基于R/S分析的碎波带波面标度不变性研究

波浪经破碎、折射、绕射等过程后进入到碎波带,波面已经不再满足经典波浪理论的正态分布假设.利用R/S分析方法对碎波带波面的进行分析,揭示碎波带波面具有标度不变性特征,波面序列具有“记忆性”和持久性,其Hurst指数为0.76,这对建立和解释碎波带波面及波高概率分布有指示意义.进一步分析后指出Hurst指数H和谱尖度参量Qp 及波群参数Ka 呈显著的负相关,Hurst指数有可能作为反映碎波带状态的一个参数.     

GPS浮标数据反演海浪谱的理论仿真与试验验证

GPS浮标作为一种新型的海洋测量设备,近年来在海面高度现场测量和星载高度计定标方面取得了重要应用。通过仿真试验对反演海浪谱的方法和流程进行研究,旨在探索从GPS浮标测量的海面高度序列中提取海浪谱的方法。首先,使用Longuest模型生成了海浪波面位移时间序列,并通过Pierson-Moscowitz风浪谱对波面位移的统计特性进行约束,其随机性由相位引入。结合典型潮汐和GPS浮标仪器噪声的仿真时间序列,合成了仿真时间长度1h的1Hz(每秒1次)随机海面高度序列。然后,利用自相关函数法,进行高通滤波和数据压缩,得到了仿真的海浪谱。该仿真结果和理论海浪谱非常接近,可满足海浪谱反演的需求。最后,通过山东石岛外海的GPS浮标现场试验,验证了本文提出的反演方法的适用性。本文的研究解决了GPS浮标反演海浪谱的关键问题,丰富了海浪谱反演的手段,拓展了GPS浮标的应用领域,有望为未来我国的星载波谱仪定标服务。