一种海浪预报方法的探讨

一种海浪预报方法的探讨林克式（温州海洋管区）一、问题的提出数值预报，半经验半理论的预报，经验统计预报海浪仍是当今我国海浪预报的三大方法。由于受条件的限制，我们对东海油田的海浪预报，虽然找出了五十多条预报指标，并用微机进行按需挑取，预报效果仍然不好。而...     

非线性随机海浪模型的一种新形式

以反映随机海浪非线性的波面高度分布高阶矩为参量，提出一种新形式的非线性随机海浪模型，在三阶近似下具体导出其波面高度的表达工和推导出二阶谱。本文模式为Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｇｇｉｎｓ模式的另一种新的数学表示。     

三维随机海浪的数值模拟

本文首先分析了三维随机海浪的方向谱函数和三维随机海浪的数学模型,然后在ＭＡＴＬＡＢ环境下设计了数值模拟程序,并模拟出三维随机海浪的方向谱和三维随机海浪的三维空间模型。     

一种海浪破碎的判别方法

本文提出一种以波面斜率为判据的海浪破碎的判别方法,其中使用的波相速(作为时间函数)是由Hilbert变换技巧自固定点波面高度记录计算出来的.用实验室机械产生的波列对此方法作了检验,效果较满意;将此方法用于外海风浪破碎的判别,就仅取得的6和5m/s风速下的结果而言,是定性合理的.     

海浪数据高通数字滤波的一种方法

介绍了克服海浪数据低频零飘现象的一种高通数字滤波实用方法,该方法引自参考文献「１」。文章对文献「１」中提出的脉冲响应序列作了切合实际的修改,还对数字滤波器长度提出了一个适合于海浪数据处理的经验公式。近年来几个航次海上波浪测量的实际应用表明,高通数字滤波的效果令人满意的。     

基于选定风浪方向谱的海浪模拟方法(英文)

简要回顾当前第三代海浪模式中的困难。为避开这些困难,作者提出一种新的海浪模拟方法,其中特定定义的风浪组成波依常风下随时间成长的方向谱计算,而涌浪组成波藉考虑涡动黏性和底摩擦加以计算。并进行了常风场和变风场下系统的数值试验。在常风速情形中,模拟结果能精确地化为建立模拟所根据的谱和风浪成长关系。计算显示出台风中心附近浪场的极端复杂的谱结构。当风速骤然降低时,模拟的波高减小与观测符合。在风向逐渐或骤然改变情形下,计算的时间响应尺度与海上观测符合,而且演化中的二维谱结构得到良好刻画。对于涌浪在无风下的传播,模拟结果合理,包括波参量及谱结构的变化。后报得到的波高、周期和海上资料符合。与第三代模式相比,文中提出的方法较易改进,需用的计算机时间显著减少。最后讨论采用一个已知谱来建立谱形式的海浪预报模型的合理性以及有关的问题。     

海浪日最大波高序列的一种标度性质

应用重标度分析方法研究小麦岛海洋观测站１９６１－１９８０年二十年海浪日最大波高序列时发现，该序列并不是相互独立的，而是具有记忆性和持久性，详细的论证表明分式布朗运动模型是描述海浪日最大波高序列的一个较好的模型，同时，应用分式布朗运动模型我们找到了存在于海浪日最大波高序列中的一种标度性质－累积离差（ｔ）的统计自仿射性。     

未破碎变浅随机海浪的非线性模式

利用实测和实验室数据分析了未破碎变浅海浪波面高度分布三阶矩(或波面偏度)相对于Hs/d的空间演化,利用本文的经验关系,在二阶近似下,给出了以Hs/d为参量的非线性波面表示模式,并推导了功率谱、二阶谱以及波面高度分布函数等特征量.文中还讨论了波面偏度和峰度的相关关系.     

分析海浪方向谱的EEV方法的一种迭代形式

将Pawka为改进最大似然方法（MLM）而提出的迭代方案应用于扩展本征关方法（EEV），作为EEV的一种迭代形式（IEEV）。用模拟数据检验了IEEV的合理性，并与EEV作了比较。计算结果表明，IEEV的估计性状较EEV有改善。最后将IEEV及EEV用于分析仪器阵列的外海观测数据。     

海浪外频谱的一种表示

基于孙孚提出的海浪波高与外观频率的联合概率分布及海浪能量的外观分布概念，定义了一种新的外观分布，导出了其外频谱的解析形式，并讨论了它的一些性质。结论表明，本文提出的外频谱在高频处比例于外观频率的负4次方，与通常海浪频谱的高频特征相同，但不同于孙孚导出的负5次方的结论；二阶矩与海浪频谱的二阶矩完全相同，此结论亦与孙孚导出的结果不同。     

基于实时几何流线生成的二维海流数据交互可视化方法

海流可视化是海洋科学研究的热门领域。目前已有的可视化方法在视觉清晰度、真实度和运行效率等方面存在不足之处。文中提出一种新的基于实时几何流线生成的二维海流数据交互可视化方法。该方法实现了全球海流的时空连续表达,可较好地展现全球海流特征;采用概率的方法控制粒子密度,使全球范围内粒子保持均匀分布的状态;生成的流线清晰且具有较高的可调整性。通过MSLA和SODA两个示例数据集的可视化和性能分析证实了此方案具有很高的实用性和灵活性,可视化结果可以较好地反映全球洋流特征。     

波浪计算可视化的研究

文章讨论了波浪场可视化实现过程中的一些关键的算法。文中针对表示波浪面的数据集的特性,采用了一种简单的节点法矢量算法。绘制结果表明,用这种简单算法取代二维和三维的数据场节点法矢量的常用算法,能够保持波浪场三维图形的光照效果。利用层次模型算法进行波浪的动态演示,比较了相同面积的波浪场在不同网格密度情况下图形的显示质量,提出波浪场图形质量有与特征波长相匹配的最佳经验网格密度。     

基于海浪谱的海浪视景仿真技术

海浪的视景仿真有重要的应用背景与军事意义。文中围绕如何解决海浪的实时视景仿真问题,讨论了基于海浪谱的不同浪级波面的仿真模型,并讨论了海浪的实时视景仿真实现技术。这些模型与技术对于提高海浪仿真实时性与真实性有一定的参考价值。     

海冰对海浪影响研究综述

受全球气候变化的影响,极区海浪尤其是北极海浪在过去几十年发生了显著的变化,使得海冰边缘区海冰与海浪的相互作用愈发显著。本文从物理海洋学的角度出发,较系统地总结了海冰对海浪作用研究的国内外现状,从理论和实测的角度分别探讨了海冰对海浪能量的耗散及其引起的波动频散关系的变化,同时分析了当前海冰覆盖海域海浪的数值模拟与现场观测研究,指出了未来开展有冰海域海浪数值模拟与预报所面临的主要问题,并对该方向今后的研究做出展望。总体来看,尽管海冰对海浪作用的机理复杂且与海冰类型高度相关,但是海冰对海浪能量的衰减与传播距离基本呈指数关系,并且海冰会一定程度上影响海浪的传播速度。未来依然需要更多不同海冰类型下海浪的观测数据以开展进一步的机理分析、模型检验和参数校准,进而实现高精度的业务化预报。     

海水运动感应磁场的数值计算方法

海水是一种高导电率的流体,处于不停的运动之中。海水运动因切割地磁场而产生感应电流,从而产生感应磁场。本文从毕奥-萨伐尔定律出发,推导出了二维海水运动磁场方程,并利用形函数将其转换成二维离散速度场感应磁场积分表达式,采用高斯数值积分方法计算二维离散速度场感应磁场响应。算例表明,本文计算方法具有较高计算精度。文章还分析了海水运动频率、振幅和水深对感应磁场的影响。     

分层海洋中运动物体生成的内波

该文提供分层海洋中运动物体生成内波的理论、数值和实验研究的背景资料的综述 ,并给出理论研究的 Green函数、正交模态模式和极点回避等方法的评述。数值研究给出数值求解Wronsky行列式的源求解方法及介绍直接差分计算含源内波方程和积分方程的方法。有关源致内波的实验研究 ,作者介绍物体在分层流水槽运动时生成内波的两个典型实验及其主要实验结果。最后评述船舶在海洋表面处生成表面波的研究方法 ,以此指导水下 Rankine卵形体生成内波的实验研究。     

多波束海底地形三维虚拟仿真研究

基于多波束探测获得的高精度海底地形数据,通过对水下地形进行设色纹理渲染生成地形和纹理数据集,以三维建模软件Multigen Creator和Terra Vista为主要工具,采用细节层次LOD(Levels of Detail)技术和虚拟纹理映射技术,建立起视景仿真领域通用的OpenFlight数据格式的三维地形数据库模型。利用交互式三维可视化分析软件Vega Prime可以真实直观地反映海底地形环境,实现了海底地形的三维可视化与漫游,可以更直观地表现和解译水下地形数据。虚拟现实技术为海洋测量数据的三维可视化展示方面提供了新的技术途径,在水下目标分析、航行保障和水下AUV、ROV安全保障中具有良好的应用前景。     

海底可视技术在大洋科考中的应用和发展趋势

海底可视技术是一种直观地进行海底调查的手段,在大洋科考调查中发挥着重要的作用。文中介绍了海底摄像、电视抓斗和无人缆控潜水器(ROV)等海底可视设备在大洋科考中的应用情况,并提出了自治水下机器人(AUV)在大洋科考中的应用趋势。     

海洋背景磁场模拟计算及东中国海表层磁场分布

海洋中海水的运动会切割地球磁场,生成微弱的电场,进而在海洋内部和周围空间激发感生电磁场,即约为地球磁场一万至十万分之一的微弱海洋背景磁场.文中针对海洋背景磁场的生成机制及近几十年来对海洋背景磁场的理论研究,结合世界磁场模型WMM2005,模拟计算了三种典型的海洋运动--海浪、海流、内波所产生的感应磁场,建立了海洋背景磁场的数值计算模型,并在此基础上设计开发了海洋背景磁场的模拟计算软件.最后用卫星多传感器资料驱动普林斯顿海洋动力学模式,得到的东中国海2005年海洋表层环流数据,模拟计算了东中国海海表层磁场分布,对其磁场变化与分布规律作了简要分析.     

自然海况下波浪特性的初步研究

通过分析大量的外海浮标观测资料 ,发现波龄和无因次波高之间存在非常好的相关性 ,自然海况下的波浪场满足 3/ 5指数律 ,其波龄可达到几十 ,远远超过风浪波龄的上限 1 .4,说明波浪组成波之间波 -波共振非线性相互作用是波浪内部结构的主要调节机制 ,使波高和周期之间具有很好的相关性。