波高的长期极值统计分布

通过对国内外常用的４种极值波高分布模式的拟合与比较,得到了以下结论：（１）由于地区差异,港口工程技术规范给出的一单一模式并非具有普遍性,对同一工程应该采用多种理论分布进行计算比较,从中选择最佳模式。（２）应用麦奎尔特法拟合Ｗｅｉｂｕｌｌ分布实现了对未知参数的一举寻优,解的收敛速度快,结果稳定且精度高。同时对其它几种分布实现了资料的微机化处理;（３）本文算例用４种极值分布对不同重视值波高进行了比较,     

广西沿海年极值波高分析

经分析发现广西沿海极值波高不符合用的P－Ⅲ型分布，并分析了其符合的分布函数，结果表明对Weibull分布符合最好，为解决Weibull分布参数难于确定的问题，引入了共轭梯度法计算其参数，最终计算了多年一遇极值波高。     

年极值重现期波高的探讨

本文对以前使用的推算重现期波高的几种概率分布进行了评述。根据WMO标绘法,标绘在Weibull概率纸上的年极值波高都具有由两条直线组成折线的特点,提出用复合型Weibull分布律推算重现期波高的方法。     

年极值波高的分布特点及其频率曲线的选配

对海岸工程或海洋工程结构物必须考虑防御波浪的能力,因为它关系到工程的安全和造价.为了防止最大波浪的破坏,就要给出某一重现期的单个极值波浪.重现期波高的推算,许多学者做过探讨.尽管讨论的方法不同,但一致的观点是选取拟合资料最好的分布函数.     

年极值波浪长期分布的研究

本文指出现行海港水文规范中设计波浪频率分析计算的缺点并探讨了用对数正态分布律来拟合年极值波浪的可能性。提出了理论频率曲线的抽样误差:探讨了经验频率计算公式,试用建筑物使用年限及危险率作为设计波浪标准的可能性。     

连云港海域极值波高统计资料年限初探

利用连云港1960-2011年连续51 a长期波浪资料,针对不同资料年限共分41组情况,结合适用本海域的年N大波法(N=8)与三参数Weibull分布函数的最优组合方式,进行设计波高计算与比较分析,得到更优资料年限,以及满足精度要求的最少年限等结论。结果表明:在连云港海域,对于中长期资料年限,19~30 a结果相对稳定可靠,对于长期资料年限,47 a以上更为合理,结果可信。同时给出计算百年一遇重现期时47 a以上资料较为合理,五十年一遇重现期时19~30 a较为合适,最少也得19~22 a,二十年一遇重现期时至少需要15~18 a。     

连云港海域极值波高统计分析方法研究

利用连云港1960-2011年连续波浪资料,采用年最大波高法、波高阈值法和年N大波法3种采样方法,结合Gumbel和三参数Weibull两种分布函数,进行设计波高相关计算,并对结果进行讨论和分析,以选出较好的采样方法、分布函数及较优的组合。结果表明,在该海域计算设计波高时,采样方法首选年N大波法,N取值7~8个较优;其次是波高阈值法,阈值取为1.7~2.0 m较合适,即阈值的取值使得每年波高数平均在8~12个左右为宜;年最大值法结果可作参考。Gumbel和三参数Weibull分布函数均可使用,后者比前者的适用性更佳。通过计算分析后可得初步结论,最优组合方式是每年取8个大波,利用三参数Weibull分布函数进行计算。同时给出最优组合下连云港海域不同重现期设计波高值,供设计参考。     

确定海上极值波高的一种方法

本文介绍了海上极值波高设计值的确定方法,在数学原理上,该方法主要是通过波高的理论分布,或者由实测资料得出的波高经验概率分布,推求海上极值波高的众值和具有一定保证率的设计值。对于实测波高经验分布的模拟,本文采用F(x)=1-exp[-αx~bexp(-cx~d)]形式的拟合函数,并用非线性最小二乘法原理确定拟合函数中的非线性参数。实践证明,本方法计算简便,效果良好,可供实际工程设计时使用。     

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。     

年极值波浪长期分布推算的探讨

一、前言极值波浪的长期分布规律对于海港和海上建筑物的设计是极为重要的。它包括对极值波浪系列选定一个合适的概率分布,并外延确定一个合适的设计值。在我国“海港水文”规范中,建议用皮尔逊Ⅲ型分布来拟合经验频率曲线,在实际工作中,适线时常常为照顾首部累积率很小的一两个大值及尾部若干小值等少数点据而人为地调整 CV 及 Cs     

极值波高建模中不确定性的模糊量化方法

A non-traditional fuzzy quantification method is presented in the modeling of an extreme significant wave height. First, a set of parametric models are selected to fit time series data for the significant wave height and the extrapolation for extremes are obtained based on high quantile estimations. The quality of these results is compared and discussed. Then, the proposed fuzzy model, which combines Poisson process and generalized Pareto distribution(GPD) model, is applied to characterizing the wave extremes in the time series data. The estimations for a long-term return value are considered as time-varying as a threshold is regarded as non-stationary. The estimated intervals coupled with the fuzzy theory are then introduced to construct the probability bounds for the return values. This nontraditional model is analyzed in comparison with the traditional model in the degree of conservatism for the long-term estimate. The impact on the fuzzy bounds of extreme estimations from the non stationary effect in the proposed model is also investigated.     

极值波高Weibull分布的参数估计方法对比分析

介绍了三参数威布尔分布及其4种参数估计方法：极大似然估计法、相关系数优化法、灰色估计法和概率权重矩法。利用蒙特卡罗法对以上参数估计方法进行不同样本尺度的模拟,通过偏差、标准差和均方误差对比分析各种方法的特点、精度和适用性。运用上述方法结合涠洲站34a实测年极值波高,推算涠洲岛的设计波高,从相关系数、均方根误差和Q统计值分析各种方法的差异及优劣性。结果表明,小样本情况下各估计法的差别较大,而大样本时差别较小,极大似然估计法能较好拟合各种大小的样本,相关系数优化法次之;选取合适的经验频率会提高参数估计精度;各种参数估计方法计算而得的设计波高相差不大,其中极大似然估计法的精度最高     

江苏滨海海域海上风电场的极值波高推算

为了给江苏滨海海域海上风电场的结构设计提供更为合理的设计参数,本文利用定量分析法对比分析了采用不同推算方法推算得到的工程海域极值波高,讨论了不同推算方法的差异及影响。结果表明：采用年极值法、条件极值法（包括风暴统计法、阈值上限法）和组合法推算出的工程海域极值波高受理论频率曲线、热带风暴年均频次、极端设计风速和特定水位的影响较大。其中,热带风暴年均频次主要影响风暴统计法推算的结果,当热带风暴年均频次不小于1时,推算的结果趋于稳定,相对偏差小于5%;极端设计风速和特定水位主要影响组合法推算的结果,极端设计风速的选择主要影响极值波高在各个方向上的分布,特定水位的叠加主要影响极值波高的幅值;对于非特定水位下的极值波高,利用条件极值法中的风暴统计法推算的结果最大,为6.55 m;利用年极值法中P-Ⅲ型曲线推算的结果最小,为5.48 m;两者相对偏差约20%;对于特定水位下的极值波高,利用组合法推算出的NW—SE方向极值波高与水位呈正相关,即叠加正水位时,极值波高增大,叠加负水位时,极值波高减小,幅值变化可达±15%;且极值波高的方向分布与所采用的极端设计风速的方向分布相同,利用极值波高对应的设计...     

东中国海大浪频率和极值波高统计分析

基于目前国际先进的第三代海浪模式SWAN,以QuikSCAT/NCEP混合风场为驱动场,对东中国海1999年8月—2009年7月间的海浪场进行模拟,利用模拟结果对25°N以北的大浪频率、极值波高进行统计分析。结果表明:(1)东中国海的大浪出现频率在11月最高,5月最低。西部和北部的大浪频率低于南部和东部;(2)中国沿岸的最大波高不超过3 m,而东部琉球群岛附近海域的最大波高在7 m以上,最高可达11m。     

极值波高与历时联合分布的重现水平分析

使用美国北卡罗来纳州的 FRF 1985—2016 年的极值波高及其持续时间数据,采用最优的 Gumbel-Hougaard copula函数和 Kendall 分布函数构建极值波高和相应历时不同组合的联合概率分布模式,分析各个组合的遭遇概率、“或”重现期、“且”重现期和 Kendall 重现期,以出现最大可能概率的方法推算各组合联合设计值。结果表明：Kendall 重现期所对应的累积频率更准确地代表了特定设计频率下的风险率;重现期分别为 5 年、10 年、20 年、50 年、100 年、200 年推算的 Kendall重现期设计值介于“或”重现期和“且”重现期设计值之间,小于相应的边缘分布设计值;基于 Kendall 重现期的极值波高及其持续时间不同重现期组合推算的结果可为海洋工程构筑物设计与风险管理提供新的选择与参考。     

经略21世纪海上丝路之海洋环境特征:极值风速和极值波高

极值风速和极值波高是海洋工程、海洋能开发、防灾减灾等极为关注要素。文章基于来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA-interim海浪再分析资料、ERA阵风资料,计算了"21世纪海上丝绸之路"涉及海域的年极值风速、极值波高,并首次计算了不同季节的极值。结果表明:1南海的50年一遇年极值风速大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;极值波高的分布特征与极值风速大体一致。2南海的极值风速在各个季节都大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;南海-北印度洋的极值风速在JJA和SON期间明显大于MAM期间,DJF期间最小。3南海各个季节的极值波高都大于北印度洋,阿拉伯海的极值波高在MAM和JJA期间明显大于孟加拉湾;南海的极值波高在JJA和SON期间明显大于MAM和DJF期间;北印度洋的极值波高在JJA期间最大,MAM次之,DJF最小。     

基于广义Pareto分布的波高极值序列频率分析

应用广义Pareto分布(GPD)分析超阈值波高序列的设计值。以位于美国北卡罗来纳州的FRF历时32年连续测量的逐日波高序列为例,检验了不同波高阈值样本的泊松分布,采用多种方法综合确定最佳阈值的拟合优度指标。对最优广义Pareto分布和GEV分布及P-Ⅲ分布推算的波高重现水平做了对比分析。得到以下结论:(1)波高的GPD属于短尾型分布;(2)拟合优度指标表明构建的波高GPD模型普遍优于GEV和P-Ⅲ型;(3)GPD的参数估计方法对设计波高的计算结果有较大影响。     

TOPEX卫星高度计有效波高数据分析与极值统计预报

利用TOPEX卫生高度计测量的有效波高资料，对中国近海9个海域进行了卫星主度计的C，Ku两波段测量值的比较分析与处理,出合理的有效波高数值。利用三参数Weibull分布，以渤海海域、上海附近海域和南海东部海域的作为特定区进行有效波高的极值统计预报，并进行了统计分析。     

经略２１世纪海上丝路之海洋环境特征：极值风速和极值波高

极值风速和极值波高是海洋工程、海洋能开发、防灾减灾等极为关注要素。文章基于来自欧洲中期天气预报中心（ＥＣＭＷＦ）的ＥＲＡ－ｉｎｔｅｒｉｍ 海浪再分析资料、ＥＲＡ 阵风资料,计算了“２１世纪海上丝绸之路”涉及海域的年极值风速、极值波高,并首次计算了不同季节的极值。结果表明：①南海的５０年一遇年极值风速大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;极值波高的分布特征与极值风速大体一致。②南海的极值风速在各个季节都大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;南海－ 北印度洋的极值风速在ＪＪＡ 和ＳＯＮ 期间明显大于ＭＡＭ 期间,ＤＪＦ期间最小。③南海各个季节的极值波高都大于北印度洋,阿拉伯海的极值波高在ＭＡＭ和ＪＪＡ 期间明显大于孟加拉湾;南海的极值波高在ＪＪＡ 和ＳＯＮ 期间明显大于ＭＡＭ 和ＤＪＦ期间;北印度洋的极值波高在ＪＪＡ 期间最大,ＭＡＭ 次之,ＤＪＦ最小。     

TOPEX卫星高度计有效波高数据分析与极值统计预报

利用 TOPEX卫星高度计测量的有效波高资料 ,对中国近海 9个海域进行卫星高度计的 C,Ku两波段测量值的比较分析与处理 ,得出合理的有效波高数值。利用三参数 Weibull分布 ,以渤海海域、上海附近海域和南海东部海域作为特定区进行有效波高的极值统计预报 ,并进行了统计分析