风暴潮对海浪影响的数值研究

采用第三代海浪模式和线性全流风暴潮模式计算封闭海域内风暴潮对风浪的影响，海浪模式中钫含水深变化及平均流变化引起的波浪绕射项，计算了不同风速和不同静水深情况下风暴潮引起的风浪波高的变化，计算结果表明：静水深为１０ｍ及风速为３０ｍ／ｓ，风暴潮引起的风浪波高的相对变化的最大值达３９％；而静水深超过４０ｍ时，即使风速为４０ｍ／ｓ，风暴潮引起的风浪波高的相对变化的最大值小５％。     

风暴潮对海浪影响的数位研究

采用第三代海浪模式和线性全流风暴潮模式计算封闭海域内风暴潮对风浪的影响。海浪模式中包含水深变化及平均流变化引起的波浪绕射项。计算了不同风速和不同静水深情况下风暴潮引起的风浪波南的变化。计算结果表明：静水深为１０ｍ及风速为３０ｍ／３时，风暴潮引起的风浪波高的相对变化的最大值达３９％；而静水深超过４０ｍ时，即使风速为４０ｍ／ｓ，风暴潮引起的风浪波高的相对变化的最大值小于５％。     

应用Boussinesq方程对由航道开挖所造成水深变化对波浪传播所产生的异常波况的数值研究

应用Boussinesq方程采用有限差分法建立了非线性数值波浪模式，并应用该模式对由航道开挖所造成水深变化对波浪传播产生的异常现象进行了数值模拟研究。从结果来看这种异常波浪局部增大现象是由于入射波与航道夹角过小，使波浪无法折射入航道，而在航道两侧反射叠加的结果。因此说水深的变化对波浪产生的反射现象也是不可忽视的。     

应用Boussinesq方程对由航道开挖所造成水深变化对波浪传播所产生的异常波

应用Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程采用有限差分法建立了非线性数值波浪模式，并该模式对由航道开挖所造成水深变化对波浪传播产生的异常现象进行了数值模拟研究。从结果来看这种异常波浪局部增大现象是由于入射波与航道夹角过小，使波浪无法折射入航道，而在航道两侧反射叠加的结果。因此说水深的变化对波浪产生的反射现象也是不可忽视的。     

基于重叠正射影像的浅水水深测量方法

在立体影像双介质测量水深和多光谱影像反演水深的研究基础上,提出将两者集成的途径。在重叠正射影像的有纹理水域采用折射法获取水深值,将折射法获取的水深值作为多光谱反演模型的参考值,获取反演模型参数,将反演模型应用到无纹理水域,集成折射法和反演法的水深值,从而获取浅水区域的水下地形。以某浅海地区航空影像生成的左右正射影像为实验数据,采用折射法与反演法集成途径获取水深值,并与真值(激光水深点)进行回归分析,回归的决定系数(R~2)和均方根误差(RMSE)分别为0.9 m和0.45 m,验证了该集成途径的有效性和可行性。     

应用Boussinesq方程对由航道开挖所造成水深结构的变化产生的异常波况数值模拟研究

本文应用Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程采用有限差分法建立了非线性波浪数值模式，并应用该模式对由航道开挖所造成的水深结构变化对波浪传播产生的异常现象进行了数值模拟研究。从结果分析可知，这种异常波浪局部增大现象是由于入射波与航道夹角过小，使波浪无法折射入航道，而在航道两侧反射并与直接入射波叠加的结果。因此对于由水深的变化产生的波浪反射现象也是不可忽视的     

珠江口盆地表层沉积物浮游有孔虫含量与水深关系定量研究

本文对珠江口盆地１００多个表层沉积物样品进行详细的研究，排除了含明显再沉积类型的样品后，对剩余的８２个样品进行定量分析，并对鉴定结果进行计算机模拟。表明该区水深Ｄ与浮游有孔虫占整个有孔种群的个体百分含量Ｐ％之间存在如下关系：ｌｎ（Ｄ）＝３．３２＋０．０２４３Ｐ该关系适用水深浅于３１４ｍ的海区。水深区２５０ｍ以内的海区，随水深的加深，浮游有孔虫的含量迅速增加；水深超过２５０ｍ之后，浮游有孔虫渐趋稳定     

渤海埕岛海区近岸冲淤变化规律

渤海埕岛海区近岸冲淤变化的基本规律是，水深０－４ｍ为冲刷侵蚀区，且水深与侵蚀强度成反比；水深４－６ｍ为准平衡区，在这一深度内侵蚀速率与淤积速率基本相等。水深大于６ｍ为淤积区。     

东山岛山东近岸海域以下沙兵及其环境

１９９０－１９９１年，我所对东山岛海域进行海底地形，底质调查，水文泥沙测验时发现：１）沿东山岛－古雷半岛的ＮＮＥ，ＮＥ向断裂在海域呈出为落差可达２０ｍ左右“Ｖ”字型深槽。２）在东山岛东部１０ｍ等深线以东海域发育众多的水沙丘群，水深１５ｍ左右有一地形坡折线，水深２０－２５ｍ海底为水下一级阶地。     

中太平洋海盆碳酸钙溶解带及其特征

本文通过对不同水深区沉积物中组分、生物面貌、矿物、ＣａＣＯ３含量和碳酸钙溶解率等特征的分析和对比，把本区碳酸钙溶解深度带划分为碳酸钙溶跃面（小于３７００ｍ）、弱溶带（３７００～４８００ｍ）、强溶带（４８００～５２００ｍ）和全溶带（大于５２００ｍ）。提出本海域碳酸钙补偿深度界面约在５２００ｍ。文中还阐述了不同碳酸钙溶解带及其沉积物特征，认为造成这种特征的主要原因是随着水深变化碳酸钙溶解程度不同以及与南极底层流等因素的影响有关。     

近岸区不规则波成长模型的研究 Ⅰ.模型的建立

以不规则波在缓变地形和缓变流场水域的折射-绕射理论以及风浪的成长、衰减理论为基础,得到近岸区不规则波成长模型。结合近岸波浪特性和海洋工程应用的实际情况,建立综合考虑海岸、折射、白浪、底摩擦、流、风和非线性作用诸因素的近岸不规则波数值计算模型。该模型具有二维波谱特性及实用性。文章力图使模式更合理地反映近岸波浪的传播、成长和衰减规律,而整个计算工作量则较小,可在微型电子计算机上得以实现。     

近岸区不规则波成长模型的研究──Ⅱ.模型的数值求解和验证

在建立近岸区不规则波成长模型的基础上,研究了波浪射线计算、传播能量守恒计算以及成长与衰减能量平衡计算的方法和格式处理,讨论了波数场、风场、水位和流场的确定方法。应用该模型计算了大亚湾的二维波谱场。与该海湾956波浪仪实测资料对比,表明该模型的计算结果与实测资料相符良好。特别指出的是,在该模型的计算结果中周期随波浪的传播而变化。     

Wave-tide-surge coupled simulation for typhoon Maemi

The main task of this study focuses on studying the effect of wave-current interaction on currents, storm surge and wind wave as well as effects of current induced wave refraction and current on waves by using numerical models which consider the bottom boundary layer and sea surface roughness parameter for shallow and smooth bed area around Korean Peninsula. The coupled system (unstructured-mesh SWAN wave and ADCIRC) run on the same unstructured mesh. This identical and homogeneous mesh allows the physics of wave-circulation interactions to be correctly resolved in both models. The unstructured mesh can be applied to a large domain allowing all energy from deep to shallow waters to be seamlessly followed. There is no nesting or overlapping of structured wave meshes, and no interpolation is required. In response to typhoon Maemi (2003), all model components were validated independently, and shown to provide a faithful representation of the system’s response to this storm. The waves and storm surge were allowed to develop on the continental shelf and interact with the complex nearshore environment. The resulting modeling system can be used extensively for prediction of the typhoon surge. The result show that it is important to incorporate the wave-current interaction effect into coastal area in the wave-tide-surge coupled model. At the same time, it should consider effects of depth-induced wave breaking, wind field, currents and sea surface elevation in prediction of waves. Specially, we found that: (1) wave radiation stress enhanced the current and surge elevation otherwise wave enhanced nonlinear bottom boundary layer decreased that, (2) wind wave was significantly controlled by sea surface roughness thus we cautiously took the experimental expression. The resulting modeling system can be used for hindcasting (prediction) the wave-tide-surge coupled environments at complex coastline, shallow water and fine sediment area like areas around Korean Peninsula.     

蒸发波导条件下风速风向对电磁波传播的影响

海洋蒸发波导是重要的军事敏感要素,严重影响着海上电磁波的传播。风向、风速是决定蒸发波导强弱的重要因素,为精确模拟蒸发波导条件下的电磁波传播,准确评估预报雷达、通信等电子设备的性能,文中利用抛物线方程模型,结合粗糙度参数和蒸发波导条件下大气修正折射指数廓线模型来求解电磁波波动方程,基于电磁波传播的数值模拟结果,重点研究蒸发波导条件下风速和风向对电磁波传播的影响。并得到如下结论:在同一传播距离处,风速越大,海面粗糙度越大,海面电磁波传播损耗就越大;当电磁波传播方向与风向夹角为0°时,其传播路径损耗远远大于在45°或90°条件下,即顺风条件下电磁波传播损耗大于侧风。     

1988—2009年中国海波候、风候统计分析

利用高精度、高时空分辨率、长时间序列的CCMP(Cross-Calibrated,Multi-Platform)风场,驱动国际先进的第三代海浪模式WAVEWATCH-Ⅲ(WW3),得到中国海1988年1月～2009年12月的海浪场。对中国海的波候(风候)进行精细化的统计分析,分析了海表风场和浪场的季节特征、极值风速与极值波高、风力等级频率和浪级频率、海表风速和波高的逐年变化趋势,结果显示:(1)中国海的海浪场与海表风场具有较好的一致性,尤其是在DJF(December,January,February)期间;海表风速和波高在MAM(March,April,May)期间为全年最低,在DJF期间达到全年最大;MAM和JJA(June,July,August)期间,中国海大部分海域的波周期在3～5.5s,SON(September,October,November)和DJF期间为4.5～6.5s。(2)中国海极值风速、极值波高的大值区分布于渤海中部海域、琉球群岛附近海域和台湾以东广阔洋面、台湾海峡、东沙群岛附近海域、北部湾海域、中沙群岛南部海域。(3)吕宋海峡在MAM、SON、DJF期间均为6级以上大风和4m以上大浪的相对高频海域,JJA期间,6级以上大风的高频海域位于中国南半岛东南部海域,4m以上大浪主要出现在10°N以北。(4)在近22a期间,中国海大部分海域的海表风速、有效波高呈显著性逐年线性递增趋势,风速递增趋势约0.06～0.15m.s-1.a-1,波高递增趋势约0.005～0.03m.a-1。     

基于核函数NPSSB模型的HY-2A卫星雷达高度计海况偏差研究

利用机器学习的方法,对14个周期HY-2A卫星高度计数据:风速、有效波高和海面高度差值进行训练,探究海况偏差和风速、有效波高之间的关系,创建海况偏差核函数非参数模型(NPSSB),并与参数模型中具有代表性的BM3、BM4模型进行对比。研究表明:(1)核函数NPSSB模型能够很好的反映SSB与U、SWH之间的关系,SSB与U呈二次函数关系,SSB与SWH呈反比例函数关系;(2)核函数NPSSB模型对SSB的模拟能力与训练数据集相关,数据量越多,模拟能力越好;(3)核函数NPSSB模型与BM3、BM4模型都存在0^-0.03 m的差值,随着风速和有效波高的增加,差值的绝对值越大。     

两参量的海面阻力系数模式的探讨

从风浪的能量平衡方程出发，引进若干风要素与波要素以及波要素之间的定性关系，经演算可导出海面阻力系数（Ｃｐ）或是风速（Ｕ）和波龄（β）或是Ｕ和波高（Ｈ）的函数，然后沿用最小二乘法，终将得出４组１２个回归方程。当β（或β）或Ｈ为某一给定值，惟有Ｕ为唯一参量时，所提各式均可简化为非线性方程：ＣＤ＝ａ＋ｂ，Ｕ＋ｃ．Ｕ＾２；式中ａ，ｂ和ｃ为三个经验系数，就所检验的例子而言，本文的结果与实际的符合前人的为好。     

海口湾海域波浪特征分析

通过在海口湾北部海域布置波浪观测站,对采集到的实测波浪资料进行统计和波谱分析,研究了琼州海峡波浪季节性变化特征。观测期间最大波高为5.6 m,发生在台风"莎莉嘉"经过期间。无台风影响的月份最大波高为3.0 m。年平均十分之一大波波高、年平均有效波高、年平均波高分别为0.5 m、0.4 m、0.3 m,该海域波高总体不大。波周期范围主要在2～7 s区间。研究结果表明:1)观测海区各月基本都受到东北风影响并存在东北向的波浪; 2)发现海区波浪类型主要是风浪为主的混合浪; 3)发现观测海区一直受到南海传入的长周期波影响; 4)海区风向与浪向的一致性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,风速与波高的相关性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,该现象在台风月份表现得尤其明显。     

Effects of sea roughness and atmospheric stability on wind wave growth

The paper considers the effects of sea roughness and atmospheric stability on the wind wave growth by using the logarithmic boundary layer profile including a stability function, as well as adopting Toba et al.'s [J. Phys. Ocean. 34 (1990) 705] significant wave height formula combined with some commonly used sea surface roughness formulations. The wind wave growth is represented by the non-dimensional total wave energy relative to that for neutral stability used by Young [Coast. Engng 34 (1998) 23]. For a given velocity at the 10 m elevation, spectral peak period and stability parameter, the wind wave growth is determined.     

考虑风能输入的抛物型缓坡方程

在Radder和Kirby发展的波浪折射绕射缓坡方程抛物型模型基础上,对这种模型进行了改进,改进后的模型除可以考虑波浪传播过程中的底摩阻损耗、非线性作用外,加入了风能输入对波浪传播的影响。基于风能输入项的波浪模型数值计算结果表明,在纯风浪情况下的计算结果与传统的风浪计算方法结果一致,在波浪传播过程中由于风的作用,将导致波高比无风作用下计算的波高大。