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东中国海波高分布特征研究

武双全  
【摘要】:海浪是发生在海洋中的一种海水波动现象,是在风的作用下产生的小尺度表面重力波,可分为风浪和涌浪。海浪研究的主要内容是海浪的生成、成长、消衰及传播的规律,建立海浪模型,依据给定的海面风场计算海浪场中各点的海浪要素,进行海浪的模拟、后报与预报。现在的海浪模型已经发展到比较成熟的阶段。前人已经做过南海波浪数值模拟以及极值推算。而渤海、黄海、东海极值推算的工作很少,因此最终确定渤海、黄海、东海为本论文的研究海区。 本文在总结前人研究海浪数值模式和极值推算的基础上,选择了目前广泛使用的第三代海浪模型WAVEWATCHⅢ海浪数值模式以QSCAT/NCEP混和风场和美国宇航局JPL实验室提供的风场(简称为JPL风场)为输入风场进行东中国海海浪数值模拟。首先,运用日本气象厅在东海布设的22001号浮标和21004号浮标的实测风速验证了模式的输入风速。通过比较分析得出混合风场和JPL风场在东中国海海区具有较高的精度,都可用于此海域波浪的数值模拟。其次,采用22001号浮标和21004号浮标实测有效波高来验证模式计算的有效波高,验证结果表明,波高计算结果在整体上与实测符合较好,尤其是对大浪的模拟精度较高的,这为极值推算打下了基础。同时分析了有效波高随季节变化的特征,以及月平均和年平均的变化趋势。最后运用建立起来的东中国海海浪数值模式,对东中国海海浪场进行了连续15年的模拟,并推算了东中国海多年一遇的波高。根据推算结果分析了多年极值波高的分布特征。 多年一遇有效波高的推算在海洋工程的应用中具有重要的意义,尤其是中国近海海区。合理的提供准确可靠的极值波要素,可以保证工程设计既安全又经济,既可以避免设计标准过低,使工程遭到摧毁和破坏的危险,又可以避免设计标准过高,增大工程造价,影响经济效益的不合理情况。因此本文选择研究东中国海的极值波高是很有意义的。


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