进入西沙海域的TC活动的统计特征及环流初探

利用1949—2014年CMA-STITC热带气旋(TC)最佳路径数据集对进入的TC源地、路径、强度和频数等活动特征进行统计分析,并利用NCEP/NCAR再分析资料对其环境场进行初探。结果表明:每年9、10月份进入西沙海域的TC居多,进入时其强度不尽相同,以台风强度进入的居多;进入西沙海域的TC来源于西北太平洋和来源于南海的各占50%,前者进入时强度偏强,后者的偏弱;来源于西北太平洋的TC进入路径主要有4种,分别为穿过菲律宾北部、中部、南部和巴士海峡后进入西沙海域,穿过菲律宾中部进入的居多,其次为穿过菲律宾北部进入,穿过巴士海峡进入的极少,而来源于南海的路径较为怪异;进入西沙海域的TC个数具有年代际变化特征;厄尔尼诺(拉尼娜)发展(衰减)年份进入西沙海域的TC的源地、路径、强度和频数存在差异。来源于西北太平洋的TC以不同路径进入西沙海域其环流形势存在差异。     

唐山近海海域波浪要素特征分析

本文基于唐山近海海域1#、2#浮标2017年4月至11 月实时海浪观测数据及部分风速风向数据, 对唐山近海海域波浪有效波高、有效波向、有效波周期等波参数特征进行了统计分析, 并利用origin 软件对波参数与风速、风向相关性进行了研究。研究结果表明： 1#、2# 浮标海域常浪向为SSW、SW、SSE, 常浪向有效波高均以0.2 ～ 0.4 m 小浪及3 ～ 4 s 短周期为主,有效波高1 m 以上较大波浪极少出现; 该海域波浪以风浪为主, 波浪破碎速度较快, 有效波高与风速相关性较强, 相关系数r 为0.71, 风向与波向、有效波高与周期基本无相关性, 该研究资料可为海上活动及防灾减灾提供技术依据。     

SWAN模型在设计波浪要素计算中的应用研究

采用SWAN (Simulating Waves Nearshore)模型搭建了覆盖整个台湾海峡和台湾岛东部部分海域的波浪模型,并利用此模型计算了常风浪场、崇武海洋站设计波浪要素和西沙湾海域极值波浪场。计算结果显示,在常风浪模拟中,4个浮标站计算值与实测值有效波高绝对误差均在0.20 m以内,平均绝对误差值为0.13 m;崇武海洋站的设计波浪计算值与多年资料推算值平均绝对误差为0.14 m,平均相对误差为1.9%; SWAN和CGWAVE (Conjugate Gradient Wave Model)在西沙湾海域7个点的波浪极值计算值在S、SE、SSW三个方向上平均绝对误差分别为0.11、0.10、0.07 m,平均相对误差不足3%。以上计算结果表明,SWAN模型在常风浪模拟和设计波浪要素计算中具有良好的适应性。     

斋堂岛东南海域波浪特征及海浪谱分析

利用斋堂岛东南海域2013年至2014年的实测波浪资料,统计分析了本海域波浪特征,为波浪能资源评估提供基本波浪参数。统计结果表明,本海域年平均有效波高为0.60 m,最大波高为5.30 m,平均周期为3.3 s,最大周期为8.3 s,常浪向为E-SE向。本文亦讨论了本海域波高分布和波高与周期的关系,并基于JONSWAP谱谱型的基本结构,拟合得到适用于本海域的海浪谱谱型,可为海洋能发电装置的布设及相应的工程建设提供一定的参考。     

浙江苍南近岸海域实测波浪特征分析

利用浙江苍南近岸海域一年实测波浪资料,统计分析了波参数特征,采用最小二乘法拟合分析了波参数之间的相关关系,研究波浪平均持续时间和波高的关系,对波浪能进行估算,并分析了台风“利奇马”期间典型台风浪特征。结果表明：研究海域以谱峰周期5～9 s的轻浪为主,年平均有效波高为1.25 m,年最大波高为10.80 m,常浪向为E,强浪向为ENE。特征波高之间具有显著的线性关系,符合典型的瑞利分布。有效波高2.7 m以下的非台风、非寒潮期和4.1 m以上的台风期,波浪平均持续时间随波高的增大呈指数衰减,且有效波高在4.1 m以上的台风期的波浪衰减速率高于有效波高在2.7 m以下的非台风、非寒潮期。台风“利奇马”影响期间,最大波高、谱峰周期、谱峰密度呈现基本同步的先增大后减小的过程,最大谱峰密度为55.10 m²/Hz;台风影响前、后的波浪谱型均呈双峰谱,台风影响最显著期间的波浪谱型呈单峰谱。     

应用WAVEWATCH-Ⅲ模式对南海的波浪场进行数值计算、统计分析和研究

以30a再分析风场数据为输入,采用WAVEWATCH-Ⅲ波浪模式,对南海海域1976—2005年的波浪场进行了数值计算。与大量的T/P高度计波浪资料和部分台风资料进行对比验证后发现,波浪计算结果较好。将计算结果进行统计和推算,得出南海海域波浪如下的主要特征:1)南海海域的常浪向基本为NE,出现频率占各向总数的40%;北部海域的强浪向主要为E,中部和南部海域的强浪向主要为NE;2)夏季的波高为全年最小,冬季受东北季风的影响,波高达到全年最大;3)100a一遇极值波高分布:海南岛东南附近海域最大,有效波高最大超过18m,中部海域的有效波高平均为14m左右,南部海域的有效波高平均约为9m。     

利用TOPEX卫星高度计资料分析台湾岛周边海域巨浪和大风特征

卫星高度计实现了对全球性或区域性的海洋参量的实时监测,TOPEX卫星高度计提供了迄今为止时间序列最长、数据质量最高的全球海面风速和有效波高的同步观测资料。利用TOPEX卫星高度计资料,分析了有效波高4m以上的巨浪在台湾岛周边海域的时空分布特征,结果表明台湾岛周边海域巨浪的分布具有明显的季节特征。每年平均有效波高最大值大多数出现在夏季,春季是1a中有效波高最小的季节,而秋季和冬季是巨浪出现频率最高的季节。波高大于6m的巨浪大都出现在台湾岛东部及东北部海域,在南部海域出现较少。     

海口湾海域波浪特征分析

通过在海口湾北部海域布置波浪观测站,对采集到的实测波浪资料进行统计和波谱分析,研究了琼州海峡波浪季节性变化特征。观测期间最大波高为5.6 m,发生在台风"莎莉嘉"经过期间。无台风影响的月份最大波高为3.0 m。年平均十分之一大波波高、年平均有效波高、年平均波高分别为0.5 m、0.4 m、0.3 m,该海域波高总体不大。波周期范围主要在2～7 s区间。研究结果表明:1)观测海区各月基本都受到东北风影响并存在东北向的波浪; 2)发现海区波浪类型主要是风浪为主的混合浪; 3)发现观测海区一直受到南海传入的长周期波影响; 4)海区风向与浪向的一致性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,风速与波高的相关性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,该现象在台风月份表现得尤其明显。     

欧洲北海海域波高区间分布概率研究

为了研究欧洲北海海域的波高全区域概率分布情况,从而为海洋平台等海洋浮式结构物的选址和结构设计提供依据。首先基于Global Waves Statistics(GWS)提供的实测数据,确定典型计算工况的发生概率;同时考虑实测数据中极端波浪环境下的数据缺失导致大波高分布概率偏小的问题,利用三参数Weibull分布确定不同重现期下的极值风速,作为典型计算工况的补充。以不同风速、风向的定常风场为输入项,利用第三代海浪数值模型SWAN模型,对北海全区域波高进行数值模拟。将数值模拟的稳态形式依照各工况的发生概率进行归一化累加处理,认为其结果可以表征全区域的波高概率分布情况。以波高概率分布的计算结果为依据,分析北海海域波浪环境的统计学特征,发现有效波高为7 m以上的大波高频发区在北海北部区域有大范围分布;有效波高4～5 m为北海东北区域的多发海况,极端海况下的有效波高主要分布于7～14 m区间,在地形突变区域的波高发生显著变化。     

人工岛对沙质海岸动力泥沙环境及岸滩冲淤演变的影响研究

基于历史海图、历史时期卫星遥感影像、2019年实测水下地形和潮流、波浪数值模拟成果,研究该海域岸滩的发育演变背景、海床和岸线自然冲淤动态、动力泥沙环境及岸滩冲淤动力机制。采用LITLINE岸线演变数学模型,模拟计算了不同离岸距离和不同平面形态人工岛布置型式对近岸岸线变形的影响,岸滩泥沙动力机制和岸滩演变趋势表明,人工岛实施后近岸最大潮流流速小于近岸泥沙起动流速,不具备起动近岸岸滩泥沙的基本条件; SSE向波浪作用时,人工岛西北侧波高明显减弱,波向西偏; S向波浪作用时,人工岛北侧波高明显减弱; SSW向波浪作用时,人工岛东北侧波高明显减弱,波浪传播方向东偏;波浪场改变后人工岛掩护区东西两侧岸滩附近泥沙分别具有向东和向西运移至人工岛掩护区的趋势,形成掩护区的淤积和东西两侧岸线冲刷。     

东方市近岸海域波浪特征分析

为了解海南东方市近岸海域波浪基本特征,根据东方海洋环境监测站使用的SZF型波浪浮标连续11 a的实测数据,进行了统计分析。首先对波浪要素进行统计,得到了各向各级波高的季节分布,以及波高和周期的均值与极值;再对波高和周期的联合分布、平均持续时间与波高的关系进行了探讨;最后选取一典型台风浪过程进行分析。结果表明本海域以S向浪出现频率最高,为14.3%,其次是N向和NNE向,频率均为11.9%;强浪向为S向和N向,浪向分布与东方市所处地理位置相符。该海域以有效波高小于1.3 m的小浪和轻浪为主,年出现频率为97.6%, 4级中浪占2.22%, 5级大浪仅占0.12%,只有在夏、秋季台风过境时才出现。累年有效波高平均值为0.49 m,最大值为3.2 m;最大波高为5.6 m,最大波高平均值为2.5 m;平均有效周期为4.2 s,最大有效波周期为9.5 s。有效波高在1.0 m以下,且周期在4～5 s的波浪出现频率最大,为80.5%。强台风“海燕”影响期间,波高具有明显的滞后特征, 5级大浪持续了10 h,浪向与风向基本一致,说明台风产生的波浪是以风浪为主,最大波高均出现于偏S向。通过波谱分析,...     

西沙湾工程波浪推算及波浪场数值模拟

本研究根据崇武水文站1976—2007年共31 a的波浪观测资料,使用皮尔逊Ⅲ型频率曲线进行拟合分析,推算出崇武在不同重现期条件下的特征波浪要素,再将其作为外海波浪要素输入,通过基于椭圆型缓坡方程的CGWAVE近岸波浪数值模型,模拟西沙湾的重现期波浪场,得到其设计波浪要素,得到较为合理的计算结果。西沙湾的海底地形强烈地影响近岸波浪,导致了波高和波向的不均匀分布特征,岛屿和礁石都是天然屏障,东侧水域受龟屿及闽台码头的掩护,波浪反射、绕射明显,对避风坞起到了有效的保护作用。此外,对于不同地质的边界,反射系数不同使得近岸波高分布有较大差异。     

乳山湾邻近海域波浪特征要素规律研究

基于高分辨率MASNUM第三代海浪模式并根据Yuan等(2009)提出的波浪破碎统计物理模型,对乳山湾外海2008年各个季节波浪特征要素(有效波高和跨零周期等)与波浪破碎参数(白冠覆盖率、卷入深度和破碎能量损耗率)进行了数值模拟。利用Janson-1卫星高度计观测资料对有效波高模拟结果进行了检验,平均误差在0.17m左右。模拟结果显示,该海域波浪参数具有明显的季节变化特征,在2008-08乳山湾邻近海域受大风天气过程影响期间,有效波高在1.0~1.8m,破碎参数变化显著,白冠覆盖率最大达4.5%,卷入深度在1.5m以上,相应的破碎能量损耗率量值在6~11kg/s3。结果表明,波浪破碎过程对该区域海洋动力环境有着重要影响,是造成乳山湾口表层高溶解氧的可能机制之一。     

浙江东矶列岛海域实测波要素及典型台风浪特征分析

利用东矶列岛海域一年实测波浪资料,统计分析波要素特征,以台风“利奇马”为例,分析台风浪演变过程。结果表明：研究海域年平均有效波高0.88 m,年平均周期4.3 s,年最大波高8.67 m出现在夏季台风“利奇马”影响时。研究海域以轻浪为主,其次是小浪和中浪;常浪向为ESE,次常浪向为E和SE;强浪向为SSE,次强浪向为SE。波浪平均持续时间和波高之间符合指数衰减关系。台风“利奇马”影响期间,最大谱峰56.20 m²/Hz,台风浪谱型以双峰谱为主,台风浪类型经历了涌浪—混合浪—风浪—混合浪—涌浪这一演变过程。     

西沙群岛宣德环礁的精细水下地貌组合特征及其成因机制

海底地形地貌及类型分布特征对指示区域地质构造影响、海平面升降、海洋水动力等有重要意义。本文通过侧扫声呐、单波束测深、表层沉积物取样等方法,分析了西沙群岛宣德环礁精细水下地貌组合特征,并探讨了其成因机制。结果表明:（1）宣德环礁为残缺型环礁类型,中部为潟湖沉积,礁盘之间形成西沙洲口门、“红草门”、环礁西缺口和环礁南缺口等4处水深超过60 m的深水口门,并首次识别了西沙洲口门;（2）宣德环礁水下地貌类型可划分为3级11类地貌类型。研究区的沙波及槽沟等动力地貌单元显示,宣德环礁浅水区海底特征地貌由盛行季风和波浪场所控制,深水口门形成的潮汐通道水体为塑造宣德环礁潟湖区动力地貌的主要因素。研究区东南部向海坡存在6级水下阶地,通过对比南海珊瑚礁阶地特征,宣德环礁向海坡阶地成因很可能是全球海平面变化和地壳沉降的共同作用。     

中石化广西液化天然气项目灾害性海浪特征参数数值推算

以近30aWRF再分析风场作为驱动,利用SWAN数值模式对中石化广西液化天然气(LNG)项目海域的灾害性海浪特征参数进行数值模拟,并与设计波浪要素进行对比。通过模拟结果与T/P高度计波浪资料、浮标及海洋站观测资料的对比验证,表明波浪模拟结果较好。项目外海海域有效波高极值集中在E～SE向,强浪向为SE(SSE)向。项目工程本身主要受到SSE、S和SSW向波浪的影响,其中S向影响最大。项目海域100a一遇极端高潮位和设计高潮位下SSE向波高的评估值均大于设计值,除极端高潮位下有效波高外SW向的评估值与设计值相当,其他方向波高的评估值低于设计值。     

0908号台风“莫拉克”影响期间福建西沙湾海域台风浪的数值模拟

联合SWAN模型和改进的椭圆型缓坡方程,结合考虑台湾海峡地形效应的改进藤田公式风场模型,建立了台湾海峡及近岸波浪场的数值嵌套模式.边界采用波谱离散驱动,模拟了0908号台风“莫拉克”期间台湾海峡波浪场的演变和崇武西沙湾浅水台风浪传播的物理过程.以实测数据进行单点验证表明,整个模拟过程风速的平均绝对误差为3.38 m/s,波高的平均绝对误差为0.30 m,计算结果较好地反映海峡内波浪对台风的响应过程.“莫拉克”台风登陆台湾岛时,台湾海峡有效波高最大值为5.0m;台风中心进入台湾海峡后,海峡东北部为巨浪到狂涛,有效波高最大值可达10.5 m.接近福建崇武沿岸时,偏E向台风浪向西沙湾内近岸传播,发生浅化、破碎、反射、绕射等变形现象,有效波高最大不足2 m,最小仅为0.2m,波向趋于SE向,波峰线则趋于与峡湾岸线平行;崇武闽台贸易码头附近,大部分波浪受到阻挡作用发生反射,少部分发生绕射,使得码头以北水域波浪较小,有效波高仅为0.2 ～0.6 m,对湾内避风坞起到较好的保护作用.     

南麂海域台风影响过程中的波浪特征

根据１９８３－１９８９年南麂海洋站在台风影响过程中的实测风和浪资料，分析了该海域的波浪特征。结果表明，这个海域的台风波浪通常是混合浪，在台风影响过程中出现的最大值波高，既有较大波陡的风浪，也有波陡较小的清浪；各向波高的均值变化不大，各向最大波高却有较大幅度的差距；本区的台风浪以４级波高占优，风浪以ＮＮＥ向、涌浪以Ｅ向为常浪向；波高为４级的风浪和涌浪，其周期分别在４．０－４．９Ｓ和７．０－７．９Ｓ之     

莺歌海洋站附近海域波浪特征分析

本文利用莺歌海站多年的波浪实测资料,对其附近海域的波浪要素的基本特征、变化规律、风与浪的相关规律进行分析研究,阐明了海区海浪的特点及变化规律。该海区属热带季风气候区,波浪主要受季风影响,季风时期的风向、风浪传播方向、涌浪传播方向基本一致。通过对观测资料统计分析发现:该海域波浪主要是以风浪为主,常浪向是SE向,次浪向是SSE向,强浪向是SE向,波高以轻浪为主。波型方面,春季和夏季SE向风浪占绝对优势,秋季和冬季NNW向风浪占优势,涌浪频率四季均是S向最大,并结合国内海洋波浪测量技术现状,在仪器装备研发、算法模型及数据处理分析软件升级、站位布局优化、计量标准化研究等方面提出几点建议。     

西沙群岛海域海洋地质灾害现状与对策

海洋地质灾害对海岛开发的影响显著,西沙群岛以13 km~2的海岛陆地面积管辖着约260万km~2的海洋国土。随着我国海南省三沙市的成立,西沙群岛地区相关基础设施和海洋工程设施建设的步伐将会进一步加快。文章从海岛海洋地质灾害的特殊性与重要性入手,选取西沙海域典型地区的海岸侵蚀和海底滑坡地质灾害进行了灾害特征识别及灾害机理分析,并提出了防护对策与建议,以期为西沙岛礁开发中的防灾减灾、环境保护及经济发展提供决策支持。