数分布蜕化为正态分布。     

海洋白浪覆盖率模式的研究

在波面位移为均匀正态分布的假定下,导出以海浪谱矩为参量的波面斜率分布函数,依此函数,利用极限波面斜率为波浪破碎判据导出依赖于海浪谱四阶矩的白浪覆盖率的表示式,又通过Ｋｒｙｌｏｖ谱和ＳＭＢ海浪预报方法的经验公式,将海浪谱四阶矩代之以风要素,从而首次建立了一个依赖于风速和风区两者的半理论,半经验的海洋白浪覆盖率模式,此模式给出了结果与Ｍｏｎａｈａｎ汇集的海洋白浪覆盖测量数据符合颇佳。     

现代海浪功率谱估计的改进算法

海浪谱是随机海浪的一个重要统计性质,它不仅包含着海浪的二阶信息,而且还直接给出了海浪组成波能量相对于频率和方向的分布。谱方法已经成为研究海浪及其有关问题的有力工具。文中主要参照现代谱估计中的THREE谱估计方法,对基于Kullback-Leibler度量的随机信号的功率谱估计方法中优化参数的求解算法进行了改进,并与基于Hellinger度量的谱估计方法进行了比较。通过数值模拟和谱分析证实基于这两种度量的功率谱估计算法都能有效地避免谱线分裂和谱峰偏移现象。     

基于SAR海浪方向谱的西北太平洋海浪特性研究

应用中国海洋大学海洋遥感研究所基于Hasselmanns提出的MPI方法用C语言开发的SAR反演海浪方向谱的软件,对2003年1月—2012年1月间西北太平洋海域Envisat波模式数据进行海浪方向谱反演,共得到西北太平洋海域观测的海浪方向谱146 796个。统计由反演的海浪方向谱得到的海浪有效波高、平均波向、平均波周期等数据,分析了西北太平洋海浪场分布的特点,得到了一些有参考意义的结果。     

波面极大值处水质点水平速度的统计分布

基于Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ提出的线性随机海浪模型,导出了波面极大值处水质点水平速度的统计分布。分布的形式类似于波面极大值的统计分布,其中引入了一个新的谱宽度参量εｕ为１－ｍ２３ｍ２ｍ４１２。当εｕ趋于零时,导出的分布函数为瑞利分布;当εｕ趋于１时,则为正态分布。在窄谱情形下εｕ趋于１２ε,其中ε为１－ｍ２２ｍ０ｍ４１２,为常用的谱宽度参量     

由海浪波高与周期的一元分布函数构成二元分布函数的探讨

目前,在海洋、海岸工程中,对海浪波高与周期的一元概率分布,单独有较深入的研究。但对它们的二元分布(即联合分布),不管是理论上还是实践上,都探讨得很不够。六十年代,苏联的基于波高和周期相互独立的假设,给出了波高和周期的联合分布。七十年代,英国海洋学家Longuet-Higgins基于波浪是窄谱的假设,导出了波振幅和周期的联合分布。但由于这些假设都与实际的海浪现象,有较大的差异,因此,在实际应用上受到了很大限制。近年来,我国海洋工作者应用概率定理建立了浅水周期与波高的联合分布,开辟了一条新途径。     

未破碎变浅随机海浪的波面高度概率分布

利用青岛海洋大学物理海洋实验室现代化的大型水槽,设计进行了多种海浪强度下,由深水传入近岸不同坡度水底上的变浅随机海浪的实验.依据实验资料分析结果表明,对变浅非正态海浪过程而言,其波面高度分布取Gram-Charlier级数前3项,所得结果与实验分布符合良好.该分布中σ、λ₃、λ₄3个参量是测点水深和波浪强度的函数,并获得了与无因次参量Hs/d之间的经验关系,为预测变浅随机海浪的波面高度分布提供了可能.     

随机波面概率统计中的动力学应用

通过构造带有随机初步条件的微分方程,论述了在线性海浪范围内动力学与统计学的协调性,然后把水波动力学中的研究成果引进随机波面统计中获得了非线性波面的概率分布形式,并由浅水因子和浅水波陡作为分布函数中的控制参量,从而发展了随机海浪的统计理论。     

海浪周期的统计分布

海浪为自然界中的一种复杂现象,从表面看来几无规律可言。但是,随着海浪观测技术的进展,从实际资料的分析过程中,发现了海浪要素的分布规律。随后,对海浪要素统计规律进行研究者愈来愈多,而且所得的结果对海浪理論的研究起了重要的作用。     

海浪周期的统计分布

海浪为自然界中的一种复杂现象,从表面看来几无规律可言。但是,随着海浪观测技尤的进展,从实际资料的分析过程中,发现了海浪要素的分布规律(7)。随后,对海浪要素统计规律进行研究者愈来愈多,而且所得的结果对海浪理论的研究起了重要的作用。     

海浪要素的现场测量

应用声学测波仪在黄海配合水声物理实验进行了海浪现场测量。对记录数据作快速傅立叶变换分析,获得了海浪谱。我们还进行了波高和周期的概率分布分析,说明波高符合瑞利分布,周期接近正态分布。     

深水波浪破碎特征量与风速和摩擦风速的关系

破碎是常见的海浪现象之一,研究海浪破碎现象在许多方面有重要意义.首先,海浪破碎是海-气相互作用包括动量、热量及质量交换的主要动力因素,而且波浪破碎还涉及到其它海-气边界过程,如海面白浪(whitecaps)、海洋表面气泡、大气贴水层水雾及海洋上层混合等[1,2];其次,由于破波施加于海洋结构物上的作用力(冲击力)远大于没有破碎时的波浪力,因此,在计算海上建筑物所受外力中,必须考虑破波的出现率及破波强度的影响;另外,波浪破碎会对波高产生影响,因此,在对波高作统计预报时也应考虑波浪破碎的影响[3];还有的学者认为,很多污染物在海洋中的扩散速度与波浪破碎率有密切关系[4].     

海浪局部频率及波面水质点局部速度的统计分布

根据平稳正态随机过程和Ｈｉｌｂｅｒｔ变换的性质,推导了海浪局部频率及波面水质点局部速度的统计分布,以Ｐｉｅｒｓｏｎ－Ｍｏｓｃｏｗｉｔｚ谱为例进行了讨论。本文的结果为解释与海上结构物ｒｉｎｇｉｎｇ现象产生有关的海浪事件提供了一种可能的参考依据。     

海浪综合应用与集约化建设

伴着"辽宁"舰下水,国人的航母梦得以实现。认知海洋、利用海洋,方可为我国的全球战略提供坚实的科技支撑。海浪作为重要的海洋水文要素之一,对海战场环境建设、全球气候变化、海洋工程、航海、防灾减灾等都有着重要影响。文章在此就海浪对军事和民用活动的影响、海浪预报、波候(海浪气候态)统计、波浪能开发、海浪对掠海飞行的威胁等方面展开讨论,抛砖引玉,期望可以为海浪综合应用与集约化建设提供参考,为"海之梦"、迈向深蓝尽绵薄之力。     

最大熵法与传统法海浪谱估计的比较

海浪功率谱是描述海浪波面随机过程的基本特征参数，它既可研究海浪能量相对于频率的分布，又可研究海浪波面对外表现的统计规律。因此，准确求出海浪频谱具有重要的实用意义。目前常用的海浪频谱估计自相关法和周期图法，它们都引进一些假设及某种权函数的主观意志。     

波面位移非线性特征数值研究

基于Longuest-Higgins(1963)非线性海浪模型,在有限水深且存在均匀背景流的条件下,根据Song(2006)给出的波面位移二阶表达式,采用Combi海浪频谱计算了海表面定点波面位移时间序列和波面位移概率统计分布。分析了波面位移统计分布随风速、水深、反波龄和均匀背景流的变化特征和规律以及不同海况条件下二阶非线性项对波面位移统计分布的影响。结果表明:二阶非线性项使波面位移分布偏离正态分布,二阶非线性作用受风速、水深、反波龄和均匀背景流的影响。风速增大、水深降低、反波龄减小或者均匀背景流和风速传播方向相反均使波面位移二阶非线性项的作用加强,无因次波面位移概率密度分布的偏度和峰度随之增大,反之则二阶非线性项作用减弱。当均匀背景流和风速相同时,虽然使非线性项的作用减弱,但平均波面位移反而比静止水平面降低。当均匀背景流和风速相反时,虽然使非线性作用增强,但平均波面位移反而趋于静止水平面。得到如下结论:二阶非线性项对于波面位移有显著影响,数值模拟波面位移需要增加二阶非线性项。通过以上研究,提高了数值模拟波面位移的准确性,而波面位移是海浪最基本的特征量,从而增强了海浪模拟和预报的准确性,对海洋工程、海–气相互作用、上层海洋动力学等具有重要意义。     

关于海浪分布的一种非正态模式

关于海浪的概率分布,目前流行的是一种正态理论,也就是定点记录的波面坐标服从正态分布,而波高服从瑞利分布。这种理论的基础是概率论中的中心极限定理,与深海中的观察结果是基本相符的。但是,把海浪的各成份看成互相独立的,这在理论上是有问题的,实际上,海浪的不对称性也是众所周知的,特别,在浅海,这种不对称性就更为显著,因此,人们也提出过修改这种正态理论的方案,文献中建议用A