利用卫星高度计风速资料研究海面粗糙度

海面粗糙度对于海洋工程和海洋军事都非常重要，但对海面粗糙度的现场观测资料非常少，这大大制约了我们对海面粗糙度的认识。本文利用TOPEX高度计风速资料，实现了对海面粗糙度的反演。利用1993年和1998年两年的资料，文中对西北太平洋海域的海面粗糙度进行了研究。     

不同时距平均风速换算关系的研究

用在石油平台上超声波风速仪观测的风脉动资料,计算了10分钟平均风速与这10分钟期间2分、1分、3秒和1秒钟平均最大风速及1小时平均风速与这1小时期间10分钟平均最大风速的关系。结果表明,不同时距平均风速之间的换算关系除去与时距成反比外,还与样本风速有关。本文给出了它们之间的关系,为确定不同时距平均风速换算系数提供合理依据。     

地转风和梯度风的实用计算

本文从实用角度出发，设计一套不同纬度上地转风的理论风速查算图表，并根据大量观测资料进行统计，得出实际风速和理论风速间的关系，文中的查算图表和统计出的系数，可供人员对不同海域的实况和预报风速做出定量的判断。     

利用卫星高度计风速资料研究海面粗糙度

海面粗糙度对于海洋工程和海洋军事都非常重要,但对海面粗糙度的现场观测资料非常少, 这大大制约了对海面粗糙度的认识。利用 TOPEX 高度计风速资料实现了对海面粗糙度的反演,并利用 1993 年和1998 年两年的资料对西北太平洋海域的海面粗糙度进行了研究。     

长江口外海上风速的近似推算摸式

在分析长江口外海陆风速差的日变化、季节变化特征的基础上,考虑了海陆不同下垫面的粗糙度和温度层结对风速变化的影响,建立了一个利用沿海陆地站测风推算近岸海上风速的模式。计算结果表明,推算值与实测值有着相当好的吻合,具有一定的实用价值。     

近岸陆地与海面风速关系分析研究

分析了近岸陆地与海上风速同步观测资料(1989年5—12月),发现海上风速与陆上风速之比并非总大于1。海、陆风速之比值不仅有明显的日变化,也随季节不同而异。进一步研究指出,海、陆风速比值是陆地地面粗糙度、大气稳定度、测站离岸线距离以及海面风速等因素的函数。利用大气边界层的理论和已有实验结果解释了海、陆风速比值的观测事实,并给出了该比值变化规律的一些定性结论。     

深水风浪破碎发生率与风速和风区的关系

根据于渤海中部采油平台测得的数据，结合实验室的测量，提出一种深水风浪破碎发生率与风速和风区关系的经验公式，与现已发表的少量海上测量结果相比较，此式符合良好。利用此式较好地解释了风浪破碎起始风速问题。     

渤海海上测风与沿岸实测风的对比分析

本文利用１９７９￣１９８１年春、秋季黄海渤海气象联防的大风资料,对海上为８ｍ／ｓ以上强风及大风天气情况下,渤海海上风与沿岸实测风进行日变化,季节变化,日较差分析以及多点间的对比分析。通过分析可以看出海上风,沿岸风及其比值都具有明显的日变化和季节变化,而且其比值与日较差随季节和风向而变化,该结果对于渤海海面风场客观分析具有重要的应用价值。     

深水波浪破碎特征量与风速和摩擦风速的关系

破碎是常见的海浪现象之一,研究海浪破碎现象在许多方面有重要意义.首先,海浪破碎是海-气相互作用包括动量、热量及质量交换的主要动力因素,而且波浪破碎还涉及到其它海-气边界过程,如海面白浪(whitecaps)、海洋表面气泡、大气贴水层水雾及海洋上层混合等^[1,2];其次,由于破波施加于海洋结构物上的作用力(冲击力)远大于没有破碎时的波浪力,因此,在计算海上建筑物所受外力中,必须考虑破波的出现率及破波强度的影响;另外,波浪破碎会对波高产生影响,因此,在对波高作统计预报时也应考虑波浪破碎的影响^[3];还有的学者认为,很多污染物在海洋中的扩散速度与波浪破碎率有密切关系^[4].     

一次寒潮强风过程渤海海上二维风速、风向谱分析

本文使用渤海石油平台观测的超声波风速脉动资料,计算了强风条件下二维风速和风向的最大熵谱和傅立叶功率谱。结果表明,在不稳定条件下,海上大气湍流能量主要集中在风扰动的低频段,随着风速的加大,高频扰动的贡献逐渐增加;纵向风速具99s的主振荡周期,侧向风速和风向具同一谱型,它们的主振荡周期为132s。结果还指出了不同特性的气团具不同的大气湍流特征。     

南海波高熵和风速熵

根据风速的统计分布，给出了有因次风速熵和无因次风速熵的定义及其计算方法，使用ＧＥＯＳＡＴ高度计１９８６年１１月－１９８９年２月的有效波高和风速的资料，计算，分析了南海海域上的波高熵，风速熵，给出它们的时间变化特征和空间变化特征，并对不同随机量的无因次熵，即随机度进行了比较。     

海上大气表面层风温湿廓线的测量及参量化研究

以渤中８号采油平台为基地，对海上大气表面层的风速、温度和湿度廓线进行了同步测量。据测量数据的统计分析，确定了较好适用于渤海中部大气表面层的大气稳定度函数模式（不稳定状态），从而确定了一种海上大气表面层风湿廓线的参量化模式。依此模式，可由实测风温湿廓线数据计算海－气动量、感热和水汽通量。     

海面风的特征分析

作者利用在渤海进行的不同时距的平均风速观测值,经统计分析求得1秒、2分和10分钟平均风速间的线性关系。同时根据风速梯度观测值给出风速指数廓线的指数值,并且给定风速对数廓线的特征值:海面摩擦速度和海面粗糙度。此外,作者还提出了海面风应力的经验公式。     

南大西洋海面风场时空特征分析

本文根据 1950 年~1995 年共 46a 的南大西洋船舶气象报资料,按 1°×1°和 5°×5°网格统计的海面风进行分析研究。通过分析每月各要素的等值线分布图,得出南大西洋海面风场季节变化不如北大西洋显著,但仍有较明显的季节变化,冬季比夏季强盛,相应的平均风速较大,6、8 级大风频率也较高。位于赤道和 25°S 之间的信风区,主要盛行东南风;副热带高压带,风速小,风向变化不定;35°S 以南的西风带风力较强。对这些规律的总结归纳,为该地区的各种活动提供了较为翔实的海面风场变化规律。     

南海的季节与年平均风应力

本文根据1982年中国近海及西北太平洋气候图集的风玫瑰资料计算南海各季与年平均风应力场。初步揭示了南海风应力的分布特征与其季节变化规律。     

稳定风浪场谱特征量间的关系

风浪宏观特征量是描述风浪场特征的重要物理量。作者基于风浪有停留在混乱运动状态的趋势的性质对风浪场特征量间的关系进行了研究。主频波频率附近的波动自风摄取能量,风浪吸收的能量通过非线性相互作用在谱中重新分配。谱中能量的重新分配产生多尺度波动,这导致风浪波面的混乱运动(风浪处于混乱运动状态)。在稳定状态,风浪运动最为混乱。当风浪状态偏离最混乱运动状态,谱中非线性相互作用引起的能量重新分配将使风浪回到该状态。基于线性海浪理论导出风浪场特征量间的关系。导出的关系与观测结果进行了对比,发现理论结果与观测结果很好地符合。风浪场宏观特征量间存在固有关系。尽管目前风浪场特征量关系的观测结果存在差异,但本文中证明,所导出的理论关系与实验结果很好地符合。     

风浪状态对海面粗糙度影响

风浪状态参数常用于对海面粗糙度的参数化。中等风速条件下考虑风浪状态参数影响的海面粗糙度参数化方案常存在自相关效应,本文通过分析实测数据得到了无量纲粗糙度随波陡变化的参数化方案,该方案能够有效去除自相关效应;高风速下风浪状态对海面粗糙度仍存在影响,文中基于新得出的中等风速下的海面粗糙度参数化方案,考虑海面飞沫悬浮层的影响,建立了适用于高风速条件下的海面粗糙度参数化方案,该海面粗糙度方案同样考虑了波陡的作用,将该方案计算出的理论值与实测数据进行比对,发现随着波陡的变化,理论值基本涉及测量值的覆盖范围,说明新建立的高风速条件下海面粗糙度方案对海面风浪状态具有较好的敏感性,且该方案能够较合理地描述海气界面之间动量传输。将新提出的适用于高风速下的海面粗糙度方案加入到海浪数值模式中,模拟飓风Ivan产生的台风浪,利用浮标数据进行验证,结果显示模拟的有效波高相对模式默认方案具有较高的精度,说明采用本文新建立的适合高风速的海面粗糙度方案能够改进海浪模式的台风浪有效波高模拟结果。