东中国海波高分布特征研究

发布时间：2020-05-26 00:31

【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。
【图文】：

1、地形资料模式计算使用的水深数据是ETOPOZ，其分辨率为2‘xZ‘。从中提出了所需数据。本次计算的网格分辨率为10，、10‘，计算区域的水深地形图见图3一1。2、风场资料第三代海浪模式在波浪计算过程中风能输入源项是最主要因素，，所以，驱动风场数据的精度直接影响波浪场数值计算的精度。本文的输入风场采用了QSCAT加CEP混和风场(简称混和风场)和美国宇航局JPL实验室提供的风场(简称为JPL风场)。混和风场是指对高分辨率的QnickSCAT卫星散射计观测数据(QSCAT)和美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析风场数据的时一空混合分析的结果。大体的方法就是保留了QScAT的沿轨风场数据而在其空白区域加入低波NCEP分

从WW3计算结果中提取了22001号浮标和 21004号浮标相对应格点处1999年7月19日到2000年10月21日的有效波高计一算值，然后与实测有效波高相对应，做出了散布图，见图3一14。从计算结果中提取了相应点的有效波高值，并对样本进行统计分析。统计结果见表3一3。表3一3计算有效波高与实测有效波高的统计结果浮浮标 标有效波高高最大值 (m)))均值(In)))均值偏 偏平均绝对误差差相关系数数差 差 差 差 差差 (In)))(m))))) 222200111模式计算算 7.23331.4222一 0.23330.46660.8444浮 浮浮标所测测 7.82221.6555555555 222100444模式计算算 5.1333】 .4222一 0.40000.79990.7999浮 浮浮标所测测 6.03331.8222222222一。1!..............一了

本文编号：2680985