波浪浮标数据比测评估

海浪是我国海洋环境业务化观测要素之一,也是海洋预报的重要参数之一,波浪观测仪器对海浪长期、稳定、准确的观测直接影响了科学研究和海洋海岸工程设计的科学性和合理性。为此,波浪观测仪器需进行室内实验室测试和室外海上测试,但目前进入业务化系统的波浪观测仪器一般只进行了实验室计量检定,缺乏现场测试评价。现阶段,用于波浪观测的主要仪器为重力式波浪浮标,为进一步检验重力式测波浮标的稳定性、可靠性,验证波浪数据的有效性、准确性,本文设计了实验室和海上比测试验,分析对比了国内外几种主流测波浮标的观测结果,总体来看,山东省科学院海洋仪器仪表研究所的SBF3-2型波浪浮标和国家海洋技术中心的SBF6-1型波浪浮标观测效果最好,准确性较高,稳定性较强。     

现场ηUV、PUV和UV波浪方向谱估计方法及比较

波浪方向谱的现场观测和谱估计方法是海洋动力研究的重要基础课题之一。本文依据不规则线性波理论，推导了ηＵＶ、ＰＵＶ和ＵＶ方法方向谱计算式，并利用η和ＰＵＶ实测数据进行了方向谱估计，同时比较了各种模式优劣，为现场波浪观测提供依据。     

海岸河口高潮滩盐沼边界层沉积动力研究

此项目采用实验（现场、室内）方法研究海岸（河口）高潮滩盐沼泥沙过程 ,即波浪、潮流、海岸盐生植物、细颗粒悬沙和淤泥质底床的相互作用。（１）高潮滩盐沼盐生植物的野外调查 :海岸盐生植物的属种、高度、大小、密度 ;（２）高潮滩盐沼边界层水流结构的现场实验观测 :ａ．潮流水位、流速、紊动的野外现场观测 ;ｂ．波浪衰减的观测 ;（３）高潮滩盐沼细颗粒悬沙浓度的现场观测 ;（４）高潮滩盐沼地区长期、短期细颗粒泥沙堆积和侵蚀速率的现场观测 ;（５）海岸盐生植物作用下波浪、潮流边界层的室内实验研究 ;（６）海岸盐生植物作用下细…     

连云港淤泥质海床上波浪衰减研究──实验、观测及理论模型比较和评价

本文对连云港淤泥质海床波浪衰减问题通过室内实验、现场观测和理论模拟进行了综合研究，重点介绍了四种典型理论模型（粘性模型、粘弹性模型、宾汉模型及多孔介质模型），并通过与实验和现场观测结果的全面综合比较，对这些理论模型用于研究连云港地区波浪衰减规律的适用性进行了分析讨论。本文最后指出，针对连云港实际情况今后需要着重研究和发展波浪与淤泥底相互作用的非线性理论模型。     

漂流式波浪浮标及其在西北太平洋的观测应用

波浪观测是海洋观测的主要内容之一,对海浪的现场观测和深入研究对准确预报海浪具有十分重要的意义。本文设计了一种新型漂流式波浪浮标,采用高精度惯性导航模块作为测量元件,同时高频获取三轴加速度、角加速度、欧拉角、地磁数据,通过内置ARM处理器对测量数据进行波浪参数的采集和解算。浮标具有整体体积小、成本低的特点,既可以漂流观测,也可以定点锚系观测,能够实现对海浪的长期、大范围、高精度观测应用。本文通过该漂流式波浪浮标在2019年西北太平洋航次的观测应用,对西北太平洋黑潮延伸体海区和日本海区域海浪的有效波高、周期等波浪要素的时空变化特征进行了详细分析,取得了良好的测量结果。     

三亚湾X波段雷达海浪比测试验研究

近年来,X波段雷达已经成为重要的海洋现场观测设备,应用越来越广泛,但其在复杂天气条件下的观测准确性还需要进一步探讨。因此,为了验证X波段测波雷达对于海洋波浪的观测性能,对安装于我国三亚市三亚湾的X波段雷达设备及布放在该区域的波高仪进行了海浪比测试验,通过对压力测波与X波段雷达测波两种不同探测机制在不同海况下实际海浪观测数据结果的分析可以得出：X波段雷达对于海浪观测的结果较为理想,与压力测波结果相关性较高,在不同天气条件下,均能够准确地反演大范围海域的海浪信息。根据研究结果,X波段雷达的波浪现场观测数据完全可以达到海洋环境监测的要求。     

单一底坡破碎波浪的若干特征

一、自然环境与现场观测 陵水湾位于海南岛东南部,湾口开阔,南面朝向辽阔的南海。因而,在偏南浪的条件下,宜作破碎波浪与外海波浪的对比观测(图1)。     

滦河口波浪状况分析

本文根据部分现场观测及波浪后报估算资料,对河口地区海浪的一般特征、折射规律及波浪向河口的衰减作了初步分析。     

胶州湾波浪状况分析

本文根据胶州湾不同时间,不同地点的波浪观测资料,分析了胶州湾的波浪特点和灾害性天气影响时的波浪状况。     

海洋水文多参数测量仪确定主波向的方法和应用

海洋水文多参数测量仪是南海海洋研究所新研制的一种可以同步测量海流、波浪、潮位、水温、电导率的仪器,利用同步观测压力和矢量流速估计海面方向谱的方法（PUV方法）可以计算得到海面方向谱,进而求得主波向。利用该仪器现场实测数据与荷兰MARKⅡ型“波浪骑士”方向浮标观测资料进行对比分析,表明两者的主波向吻合性好。     

一种基于波浪能的海洋立体观测系统及应用

随着海洋波浪能发电技术的发展和成熟,其在海洋观测领域的应用受到关注和研究。自主设计并研制了一种集波浪能发电、海表/海底同步观测、实时4G 通信传输、远程无线控制于一体的海洋立体观测系统,于2021 年7 月在珠江口万山岛海域通过锚泊系留方式布放,开展海上波浪能供电和观测应用试验。海试期间连续获取了海底原位观测视频数据,以及海表波浪变化和波浪能发电参数等监测数据,并对波浪能发电电流、电压和功率进行了统计分析,讨论了波浪能发电水平受波浪变化的影响,分析了两者之间的相关性。试验结果表明：利用波浪能供电的海洋观测系统具备连续、长周期、全天候观测的优势和潜力,源源不断的波浪能可保障海洋观测系统的稳定观测和数据可靠传输,实现了海洋观测系统长期独立运行所需的绿色高效供能,验证了波浪能在海洋观测领域应用的可行性和先进性。     

海南东方近岸海域海浪观测特征研究

利用海南东方近岸海域2014年至2015年间一整年的海浪观测资料, 分析了海浪的时间变化特征。观测时间段内, 有效波高最大值为4.03m, 平均值0.79m; 平均周期最大值为6.32s, 平均值为3.58s。该海域冬季波高较大, 秋季最小, 常浪向为SSW方向, 强浪向为WSW向。基于该长期观测数据, 文章亦研究了平均周期、有效波高之间的关系, 同时还确立了该海域波高与平均持续时间之间的关系。最后讨论了观测时间段内波浪能流密度的变化特征, 发现一年中能流密度大于2kW·m^-1的频率为26%, 且从全年的计算结果来看, 观测位置处12月的波浪能较适宜开发, 但总体波浪能资源不够丰富。文章对于认识海南东方近岸海域波浪特征以及工程设计都具有重要的意义。     

内波的生成、传播、遥感观测及其与海洋结构物相互作用研究进展

内波是层结海洋中普遍存在的一种海洋动力学现象,包含内潮、内孤立波、近惯性内波等多种形式,由于其携带能量巨大,分布范围广,发生频率高,对海洋结构物造成严重威胁。对国内外关于内波生成、传播演化、海遥感观测及其与海洋结构物相互作用方面的研究进展进行综述。总结了关于内波的生成机制、浅水和深水区域内波传播演化特征、实际海洋内波特征的遥感观测以及内波与海洋平台及水下潜器相互作用的研究成果,讨论了数值模拟、模型试验、遥感观测等研究手段在海洋内波研究中的应用以及取得的相应研究成果。最后,在探讨海洋内波研究趋势的基础上对未来关于内波生成机制及其海洋学特征观测相关研究需考虑和解决的问题进行了展望。     

Nearshore Wave Field Analysis Using SAR Images

1 .Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ1ＴｈｉｓｓｔｕｄｙｗａｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮＳＣｉｎＴａｉｗａｎｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔＮｏ .ＮＳＣ 89 2 611 Ｅ 0 0 6 0 4 0 . Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ.Ｅ ｍａｉｌ:ｄｊｄｏｏｎｇ @ｐｃｈｏｍｅ .ｃｏｍ .ｔｗ　　Ｏｃｅａｎｗａｖｅｓ ,ｗｈｉｃｈａｒｅｅｘｔｒｅｍｅｌｙｒａｎｄｏｍ ,ａｒｅｄｉｒｅｃｔｌｙａｎｄｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｎｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉ ｃａｌ,ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ,ｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃａｎｄｔｏｐｏｇ…     

双边多单元造波机造波性能分析

由若干独立摇板组成的多单元造波机是实验室研究波浪及其与海洋工程结构物相互作用的重要设备。由于单元摇板宽度和波浪周期对斜向波浪模拟方向角的限制、斜向波浪模拟引起的杂波和三维短峰波浪模拟的有效实验区范围等,是影响多单元造波机波浪模拟质量的关键问题。通过对海洋深水池双边多单元造波机性能的分析,获得了波向角与规则波浪周期的关系,避免杂波产生的波浪周期范围和三维短峰波浪有效实验区的范围。分析结果对于海洋深水池高质量模拟波浪并为海洋工程结构物模型试验提供良好的波浪环境条件具有重要意义。     

基于人工神经网络的台风浪高快速计算方法

采用2010—2017年南海5个浮标波高观测资料和中国气象局热带气旋最佳路径集中的热带气旋参数, 基于前馈型误差反向传播(Forward Feedback Back Propagation, FFBP)神经网络(Artificial Neural Network, ANN)方法, 分别建立了各浮标站的台风浪高快速计算模型。研究显示, 基于热带气旋中心坐标、中心最低气压、近中心最大风速、热带气旋中心与浮标之间的距离和方位4个参数建立的神经网络模型经反复训练后, 模型输出结果可以很好地拟合观测数据, 各浮标有效波高计算值与观测值的均方根误差小于0.3m, 平均相对误差为5.78%~7.23%, 相关系数大于0.9, 属高度相关。独立测试结果显示, “山竹”( 国际编号: 1822)影响期间有效波高最大值的神经网络模型预报结果与观测值基本吻合, 相对误差为-31.06%~0.98%, 但计算的最大值出现时间和观测情况不完全一致。该计算方法可应用于热带气旋影响期间的有效波高最大值计算, 因而在海洋工程领域和海洋预报领域具有应用前景。     

我国业务化海洋观测仪器发展探讨——浅析中美海洋站仪器的差异、趋势及对策

海洋站业务化观测仪器是业务化海洋观测系统的重要实体支撑。将我国海洋站中典型的国产业务化测量仪器与美国同类仪器在性能指标方面进行了对比分析,结合世界前沿海洋仪器发展现状总结了未来主要发展趋势,探讨了我国业务化海洋仪器优先发展的主要方向。结果表明,相比美国,我国国产验潮仪精度低1个数量级,测波仪的波高、周期和波向精度分别平均低0.2 m、0.27 s和5°~10°,国产观测仪器在业务运行可靠性和稳定性方面存在不足。世界海洋观测装备将更加信息化、智能化、专业化和模块化,并通过谱系化发展使其功能日臻完善,可靠性不断提高。在此趋势下,我国业务化海洋观测仪器应优先重点发展高精度传感原件和材料、抗生物污损和防腐蚀技术以及智能电子电路、人工智能和自动化技术等。     

海洋观测方法之研究

本文讨论了海洋观测技术的定义，厘清了其与海洋探测技术和海洋监测技术的关系，并在认识海洋观测数据本质的基础上，从技术性、实时性、经济性和适用性等4个方面，来讨论海洋观测方法。本文研究表明，抓着观测数据的本质保障观测数据的质量；观测手段特别是平台技术决定观测技术的实时性；实时性反映海洋观测任务的需要及观测技术的水平；经济性决定观测技术的选用；适用性进一步决定海洋观测技术的最佳形式，甚至衍生出新的观测技术。     

Estimation of extreme wave heights using GEOSAT measurements

Satellite technology has yielded a large database of global ocean wave heights which may be used for engineering applications. However, the sampling protocol used by the satellite leads to some difficulties in making use of these data for practical applications. These difficulties and techniques to estimate extreme wave heights using satellite measurements are discussed. Significant wave heights for a 50-year return period are estimated using GEOSAT measurements for several regions around North America. Techniques described here may be used for estimation of wave heights associated with any specified return interval in regions where buoy data are not readily available.     

Estimation of extreme wave heights using GEOSAT measurements

Satellite technology has yielded a large database of global ocean wave heights which may be used for engineering applications. However, the sampling protocol used by the satellite leads to some difficulties in making use of these data for practical applications. These difficulties and techniques to estimate extreme wave heights using satellite measurements are discussed. Significant wave heights for a 50-year return period are estimated using GEOSAT measurements for several regions around North America. Techniques described here may be used for estimation of wave heights associated with any specified return interval in regions where buoy data are not readily available.