由模拟波面统计分析波高－周期联合分布

阐述以实测或拟合海浪谱为靶谱，用等能量分割法作波面数值模拟，从而利用模拟波面统计分析波高（Ｈ）－周期（Ｔ）联合分布。对波候的Ｈ－Ｔ联合分布、长时段海浪连续记录的Ｈ－Ｔ联合分布以及风浪、涌浪和混合浪的Ｈ－Ｔ联合分布进行了讨论。结果表明，只要已知特征波高和周期，就可反演出模拟波面，进而估测Ｈ－Ｔ联合分布情况，这对了解与各种特征波高对应的周期问题及在海洋工程应用上有一定的参考意义。     

由模拟波面分析双峰谱型海浪的统计特征

采用目前国际上最新的随机波分析方法,由协方差矩阵的循环嵌套技术,对美国国家浮标44008站2002年6月一典型的双峰海浪谱资料进行谱分析.以实测平均谱为靶谱,对随机波面进行模拟.得到模拟波面估计谱与实测谱极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致.说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征.利用实测海浪谱密度,统计波特征量的周期概率分布,得到理论周期概率密度与估计周期概率密度分布相符较好,且与模拟波面的波周期分布也较好的一致.利用Longuet-Higgins(1983)模型计算了波高-周期联合概率密度分布.得到变换高斯过程计算的波高与周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布.     

风浪波高和周期的联合概率密度分布

本文采用有代表性的44008美国国家浮标站2003年1～3月实测的海浪谱密度资料,选取三次大风过程进行风浪谱分析。通过对实测平均海浪谱与PM谱、JONSWAP谱及Torsethaugen谱的比较,得到PM谱拟和最好。然后用国际上最先进的随机波分析方法,根据协方差矩阵的循环嵌套技术,以实测平均谱与PM谱为靶谱,对随机波面进行模拟。得到由模拟波面统计的特征值及估计的谱与实测谱结果极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致。说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征。利用Longuet-Higgins(1983)模型计算波高-周期联合概率密度分布,得到变换高斯过程计算的波高、周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布。     

海浪预报知识讲座——第二讲 海浪要素及其特征

１海浪要素 不管海浪是风浪、涌浪、近岸浪或者是混合浪，它们在海上出现时，波高总是有高有低，波长和周期有长有短，因而在实际分析海浪状况时，主要由海浪要素描述。图１表示在一固定点利用海浪自记仪记录到的波面。横轴代表时间，纵轴代表波面相对静止水面的铅直位移。 波面自上而下跨过横轴的交点称为下跨零点（例如图中２、４、６），自下而上跨过横轴的交点称为上跨零点（例如图中１、３、５）。两个相邻上跨零点（或下跨零点）间的时间间隔为周期Ｔ，周期的平均值为平均周期－Ｔ。两个相邻上跨零点（或下跨零点）间的最高点为波峰，…     

西太平洋赤道海域秋季混合浪特征及其谱拟合

根据西太平洋赤道海域秋季实测海浪资料,分析了该海域的混合浪特征,拟合出混合浪的波高、周期分布函数及波高-周期联合分布函数。应用文圣常等提出的深水风浪谱公式,对其稍作改变后拟合涌浪谱;应用他们的改进理论风浪谱公式拟合风浪谱,两分谱公式叠加为混合海浪谱公式。对混合海浪谱的拟合表明,拟合效果良好。     

南麂海域海浪分布基本特征

根据１９６０－１９８９年南麂海洋站的实测风浪资料，分析了该海域的风浪特征，结果认为：这个海域的浪通常是混合浪，常见浪是三级波高的浪；海浪要素的均值分布比较平稳，极值具有不均匀分布的特性，本区的波高和周期的联合分布表明，波高在０．５－１．９ｍ，周期为４．０－６．９ｓ类型的浪在该海域出现频率最高，此外，引用最大熵谱方法找出了本区波高，周期和风速的主要变化周期，还讨论了台风浪的周期与最大波高的经验关系。     

偏态海浪过程的数值模拟

本文对Polge等人提出的“相关传递法”作了进一步数学分析,论证了其成立条件和适用范围.考虑波面偏度对谱形的影响,将模拟的靶谱加以改造,建立了“准相关传递法”.在同时考虑波剖面高度分布和谱两个条件下,对偏态海浪过程进行数值模拟.就模拟结果,分析了以Weibull分布拟合波高分布时,其波面偏度对波高分布中两参数的影响. 文中选用1980-1981年在胶州湾观测的波浪资料对“准相关传递法”加以检验和比较.结果表明:就波高分布、波面极大(小)值分布而言,准相关传递法明显优于传统的线性叠加法,比线性叠加法模拟的结果更接近于实测资料.     

海浪波面的信息熵与海浪的谱宽度参量

将信息熵（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｔｒｏｐｙ）引入到浪波面的研究，通过谱的参量化，建立了谱宽度参量Ｐ，Ｒ，ε＾２，ｖ＾２与它们对应的信息熵之间的关系，这些谱宽度参量，皆可引人到波面与波高的分布函数之中，并指出谱宽度参量具有熵的含义，给出了海浪波面熵的一种合理表示。     

双峰谱型海浪的统计性质

本文利用收集到的实测双峰谱型海浪过程资料,分析讨论了双峰谱形下波高、周期的统计分布,以及波高与周期联合分布及混合浪的有效波高和有效波周期的计算问题,得到若干重要结论.     

双峰谱型海浪的波高和周期分布

本文利用收集到的实测双峰谱型海浪过程资料，把这些资料以波高和周期的相关系数为参数分布５组，讨论每组双峰谱型下波高、周期的统计分布，并探讨了相关系数对波高分布和周期分布的影响。     

基于Beta波面分布的非线性海浪波高分布

基于非线性Beta波面分布,采用经验变换,导出1种仅用随机波面偏度λ3和尖度λ4 2个参数表示的非线性海浪波高概率统计分布--波高类Beta分布.此分布发展了线性窄谱假定下的Rayleigh分布.就所用实验室资料验证而言,本文推导的波高类Beta分布要优于几种工程上常用的波高分布.     

未破碎变浅随机海浪的波高统计分布

利用青岛海洋大学海洋实验室现代化的大型水槽,设计进行了多种海浪强度下,由深水传入近岸不同坡度水底上的变浅随机海浪的模型实验,依据实验资料统计分析结果表明,对近岸变浅随机海浪而言,其波高分布不再符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布,与ГЛУФОВСКИЙ的经验分布也有差异,它不仅与参量Ｈ＝Ｈ／ｄ有关,且与表征深水海浪的波形特征量Ｈ０／Ｔ０有关,并获得其经验关系,为实验应用变浅随机海浪的波高统计分布提供了可能。     

非线性海浪波面与波高的统计分布

采用风浪谱参量化的方法将随机波面无因次化,把波面与波高概率分布的各阶矩展开为谱宽度根方的幂级数,并由此导出波面与波高的统计分布。结果表明,在准确至零阶和一阶时,风浪分别退化为静止海面和单色波;在准确至二阶时,波面为线性模型,即波面服从正态分布;而在准确至三阶以上时,波面分布与Longuet-Higgins导出的非线性海浪模型的Gram-Charlier形分布具有同效益;并在准确至三阶时,导出一种新的波高分布,此分布函数以Longuet-Higgins等给出的Rayleigh分布作为二阶近似的特例。     

双峰谱型海浪的波高和周期分布

本文利用收集到的实测双峰谱型海浪过程资料，把这些资料以波高和周期的相关系数为参数分成５组，讨论每组双峰谱型下被高、周期的统计分布．并探讨了相关系数对波高分布和周期分布的影响。     

双峰谱型海浪波高与周期的联合分布

本文利用实测双峰谱型海浪过程资料，以３种典型谱型分别讨论了双峰谱型下波高与周期的联合分布，并与理论结果进行了比较。     

胶州湾双峰谱型波浪的统计特征

本文对胶州湾实测双峰海浪谱的资料进行了统计分析和谱分析，探讨了双峰谱型海浪的波要素概率分布及其群性特征，并与单峰谱型海浪进行了比较，最后通过双峰谱的合成波高，周期与实测值的比较，对采用能量迭加式的式（９）和式（８）进行一些讨论，主要结果列于本文最后一节。     

双峰谱型海浪波高与周期的联合分布

本文利用实测双峰谱型海浪过程资料，以３种典型谱型分别讨论了双峰谱型下波高与周期的联合分布，并与理论结果进行了比较。     

胶州湾双峰谱型波浪的统计特征

本文对胶州湾实测双峰海浪谱的资料进行了统计分析和谱分析，探讨了双峰谱型海浪的波要素概率分布及其群性特征，并与单峰谱型海浪进行了比较．最后通过双峰谱的合成波高、周期与实测值的比较，对采用能量迭加方式的式（９）和式（８）进行一些讨论，主要结果列于本文最后一节．     

由海浪波高与周期的一元分布函数构成二元分布函数的探讨

目前,在海洋、海岸工程中,对海浪波高与周期的一元概率分布,单独有较深入的研究。但对它们的二元分布(即联合分布),不管是理论上还是实践上,都探讨得很不够。六十年代,苏联的基于波高和周期相互独立的假设,给出了波高和周期的联合分布。七十年代,英国海洋学家Longuet-Higgins基于波浪是窄谱的假设,导出了波振幅和周期的联合分布。但由于这些假设都与实际的海浪现象,有较大的差异,因此,在实际应用上受到了很大限制。近年来,我国海洋工作者应用概率定理建立了浅水周期与波高的联合分布,开辟了一条新途径。     

未破碎变浅随机海浪的波高统计分布

利用青岛海洋大学海洋实验室现代化的大型水槽,设计进行了多种海浪强度下,由深水传入近岸不同坡度水底上的变浅随机海浪的模型实验。依据实验资料统计分析结果表明：对近岸变浅随机海浪而言,其波高分布不再符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布,与Глуховский的经验分布也有差异,它不仅与参量Ｈ＊＝Ｈ／ｄ有关,且与表征深水海浪的波形特征量Ｈ０／Ｔ２０有关,并获得其经验关系,为实验应用变浅随机海浪的波高统计分布提供了可能。