海气热通量算法的改进及应用

COARE模型是国际上常用的计算海气热通量的算法,其风速适用范围可达20m/s,但未包含飞沫等高风速下的影响因子,将其直接扩展到20m/s以上风速的海况存在不合理性。本文提出了适合各种风速条件下的包含飞沫影响的海面动力粗糙度长度参数化方案,并利用该方案改进了COARE 3.0模型。利用南海浮标的观测数据,根据改进的COARE 3.0模型计算了海气热通量,分析了飞沫对海气热通量的影响。结果表明,在0～20m/s风速范围内,感热通量与潜热通量主要由海气温差和海气湿差决定,与波龄的相关性很小,飞沫对热通量无显著影响。当风速大于20m/s,感热通量和潜热通量与海气温差和海气湿差的相关性减小,与波龄的相关性增加,潜热通量与波龄呈现负相关。考虑飞沫的效应后,总热通量明显增加,飞沫所增加的感热通量平均可占界面感热通量的38.89%,飞沫所增加的潜热通量平均占界面潜热通量的39.19%。     

Intermittency of wind wave group breaking

Knowledge on intermittency of wave breaking is so far limited to a few summary statistics, while the probability distribution of time interval between breaking events can provide a full view of intermittency. Based on a series of experiments on wind wave breaking, such probability distributions are investigated. Breaking waves within a wave group were taken as a single breaking event according to recent studies. Interval between successive wave groups with breaker is the focus of this paper. For intervals in our experiments with different fetch and wind conditions, their distributions are all skewed and weighted on small intervals. Results of Kolmogorov-Smirnov tests on time series of these intervals indicate that they all follow gamma distribution, and some are even exponential type. Average breaking-group-interval decreases with friction velocity and significant steepness until the wind is strong enough;most of them are more than 10 times the dominant wave period. Group breaking probability proposed by Babanin recently and the average number of breaking waves in wave groups are also discussed, and they are seemingly more reasonable and sensitive than traditional breaking probability defined in terms of single wave.     

论运动坐标系中的海浪谱

基于Galieo变换，导出了运动坐标系与静止坐标系中海浪谱间的关系。由于海浪是频散的，两者间的关系是频率相关的。运动坐标系中的海浪频谱是与静止坐标系中的海浪方向谱相联系的。以文氏谱作为静止坐标系中的海浪频谱，给出了不同速度下运动坐标系中的海浪频谱。     

双峰海浪频谱的一种表示

采用低频分谱和高频分谱叠加的思想，提出了双峰海浪频谱的一种表示。所用的分谱形式为以便于确定的物理量为参数的Ｎｅｕｍａｎｎ型谱形。给出了由实测双峰谱的特征量确定分谱参数的合理途径，解释了以往双峰谱表示中高频部分过高估计的原因并予以解决，最后应用于胶州湾和南海西沙海域的实测谱。     

风浪成长关系的分析及其对3/2指数律的支持

系统地分析比较了迄今根据观测已提出的一些风浪成长关系。通过研究发现 :这些风浪成长关系式存在较大的不协调性。然而 ,当消去无因次风区后 ,由这些关系式得到的无因次波高与无因次周期关系却与 3/ 2指数律有着非常好的协调一致性。还分析 Wen etal构造出的代表平均状况的风浪成长关系。发现由这一风浪成长关系得到的无因次波高与无因次周期关系是与平均状况的 3/ 2指数律完全一致的。上述风浪成长关系构成对 3/ 2指数律的观测支持 ,从而说明了 3/ 2指数律的普遍性。并提出这些风浪成长关系间不协调性的一个可能解释     

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。     

破碎波群间隔统计分布

基于一系列实验室风浪破碎实验,讨论破碎波群间隔的统计分布。实验时风速分别设定在6～9 m/s间几个不同的风速水平,破碎波群间隔定义为两个相继发生破碎的波群中破碎首发时刻之间的时间间隔,破碎依据波面信号和实验者同步记录的破碎标记信号判别,分布拟合检验采用Kolmogorov-Smirnov检验。数据分析结果表明:1)所有实验信号的破碎波群间隔都服从Gamma分布;2)低风速情形的破碎波群间隔大多服从指数分布——Gamma分布的一种特殊情形;3)相同实验条件下的破碎波群间隔具有相同的分布。这意味着破碎波群的发生可以视为一种更新过程。     

基于1985—2010年历史资料的山东省台风灾害风险评估

基于对1985—2010年间的多种历史资料和数据分析,对山东省成灾台风进行了灾害风险评估。为减少不同时期社会经济发展水平对灾害损失评估结果的影响,用标准化方法分析评估了各年的灾害损失。采用模糊数学的方法建立了综合定量指标,利用所建立的指标综合地考察了台风灾害的影响。在分析各致灾因子的作用时,将台风灾情与人文、社会要素相结合,并利用地理信息系统(GIS)平台进行了综合分析。评估结果表明,标准化的台风灾害损失情况呈逐年下降趋势,并呈现地域差异,具有明显的时空分布特征。本文研究结果可望为山东省沿海地区台风灾害的防灾减灾工作提供参考。