变浅作用下的长周期重力波的实验研究

利用大型水槽设计了在由深水到近岸不同坡度处海浪在变浅作用下诱导产生的长周期重力波的实验。正态随机海浪在深水生成并沿斜坡向浅水传播,记录了不同水深处波面高度随时间的变化过程并进行统计分析和谱分析。实验数据分析结果表明,长周期重力波的能量随着水深的变浅而增高,其谱锋频率位于0.2~0.3fp附近,这里fp是深水正态海浪过程的谱峰频率。长周期重力波的能量与入射波的能量比与波面高度分布的偏度密切相关。进一步分析了两种波动的能量谱峰值比和波面高度分布偏度的相关关系,获得了经验关系,为预测近岸浅水长周期重力波提供了科学依据。     

具有内波特性的渤海南部次重力波

次重力波(infragravity waves)是频率范围介于局地平均Brunt-V¾is¾l¾频率和0.05Hz(涌浪频率)之间的一种海洋波动,其能量在深水大洋中一般甚低,但在浅海中却很强.该波动的研究对于浅海海洋内部混合、近岸海洋工程、海洋生态学、海洋沉积学及军事海洋学均有重要的意义.Munk[1]很早就开始研究这类波动,然而主要由于观测技术的限制,对于该类波动的动力学机制的研究进展迟缓.     

关于波陡的特性

海浪的波陡能同时描述海浪的波高和波长的分布,故已成为合理计算海上建筑物作用力的可靠依据。本文在介绍波陡在实际中应用的同时,结合海洋开发(石油开发、波能开发)的需要提出将波陡换算成波高和波周期的函数,然后连同从天气图后报的海浪资料以及海浪的短期分布资料一起描绘出以波高、周期和波陡为参量的网络图,并确定了波陡在工程上选取的范围。本文还求取了各种特征波陡之间的换算关系,对波陡的某些特性进行了初步分析,阐明了波陡与波高、波周期之间的关系.     

黄渤海沿岸低频水位能量的初步研究

一、引言我国海域辽阔,漫长的海岸线长达一万八千多公里.在这辽阔的海洋中,存在着各种各样的波动,蕴藏着丰富的能量资源,而这种能源取之不尽,用之不竭.象高频波动的海浪,潮频的潮位和潮流,它们的能量有的已经被利用,有的正在被利用.而在海洋中还存在一系列其它波动,如低频水位的波动,它仍含有自己的能量,这也有待于我们去研究.本文用能量谱分析的方法给出该海区低频水位能量的分布并分析能量的来源.因为"谱"系指能量相对于各组成波的频率的分布,水位具有的能量是由各组成波动贡献而得.所以谱是于整个频率范围内实行积分的结果,是水位变化总能量的量度.而     

海浪方向谱的初步分析

一、前言随着海洋资源的开发利用和海洋观测技术的不断更新,海浪方向谱的研究日益受到重视.海浪方向谱,由于它能同时描述海浪能量随频率和方向的分布,故已成为合理计算海上水工建筑物作用力的可靠依据.特别是方向谱能给出不同方向组成波的能量变化,更有助于了解海浪的细微结构及其产生过程.因此,海浪方向谱的研究不仅直接关系到海洋工程的投资效益,而且对海浪生成机制的研究也有重要意义.     

旋转层化二维海洋中扰动的连续谱临界层分析

讨论了旋转层化二维海洋垂直切变基本流中海洋内部波动扰动连续谱临界层出现的情况和可分性问题.当存在垂直切变基本流时,横波型扰动表现为3类波动:一对重力惯性波和一支涡旋波,这3类波动均存在连续谱和临界层;当扰动波长大于该临界波长的1/2而小于临界波长时,则涡旋波的连续谱与重力惯性波的连续谱两波可发生重叠,但临界层不相重叠.在扰动尺度和地转参数小而基本流切变大的条件下, 扰动波长小于临界波长的1/2时,这3类波动的连续谱会发生重叠,在重叠区会出现涡旋-重力惯性混合波,临界层可能发生重叠.     

热带气旋下海浪对大气向海洋输入的动量和能量的影响

海浪不仅决定着海洋表面的粗糙度,由热带气旋引起的海浪,还通过其发展演化控制着大部分的海气之间的动量和能量传递。本文采用热带气旋观测数据IBTrACS和海浪模式WW III的模拟结果探究了热带气旋下海浪对大气向海洋输入的动量和能量的影响。结果发现,近30 a热带气旋的强度约每10 a增加 1 m/s,但移速没有明显变化。热带气旋的强度越大,从大气输入到海浪和从海浪输入到海流中的动量之差和能量之差也越大。由于热带气旋的风场和海浪场都有较强的不对称性,海气动量差和能量差也表现出非均匀分布:动量差较大的区域在热带气旋移动方向的后方,能量差的最大值则分布在右后象限,且二者均为左前方比较小。逆波龄与动量差和能量差呈高度正相关,相关系数约为0.95,说明波越年轻吸收的动量和能量越多。气旋移速越快逆波龄越大,且热带气旋移动速度与动量差和能量差呈正相关,相关系数在0.8以上。因此,海浪影响着大气向海洋输入的动量和能量的分布和大小,在以后关于海洋边界动力学和热力学的研究中,考虑海浪的演化可能会使结果更加准确。     

海滩碎波带波能振荡的多尺度分析

对不同波况条件下实测的一岬间海滩碎波带两个测站的波面数据 ,通过小波变换方法计算了小波能谱 ,并作了显著性检验。结果表明 :( 1 )碎波带波能存在典型的多尺度振荡特性 ;( 2 )在正常波况下 ,波能主要分布于风浪频域 ,入射波自外测站向内测站传播过程中 ,能量具有向低频方向转移的趋势 ;( 3)在高能波况下 ,能量均向长重力波频带增加 ,在长重力波显著尺度 ,二测站之间存在良好的位相一致关系     

台风“Megi”(2010)过程中海浪的特征及其对大气海洋的影响研究

使用海-气-浪耦合系统模拟了台风"Megi"(2010)过程中海洋与大气变化过程,重点研究了台风浪的有效波高、波周期、波向和波长等波参数的分布特征,并通过一组针对海浪的控制试验检验了海浪对台风及海洋环流的影响状况。结果表明:台风过程中的海浪有效波高最高达到了12 m以上,波高高值区域在移动方向的右前方;台风中心附近的海浪波长最长,周期最大,谱峰周期大于平均周期,谱峰波向较平均波向向右偏转了15°～20°。通过与未耦合海浪模式的控制试验对比发现,通过拖曳作用,海浪调节了海面风速的大小,使得台风后部风速减小约3～5 m/s;同时,由于海面粗糙度的增加,台风内核区域潜热通量有所增加,最大达到了15%。另外,海浪的加入加剧了海洋混合,导致了更大程度的降温,模拟值更接近实况值,同时也改变了海流的方向,影响了SST等海洋热动力状态模拟的准确性。     

海浪预报知识讲座

第一讲海浪及其危害1 海浪的定义海浪是发生在海洋中的一种海水波动现象.一般指的海浪是由风产生的波动,其周期为0.5至25秒,波长为几十厘米到几百米,一般波高为几厘米到20米,在罕见的情况下波高可达30米以上.在观测到的资料中[1],有许多关于实测最大波高的记录:1933年2月7日在北太平洋,美国海军的莱梅帕号油船观测到最大波高达34米,周期14.8秒和波速102公里/小时的海浪;1956年4月2日苏联调查船"鄂毕号”在印度洋的南纬40度风暴区域,于风速35米/秒时,使用立体照相测量得到最大波高为24.9米的海浪;在大西洋也曾观测到20.4米的最大波高.1986年8月27日,在我国东海,使用海洋资料浮标测得18.2米的最大波高;1985年8月19日,青岛市南端小麦岛海洋站[2]观测到11米的岸边最大波高.     

斯里兰卡南部海域次重力波特征研究

次重力波在近岸水动力运动过程中起到重要作用,深入地了解次重力波对预防其引发的近岸灾害有着重要意义。结合波浪现场观测方法和数值模拟方法研究了斯里兰卡南部海域次重力波特征。短波和自由次重力波通过海浪谱模型WAVEWATCH III模拟,而约束次重力波通过二阶非线性理论模拟,数值模拟结果与现场观测结果对比吻合良好。研究结果表明,斯里兰卡南部海域大部分时间以自由次重力波为主;在强涌浪海况下（短波波高大于2.5 m,周期大于15 s）约束次重力波逐渐逼近自由次重力波甚至占主导地位;斯里兰卡大陆架极其狭窄,对涌浪的能量损耗作用极为有限,使得近岸面对强劲的涌浪及其伴生的次重力波的侵袭,增大了次重力波引发近岸水动力灾害的风险。     

近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统的现场试验及应用

利用自主研发的近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统,在广东省阳江市闸坡附近海域进行了远程实时监测试验.文章介绍了监测系统的组成,对2007年9月1日-10月3日的观测记录进行了分析,计算出台风增水、波高和波周期,采用低通滤波方法获得重力外波.实验结果表明,研发的近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统可供实际推广应用.     

球坐标系下MASNUM海浪数值模式的建立及其应用

为开展海浪对海洋上混合层的搅拌混合作用及其对海气界面通量的影响等研究,在LAGFD WAM区域海浪数值模式基础上建立了球坐标系下的全球海浪数值模式.重点导出了球坐标系下的海浪能量谱平衡方程及其复杂特征线方程,该组方程包含了背景流场对波动传播的调整、波动沿大圆传播的折射等.数值积分则采用复杂特征线嵌入计算格式.初步数值模拟结果表明,该海浪全球数值模式能够较为精确地刻画海浪的动力过程.     

海洋波动的波谱分析和尺度划分

对垂直切变基本流中刚盖海洋的大、中尺度波动作了波谱分析.发现随着基本流切变的增大和扰动波长的减小,涡旋波和重力惯性波的连续谱区会互相靠拢,最后发生重叠,这时已不能区分为快波、慢波;而能否重叠的关键在于临界波长与扰动波长的相对大小;基本流切变越大,扰动波长越短,重叠现象就越严重.这可用作尺度划分的客观标准.当波动尺度大于临界波长时,属大尺度,这时涡旋波和重力惯性波连续谱区互相不重叠,涡旋波是准地转的;当波动尺度小于临界波长而大于临界波长一半时,出现了涡旋波与重力惯性波连续谱区重叠的现象,并出现了涡旋-重力惯性混合波,而涡旋波是非地转的,此时运动属α中尺度.当波动尺度小于临界波长一半时,则已无纯粹的涡旋波,只有涡旋-重力惯性混合波和纯粹的重力惯性波,此时所有的运动均是非平衡的,该运动属β中尺度.采用这一方法划分的尺度标准与通常的标准在量级上相一致.     

船载雷达观测海浪的研究

随着海洋工程的迅速发展,海洋资源开发和海洋环境保护以及海洋减灾防灾监测预报服务等各方面都特别需要沿岸近海的海浪动态特征信息.目前对海浪研究一般采用两种方法,一是动力学方法,二是统计学方法,但在研究中往往将两种方法结合起来[1].比较经典的方法是利用流体力学方程研究理想的规则波动(正弦波动、余弦波动、斯托克斯波动等),把海水视为不可压缩的理想流体,运动是无旋的.这一类的研究成果能够说明海洋中实际发生的一些比较规则的波动现象.     

ZC-1型重力测波仪通过鉴定

ZC—1型重力测波仪是一种电缆遥测波浪测量仪器。它用于船舶停泊状态下,释放带有测头的浮子,并用电缆传输信号,利用安装在船舱内的二次仪表,连续地记录海浪的波高和周期。由于仪器采用重力测波原理,它不要求固定的安装点,可随波逐流,测出波面参数,所以该仪器可用于深海远洋测波。     

海浪预报知识讲座 第四讲 海浪监测与预报系统

１ 海浪观测 海浪预报和气象预报一样是建立在广泛而实时的资料来源基础上。许多海洋国家在建设和完善本国的海洋观测网的同时，积极参加联合国政府间海洋学委员会（ＩＯＣ）和世界气象组织（ＷＭＯ）联合筹建的“全球海洋环境监测网” 的活动。 目前实时收集、传输、处理和交换海浪资料主要依靠国家和国际海洋监测网。海浪观测主要由志愿测报船、海洋遥测浮标、海上作业平台和岸边海洋站进行。 海洋站海浪观测项目有海况、波型、波向、波高、周期、波长和波速。海况和波型通常采用目测方法，波型分为风浪、涌浪、以风浪为主的混合浪、以涌…     

全球海洋高频波动主振荡周期的纬向带状分布特征

基于1992年10月至2000年12月的TOPEX/Poseidon和ERS-1/2卫星高度计资料,分析了周期短于150d的高频波动及其能量的空间分布特征.在功率谱密度计算基础上,分析特定频段所含能量占周期短于150d的高濒波动总能量的百分比,发现该频段最强振荡(下文称主振荡)所对应的周期从近赤道的1个月逐步增加至南北纬30°附近的4个月,进一步分析表明主振荡周期的这种变化是连续的,与西向行星Rossby波的相速随纬度增加而变慢相对应.主振荡所对应的周期在全球海洋中呈显著的带状分布.进而表明在14°N(S)附近60d周期的振荡除通常所认为的由于潮汐混淆所造成的虚假信号之外,主要是行星Rossby波形态的真实信号.     

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。     

海滩碎波带波能振荡的多尺度分析

对不同波况条件下实测的一岬间海滩碎波带两个上的波面数据,通过小波变换方法计算了小波谱,并作了显性检验。结果表明：（１）碎波带波能存在典型的多尺度振荡特性;（２）在正常波况下,波能主要分布于风浪频域,入射波自外测站向内测站传播过程中,能量具有向低频方向转移的趋势;（３）在高能波况下,能量均向长重力波频带增加,在长力波显尺度,二测站之间存在良好的位相一致关系。