巴伦支海近岸海流统计分析

收集巴伦支海海域近岸1996-2015年海流数据,提取各年流速最大值得到不分方向的年极值流速序列,绘制16个方向的海流流速玫瑰图,选取N至S向9个流向的各年流速最大值得到9个分向的年极值流速序列。采用4种概率模型,即GEV分布,Gumbel分布,Weibull分布和P-III型分布,对抽取的年极值流速序列进行拟合,采用K-S检验和均方根误差法(RMSE)对分布进行拟合优度检验。选取一工程点并计算得到该点处的分方向和不分方向的年极值流速多年一遇重现值。     

用Gumbel极值分布推算气候极值的方法

介绍了用Gumbel极值分布理论推算气候极值的矩法、Thomas曲线公式和最小二乘法。并计算多年一遇的年最高气温、年最大均风速、年最大日降雨量和年最大波高。指出,变率小的要素极值再现期短;变率大的要素极值再现期长;Thomas曲线公式的计算结果较其它两种方法接近历史实况,且计算简便。     

警戒潮位核定中建立年极值水位序列的方法研究

文章以山东省警戒潮位核定为基础,对其沿岸验潮站的实测数据情况进行分类;根据不同类别,分别采用相关分析、数值模拟等方法补充实测数据,获得年极值水位序列,并采用极值Ⅰ型方法计算重现期高潮位。在警戒潮位核定中建立年极值水位序列所使用方法的顺序是,有实测数据优先采用实测数据、没有实测数据利用相关关系、没有相关关系再使用数值模拟和调和分析的方法进行。值得注意的是,在使用相关关系建立年极值水位序列中,计算重现期高潮位时一定要满足潮汐性质相同、所受风暴潮过程相似等条件;在使用数值模拟建立年极值水位序列中,须与其全年天文潮最大值进行对比。     

基于现场实测的渤海风速特性研究

风荷载是影响海洋结构物设计和安全服役最为显著的环境因素之一。利用在役海洋平台监测系统对渤海风速场展开长期监测,获得了长期的风速信息。对极值风速进行分析,利用极值Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型分布对风速极值的概率密度进行拟合。基于极值Ⅰ型概率分布,获得了渤海海域重现期为5 a、10 a、30 a和50 a的最大风速值。对年最大风速的脉动风分量、湍流强度、阵风因子进行了分析。考虑高频分量的影响,利用小波变换,得到了脉动风速的近似分量和细节分量,计算了实测风速的纵向和横向的空间积分尺度。对比经验脉动风谱与实测脉动风谱,证明了Davenport风速谱能够较好地拟合渤海现场风速场。     

台风增水及台风潮水位的概率分析

在本文中,台风各个因素(中心气压下降,最大风速半径等)被视为独立的随机变量。这些因素可随机地组成许多模拟台风。并可由此推算出模拟的台风增水及台风潮水位。接着,阐述了这两者分别符合Weibull分布及Gumbel分布。已知某一海域的台风年出现次数符合Poisson分布。因此按复合极值分布的理论,将Poisson-Weibull分布及Poisson—Gumbel分布分别用于计算台风增水及台风潮水位的重现期。最后,用4个港口的资料验证了计算结果。     

埕岛海区海冰厚度的设计参数估计

根据埕岛油田海冰厚度1947-1996年动态热力计算数据,推算冰厚的设计参数.利用Gumbel分布、Weibull分布、对数正态分布、皮尔逊Ⅲ型分布和最大熵分布分别拟合原始数据,寻找拟合最优的分布型式作为海冰厚度长期数据的分布,并根据所得分布估计冰厚的设计参数.在N年一遇重现期下,可推求对应的重现值;并利用极大似然法(MLM)求得该重现值的区间估计.     

胶州湾风的初步分析

本文采用团岛和马戈庄29a的实测风资料,对胶州湾风向及其频率,平均风速的年、季、日变化,风向的日变化,最大风速、风向和大风日数,以及大风的持续时间等做了初步分析。另外,在NNW和SE两个常风向,用PearsonⅢ型和Gumbel两种方法,做了重现期的极值风速分析,其结果基本一致。     

汕头近岸区的台风波浪(三)各种重现期台风波浪要素的确定

本文以现场的实测资料和４４年间台风波浪后报结果为基础,考虑到各种重现期波浪出现时伴随着台风增水对计算点各种累积率波高的影响,通过对复合极值分布法,皮尔逊Ⅲ型曲线法和短期资料外推法的比较,给出进行波和破碎波条件下的各种重现期台风波浪要素。     

耿贝尔逻辑模型在极值风速和有效波高联合概率分布中的应用

首先介绍了耿贝尔逻辑模型，采用该模型对南海海域的涠州岛海洋站的风速和有效波高实测数据进行了分析，结果表明耿贝尔逻辑模型较好地描述了年极值风速和有效波高两随机变量的联合分布；采用得到的极值风浪联合概率分布推算了不同重现期的极值风速和波高，表明考虑风速和波高相关性对设计荷载的确定有显著影响。由于耿贝尔逻辑模型具有函数结构简单，参数估计方便，因此有望成为极值风速和波高联合分布的较理想概率模型。     

基于广义极值分布的设计波高推算

简介了广义极值分布函数及其3种参数估计方法,包括极大似然(ML)、线性矩(LM)和间隔最大积(MPS)估计的计算方法。使用广义极值分布函数推算了北部湾涠洲岛海域3个波向的年波高极值序列设计波高,并与Weibull分布、Gumbel分布和皮尔逊Ⅲ型分布的推算结果加以对比。分析表明,涠洲岛海域极值波高服从于广义极值Ⅲ型分布,拟合优度检验结果表明广义极值分布能更好地拟合极值波高;MPS方法是一种优良的参数估计法,推算的设计波高可作为海岸环境工程设计的首要参考值。     

海洋重现期波高统一化计算方法

重现期波高是港口海岸及海洋工程设计中不可回避的一个重要设计参数,尤其对深水海港、海上平台、海底油气管道、沿海核电站等重大涉海工程设计具有巨大的经济价值和深远的社会效益。但是,现有重现期波高推算缺乏统一的计算方法,导致计算结果相差悬殊。研究重现期波高的统一化计算方法,分析重现期波高计算中存在的各种不确定因素,提出减少这些不确定因素的新方法,建立误差小、应用方便、方法统一的重现期波高计算方法。基于澳大利亚悉尼站的长期连续观测波浪数据,研究发现:广义帕累托函数(generalized Pareto distribution III,GPD-III)和威布尔(Weibull)是重现期波高计算的最佳候选极值分布函数,新推导的函数形状参数计算公式较好提高重现期波高的计算精度,极值波高数据的分析方法和样本大小是影响重现期波高计算精确度的两个重要因素,短期波浪资料和年极值法可能高估重现期波高值。逐个风暴的极值波高数据分析法及最佳候选极值分布函数GPD-III和Weibull建议应用于涉海工程设计的重现期波高推算。     

渤海和南海海域极值风速的置信区间

目前我国海洋台站积累的实测日最大风速资料长度还较短，本文提出采用实测日4次（或3次）平均风速产生日最大风速样本的方法。认为极值风速是随机变量，采用本文方法产生的日最大风速样本，统计推算了渤海和南海海域15个台站的若干年一遇极值风速的统计参数，得到了不同重现期的不同置信水平的极值风速区间，为更合理地确定海洋平台结构设计风荷载提供了依据。     

基于平均条件超越率和插值法的风速极值预测

船舶和海洋结构物长期服役在恶劣的海洋环境中,受到风、浪、流等各种随机载荷甚至极端载荷的作用,而极端载荷将造成不可逆的结构损伤,严重影响海上作业安全。确定船舶与海洋结构物所在海域的极端天气情况,包括重现期内的最大风速或最大浪高等成为结构设计的关键问题之一。基于平均条件超越率(Arerage Conditional Exceedance Rate,ACER)方法的基本原理,利用蒙特卡罗法产生多组随机风速载荷样本,建立基于极值分布规律的插值计算方法,利用平均超越率和极值的关系,对由蒙特卡罗法产生的模拟随机风速数据进行了重现期为25,50和100a的极值预测。本方法适用于包括非独立同分布在内的任何分布类型数据的极值预测,且通过对比验证了方法的预测精度。     

设计波高分布函数比较

利用澳大利亚悉尼观测站连续16年的实测资料,并结合波高阈值法以及年N大波法两种新的采样方法,利用最小二乘法原理,对对数正态分布、Gumbel第一型极值分布、Weibull分布、指数分布和皮尔逊Ⅲ型曲线五种分布函数进行分析和比较,从而选出一种适用的分布函数。同时,文章介绍了一种最新的估计三参数Weibull分布参数的方法。结果表明:三参数Weibull分布函数的相关系数较大,拟合较好,而且均方误也都较小。从而得出结论,三参数Weibull分布函数得到的结果较好,并建议使用该分布函数进行设计波高的计算。     

基于随机事件集的风暴潮重现期计算的合理性研究（英文）

为了研究随机事件集实际应用于计算南通如东岸段风暴增水的合理性问题,基于ADCIRC模型模拟影响南通如东岸段基于随机事件集的风暴增水,然后利用P-Ⅲ型曲线对年增水极值进行拟合,得到各典型重现期下的增水值,并与由28年历史资料拟合得到的各重现期下增水值进行对比。结果表明,在历史资料长度所及的28年以及以下重现期,基于随机事件集模拟得到的重现期增水值与基于历史实测资料的比较符合,说明随机事件集的结果在低重现期情况下结果良好。对于高重现期增水值,基于随机事件集的拟合结果显著大于基于历史资料的拟合结果。由于历史资料时间太短,不足以发生非常极端的风暴潮事件,故对高重现期的拟合结果难以保证可信度,所以不能排除随机事件集拟合结果的合理性。随机事件集在南通如东岸段对低重现期增水估计准确,同时也能较充分地估计高重现期增水,在目前缺乏百年千年时间尺度的实测资料的情况下,不失为一种良好的风暴增水重现期计算工具。在全球变暖情况下,超强台风出现几率大大增加,典型重现期增水值也会相应提高,为了预防风暴灾害的侵袭,需要加深加固海堤、江堤等海岸工程。     

基于随机事件集的风暴潮重现期计算的合理性研究

为了研究随机事件集实际应用于计算南通如东岸段风暴增水的合理性问题,基于ADCIRC模型模拟影响南通如东岸段基于随机事件集的风暴增水,然后利用P-Ⅲ型曲线对年增水极值进行拟合,得到各典型重现期下的增水值,并与由28年历史资料拟合得到的各重现期下增水值进行对比。结果表明,在历史资料长度所及的28年以及以下重现期,基于随机事件集模拟得到的重现期增水值与基于历史实测资料的比较符合,说明随机事件集的结果在低重现期情况下结果良好。对于高重现期增水值,基于随机事件集的拟合结果显著大于基于历史资料的拟合结果。由于历史资料时间太短,不足以发生非常极端的风暴潮事件,故对高重现期的拟合结果难以保证可信度,所以不能排除随机事件集拟合结果的合理性。随机事件集在南通如东岸段对低重现期增水估计准确,同时也能较充分地估计高重现期增水,在目前缺乏百年千年时间尺度的实测资料的情况下,不失为一种良好的风暴增水重现期计算工具。在全球变暖情况下,超强台风出现几率大大增加,典型重现期增水值也会相应提高,为了预防风暴灾害的侵袭,需要加深加固海堤、江堤等海岸工程。     

海港工程校核水位的另一个分析方法：纯经验频率曲线法

在进行港口工程潮位年频率分析时,当使用耿贝尔曲线法以及P-Ⅲ型曲线法都不适宜的情况下,利用实测潮位资料,经过特大值处理后,通过经验频率点子的重心,绘出的经验频率曲线——纯经验频率曲线,借以推求重现期多少年一遇的水位,计算结果是比较满意的。此法也应用于一些港口工程设计风速的计算上(即风速频率分析),以间接地推求设计风浪要素,同样也获得满意的结果、     

“海上丝绸之路”的恶劣环境及应对——极值风速和波高

海洋环境不仅决定着工程及人员的安全,也决定着工程建设的效率和经济收益。由此,在海上丝路建设过程中,需要重视海洋环境对经济建设、岛礁建设和战略通道安全的影响,以达到更好更快地建设海上丝路。文章利用ERA-interim阵风资料、ERA-interim海浪再分析资料,采用Gumbel曲线法推算了海上丝路0.25°×0.25°逐网格点上的50年一遇极值风速、极值波高。另外,还计算了某边远海岛的1年一遇、2年一遇、10年一遇……1 000年一遇的极值风速、极值波高。期望可以为海上丝路建设提供参考。     

海港工程潮位年频率分析的另一个方法—纯经验频率曲线法

在进行港口工程潮位年频率分析时,使用耿贝尔曲线法以及P-Ⅲ型曲线法都不合适的情况下而寻找出另一个分析方法——纯经验频率曲线法。它是利用实测潮位资料,通过特大值处理后的经验频率点的重心,绘出的经验频率曲线,借以推算求出重现期水位,计算结果比较满意。 此法也应用于一些港口设计风速（风速年频率）计算上,以间接地推求设计风浪要素、同样也获得比较满意结果。     

考虑风向分布的芝罘岛极值风速季节变化研究

基于角度-线性模型,提出利用风玫瑰图数据直接建立风速与风向联合分布的方法,对烟台芝罘岛地区四季度风玫瑰图建立联合分布模型,采用决定系数评价模型与原始玫瑰图一致性,结果表明统计模型可靠性高,与原始风向风速分布相关性极强;利用联合分布模型,结合根据条件概率推导得到的二维风向风速伪随机数生成算法,对芝罘岛地区100年的风况进行了蒙特卡洛模拟,从中筛选各季节、方位年极值风速数据,结合收集到的该地区1981—1992年极值风速观测数据进行比较,结果显示模拟数据可较好的反映各方位极值风速的变化;进一步利用模拟的年极值数据,对芝罘岛地区各季节,不同方位的10、20及50年风速重现值进行了预测。