北部湾海区有效波高与最大波高的关系及最大设计波高

目前,各种海洋工程规范采用的有效波高H_(1/3)与最大波高H_(max)的关系各不相同,它们采用窄谱条件下的理论关系或经验关系。本文针对北部湾海区的实际波浪状况,利用测波资料计算了谱宽参数的分布规律,然后在宽谱的条件下分析并确定了最大波高H_(max)与有效波高H_(1/3)的关系随谱宽度参量ε与波个数N的变化规律,最后结合北部湾有效波高的长期分布计算出不同重现期约设计波高。     

H—△f方程与海浪不破碎最小周期表及其应用

本文由海浪基本原理和重力加速度测波原理,给出了波高与测量的输出频率的关系式即所谓H—△f方程,又由海浪不破碎与周期间的关系,给出了海浪不破碎最小周期表,并指出了它们的各种实际应用。     

长江口附近海域周年波浪特征分析

本文利用长江口附近海域2011年1月—2011年12月长达1年的海浪实测资料,对海浪基本要素及大浪过程与热带气旋活动的关系进行统计分析,并选取一个典型台风过程的波浪进行研究。研究结果表明：观测点年有效波高H_s平均值为1.2 m, 1月平均有效波高H_s值最大,受台风影响,最大有效波高出现在8月,达7.4 m;观测期间,有效波高H_s多集中在2 m以下范围内,有效周期T_s在3～14 s之间;本地区的有效波高H_1/3和风速U₁₀具有较好的指数关系;强台风“梅花”活动期间,波型变化与一般台风浪波型的演变规律较为一致。     

基于最大熵原理的非Rayleigh海浪波高的统计分布

在最大熵原理的基础上,通过解一个条件变分问题导出一种适用于描述非Rayleigh海浪波高H统计分布的概率密度函数f4(H)=αHγe-βH4,并将其参量α,β,γ以H的1～4阶分布矩(Hm=m=1,2,3,4)显式地表示出来.用实验室风浪槽中不同风速下和不同风区处实测的36组风浪波高数据对上式进行验证,并与至今仍被广泛应用的瑞利波高概率密度函数加以比较.结果显示瑞利概率密度函数显著的偏离实验数据,而上式则与各组实测波高分布均符合良好.     

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.     

南海中部的单峰海浪谱

海浪谱是描述海浪现象的主要手段之一。通过对实测谱的研究,分析海浪的生成机制及发展、消衰过程,揭示海浪内部结构和对外表现的统计特征之间的关系。这对于海洋环境研究、海浪预报及海洋工程设计都是很有意义的。过去,由于观测资料所限,对南海中部的海浪谱研究甚少。为此,我们利用1983年9月至1985年1月间南海中部四个航次的120份海浪连续记录进行波谱分析。通过无因次化手段,拟合出一个以平均波高H和平均周期T为参量的单峰海浪谱。拟合谱的形式为幂指函数。经与本海区及南海北部海区的实测谱比较表明,本文的拟合谱在南海具有一定的代表性。     

海洋混合层深度时空分布及其与风、浪参数的相关性分析

本文应用一个经验证的全球尺度FVCOM海浪模型,模拟了2012年全球海洋海浪场的分布和演变,分析了海表面风场、海浪场与混合层深度的全球尺度分布及相关性。综合观测资料和模型结果显示,海表面10 m风速、有效波高与混合层深度的全球尺度分布随季节发生显著的变化,并且其分布态势存在明显的相似性。从相关系数的全球分布来看,海表面10 m风速在印度洋低纬度海区（纬度0°~20°）与混合层深度间有较强的相关性,相关系数大于0.5;有效波高与混合层深度间相关系数大于0.5的网格分布在北半球高纬度海区和印度洋北部。谱峰周期与混合层深度间在部分海区存在负相关关系,这些网格主要分布在低纬度海区（纬度0°~30°）。统计结果显示,有效波高、海表面10 m风速和谱峰周期与混合层深度间的平均相关系数分别为0.31、0.25和0.12。综合以上结果表明,有效波高较谱峰周期能更有效地表征波浪能对海洋上层混合的影响;相比于海表面风速,有效波高与混合层深度间存在更强的相关关系,其变化对海洋上层混合有更显著的影响。     

斜坡式防波堤设计波高的分析

首先应确定海区的最大波高H_(max),按经验累积频率H_(max)=H_0.2％～H_0.5％或者采用H_(max)=(1.61～1.76)H_1/3。根据斜坡堤护面块体的吸波系数K_a确定斜坡堤的设计波高H_D=H_1/10=K_aH_(max)。根据浅水区波高易于破碎,可以按波高周期的联合分布求出波能量的最优比值E_r,进行摸拟试验或数值计算作斜坡堤设计的依据。     

唐山南部近海海浪特征及风浪预报方法分析研究

利用唐山南部近海浮标站的观测资料,对该海域的海浪特征、风浪浪高预报方法及主要海区风浪成长时有效波高与风速、风区、风时之间的关系做了分析。结果表明:(1)唐山南部海域海浪类型以风浪为主,风速大于12.4 m/s的浅水波均为风浪,低于12.4 m/s风速的深水波存在30%比例的涌浪;(2)波高≥2 m的风浪多由具有较长风区的NE、ENE风产生,二者占总数的76.9%,且多出现在秋冬季,所占比例高达83.4%;(3)受风区长度限制,NE、ENE方向上风力大于5级时,该海区内的风浪不能达到充分成长状态;(4)整体而言,"苏联法"对唐山南部近海1.5—2.0 m的风浪波高计算表现出明显的优越性,"海大法"更适合2.0 m以上浪高的计算;(5)不同海区、不同波高范围的计算方法检验显示,对于有效波高≥2 m的风浪,"海大法"对NE、ENE、E方向上的计算效果最佳,SE、SSE方向上大浪出现的几率较低,对于其他方向的海区和波高范围,"苏联法"仍然表现出了理想的适用性。     

西太平洋8708号台风海面风、浪结构及其关系的遥感研究

本文以Geosat卫星高度计1987年8月11日在西太平洋海域上的-上升轨道测得的风、浪资料为基础,统计分析了8708号台风影响下的海面风速和海浪特征.结果显示,此次台风影响下的海面风速和海浪波高的空间分布具有相对台风中心近似对称的结构特征,但在台风内区,台风移动方向的右方风速较左方风速增加较快,同时在台风外围,右方风速较左方风速衰减也较快;有效波高没有明显的内、外区结构,且左、右方波高随距离变化也呈不同的衰减率;风速与有效波高的关系在台风中心左右也呈现明显的不同;本文给出了台风的风速及波高随相对台风中心距离变化的经验关系式,以及合风风速与波高的经验关系式等.     

基于Jason-1和Jason-2卫星资料的中国东部海域海浪模拟结果的检验

利用Jason-1和Jason-2卫星高度计资料对WAVEWATCHⅢ模式模拟的2009—2011年中国东部海域模拟海浪场进行全海区逐年检验、分海区检验和全海区逐月检验,并进行了模拟波高与实测波高的差值概率密度分析。结果表明:虽然WAVEWATCHⅢ模式能较好地模拟中国东部海域海浪的分布和演变,全海区模拟波高平均相对误差小于18.5%,但模式对波高的模拟精度存在空间性和季节性差异。东海模拟误差小,相关系数高;黄、渤海模拟波高偏小,渤海误差较大。模拟误差春、夏大,秋、冬小。模拟波高与实测波高相比,冬季略偏大,春、夏季偏小。     

基于实测数据的台湾海峡中部波浪特征分析 *

利用台湾海峡中部2号大浮标2017年全年的实测波浪资料, 对海浪的基本波要素及其与风的相关性、波谱特性进行统计分析, 得出了重要特征波参数之间的回归关系和适合台湾海峡中部的海浪谱形式。研究结果显示: 1) 台湾海峡中部的常浪向是NE向, 强浪向是NNE向, 月均有效波高的变化范围为0.87~2.98m, 7月波高最小, 12月波高最大, 波周期与波高有着相似的月际变化趋势; 2) 主要波浪类型是以风浪为主的混合浪, 谱型上以单峰为主, 波高与风速整体上呈正相关关系, 大浪主要由台风和强劲的东北季风引起; 3) 波浪的平均周期与大部分特征波周期之间具有良好的线性相关性, NNE、NE方向的波浪有效波高和有效波周期线性相关性较强; 4) 相比于Jonswap谱, 规范谱一是更符合本区域的海浪谱模式, 给出了基于有效波高和谱峰周期拟合的规范谱一形式。这些研究成果可为海洋工程设计和波浪数值模拟提供参考。     

基于实测资料的南海海浪周期关系研究

海浪周期在海洋工程设计中有着重要作用,而不同的海洋工程设施在设计时所选用的周期参数也不同,因此不同周期间的换算关系也就显得尤为重要。本文利用南海北部油气田区1 a的实测海浪周期数据,研究了其谱峰周期、有效周期、跨零周期和最大波高周期等的相互关系,并与相关规范和文献研究结果进行对比,给出了南海海浪周期间的关系式,从而为海洋工程设计提供了支持,也为南海海浪周期关系研究提供了参考。     

江苏沿海波浪要素分布函数的确定

本文所用资料是由压力式测波仪测得,还选了海上四个站二个大风过程的资料,共择取80余段实测连续资料作统计分析。根据实测资料求得本海区浅水因子 H~*为0.10一0.20。在确定波要素分布函数时,假定其分布符合于 Weibull 曲线簇分布。即 F(P)=exp[-A(P)B]于本海区,从实测的波高资料知,拟合的 A、B 值随深度变化的范围都不大,故确定本海区坡高分布函数时可不考虑参量 H~*的变化,文中取 A、B 平均值。对波高的各阶原点距和中心距作了简单地讨论。也对波浪周期的分布作了讨论。最后,利用波高的分布函数讨论了①各种保证率波高间的关系;②部分大波的平均波高与平均波高间的关系。海浪是海洋动力学的重要组成部分,它对正确估算泥沙的搬运、合理开发和利用海洋资源、实施海洋环境保护等方面,均具有十分现实的意义。又,海浪本身是一种受制于多因素的相当复杂的自然现象,前人关于它的研究于本文所论海区是否适用?均有加以讨论的必要.     

北礵岛附近海域夏季海浪波高-周期分布特征

利用2016年夏季(6-8月)北礵岛附近海域的实测波浪数据,统计分析该海域海浪的波高特征值,探讨各特征波高与平均波高及有效波高之间的关系,找出较适用于该海域的波高分布、周期分布以及波高和周期的联合分布.结果表明:该海域有效波高的平均值为0.73 m,最大值为2.96 m,平均周期的平均值为4.50 s;各特征波高与平均...     

Wavewatch Ⅲ模拟和统计方法在最大波高预报方面的评测分析

为了研究Wavewatch Ⅲ(WW Ⅲ)海浪模型对最大波高的模拟能力及其与传统统计关系方法的差异,通过对两次台风浪过程的后报模拟和半年的业务化预报,分析了WW Ⅲ数值模拟的准确度及其与统计关系方法的精度差异。研究结果表明：WW Ⅲ数值模拟的最大波高(H_max)的精度略低于有效波高(Hs),但也达到了24 h预报相对误差(H_max≥1 m)低于18%、相关系数高于0.94的水平,模拟精度可靠,可以用于业务化预报;与两种统计关系方法(H_max和Hs分别为1.42和1.52)计算的最大波高相比,数值模拟的精度总体与其相当,但在H_max和Hs比值大于1.65这种易出现危险的海况下,数值模拟具有更高的准确性,更适合应用于海浪预警报服务。     

永暑海区波浪要素变化特征分析

利用永暑礁测站1988-2009年共22a的波浪实测资料,对永暑海区的波浪要素的基本特征、变化规律、风与浪的相关规律进行分析研究,阐明了海区海浪的特点及其年变化规律。该区是热带季风气候区,海区的波浪主要受季风影响,季风时期的风向、风浪传播方向、涌浪传播方向基本一致。波高以轻浪和中浪为主,小波分析表明波高在6-9月具有3-6年的变化周期。提供了较详实的海浪资料及变化规律。     

由离散波面坐标值计算波高的若干问题

一、问题的提出在分析海浪的特征时,波高是一项基本的要素。因为它反映了海浪的主要特征。海浪的跨零波高定义为跨零点一侧的显著波峰与另一侧的显著波谷之间的高度差。所以,要想得到波高,首先要找出波高对应的峰值和谷值,即记录曲线上的极值(包括极大值和极小值),然后     

基于准线性近似方法的SAR图像海浪参数反演研究

本文根据相干斑噪声的时间快变特征和非海浪纹理现象的时间缓变特征，基于交叉谱提出了一种对相干斑噪声和大尺度非海浪纹理的抑制的方法，进而结合SAR图像谱和海浪谱之间的准线性映射关系，基于SAR数据对海浪参数进行了反演。在反演过程中，首先仿真分析了不同海况下准线性近似法的海浪反演能力，结果表明：风浪引起的方位向截断效应会显著影响反演精度，因此该方法在低风速时的涌浪反演精度更高。通过将基于Sentinel-1卫星2020年的波模式SAR数据的反演结果与欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)提供的再分析数据进行对比，发现高海况海浪有效波高反演结果明显偏低，而且该反演误差与风速、方位向截断波长之间存在显著相关性。为了提高有效波高的反演精度，本文进一步给出了海浪有效波高反演误差与风速、方位向截断波长之间的经验校正函数模型，结果显示，通过该模型修正后的海浪有效波高反演结果与ECMWF数据和浮标测量数据具有良好一致性。     

中国浙江和福建海域台风浪变化特征和趋势

基于非结构网格的海浪-海流耦合模式SWAN+ADCIRC(Simulating Waves Nearshore+Advanced Circulation model),模拟了1997—2016年共20年间所有影响浙江和福建海域台风过程期间的海浪过程。利用4个台风过程期间的海浪观测数据对模拟结果进行了验证,模拟结果和实测结果吻合较好。基于该长时间序列台风浪模拟结果,分别分析了浙江和福建海岸带台风浪有效波高极值以及台风浪有效波高大于1m和1.5m的持续时间。结果显示,在福建北部海岸带台风浪有效波高极值和台风浪有效波高大于1m的持续时间(tHs1)有显著增长的趋势。其中,台风浪高极值的增长趋势最大可达0.05m/a,tHs1的增长趋势位于0.54至1.72h/a之间。分析tHs1与ENSO指数的关系发现,福建省南部海域台风浪与ENSO指数有较显著的负相关,浙江省北部海域台风浪与ENSO指数有较显著的正相关,ENSO信号对这两个海域的台风浪有着较显著的影响。