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2004—2022年期间渤黄东海海浪波高的时空变化研究

中国海洋大学学报(自然科学版) 2025年第4期55卷 16-29页

作者：章思怡高志一赵栋梁中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 自然资源部国家海洋环境预报中心北京100081

基于浮标观测数据,验证了不同拖曳系数参数化方案下第三代海浪模式wavewatchⅢ(WW3)对波浪的模拟能力。在此基础上,应用WW3计算了2004—2022年期间渤黄东海的波高特征,发现波高总体变化强度由季节变化主导,秋冬季节有效波高大于春夏季... 详细信息

基于浮标观测数据,验证了不同拖曳系数参数化方案下第三代海浪模式wavewatchⅢ(WW3)对波浪的模拟能力。在此基础上,应用WW3计算了2004—2022年期间渤黄东海的波高特征,发现波高总体变化强度由季节变化主导,秋冬季节有效波高大于春夏季节。季节尺度上,在逐网格尺度上给出了有效波高出现最大值和最小值的主要月份。在年际尺度上,黄海有效波高的年平均时间序列的变异系数在4.5%以上,其年际变化相对强度明显强于渤海和东海;有效波高与风速高度相关,且两者在黄海和东海与厄尔尼诺呈现负相关关系,负相关最强的区域位于台湾海峡,最高相关系数分别达-0.77和-0.72,而在渤海北部海域则呈现较弱的正相关关系。另外,对波高长期变化趋势的空间分布进行了分析,发现夏季风强度的明显下降导致台湾岛东侧海域有效波高出现较强的负趋势,强度达0.006 m/a以上。

关键词：有效波高 wavewatchⅲ模式渤黄东海拖曳系数多尺度时空变化

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wavewatchⅢ不同海冰源项的海浪模拟效果对比

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海洋学报 2020年第9期42卷 22-29页

作者：苗琪徐福敏俞茂玲中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098

为了验证第三代海浪模式wavewatchⅢV5.16中不同海冰损耗源项在秋季波弗特海对海冰存在下海浪的模拟能力,建立自波弗特海至马更些河河口的两级嵌套海浪模型,对2014年8月1日至9月31日该海域北极风暴作用下的暴风浪有效波高进行模拟研究,... 详细信息

为了验证第三代海浪模式wavewatchⅢV5.16中不同海冰损耗源项在秋季波弗特海对海冰存在下海浪的模拟能力,建立自波弗特海至马更些河河口的两级嵌套海浪模型,对2014年8月1日至9月31日该海域北极风暴作用下的暴风浪有效波高进行模拟研究,并利用浮标实测数据对模拟结果进行对比分析。结果表明,在应用于大范围海域、缺乏海冰有效剪切模量、黏性系数等属性参数的前提下,离海冰较近、海浪能量受海冰控制作用较为明显的区域,各海冰源项中IC1源项表现最好,能够表现出更加符合波弗特海海域特定的冰情、冰况的能量耗散特征。

关键词： wavewatchⅲ模式波弗特海海冰源项海浪模拟

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南海台风浪场特征的计算与分析

南海台风浪场特征的计算与分析

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作者：苗庆生中国海洋大学

学位级别：硕士

本文采用wavewatchⅢ海浪数值模式，应用再分析风场作为输入对南海1986~2005年发生的275个台风过程进行了数值计算，并对计算结果进行了分析。\n 选取了典型台风过程，对再分析风场数据与观测站和大量实测资料进行了对比，结果表明... 详细信息

本文采用wavewatchⅢ海浪数值模式，应用再分析风场作为输入对南海1986~2005年发生的275个台风过程进行了数值计算，并对计算结果进行了分析。\n 选取了典型台风过程，对再分析风场数据与观测站和大量实测资料进行了对比，结果表明，台风路径、风速等要素的模拟结果与实测吻合较好，这为波浪的数值计算奠定了坚实的基础。\n 利用宝贵的台风期间实测资料，对台风期间计算给出的波浪场进行了对比，结果表明，本文计算结果比较理想，可以作为分析南海海域台风浪场特征的基础资料。\n 对台风期间波浪要素的空间分布特征进行分析，包括方向谱、波高、周期、波向和波长等要素，得到了与观测结果一致的结论。\n 对计算结果进行统计，给出了南海不同海域波高、波向和周期等要素的联合分布，并进行了讨论分析。\n 利用台风浪计算结果，采用威伯尔分布法，本文最后给出并分析了台风期间南海海域波高和周期的重现期分布，并和其它计算结果进行了比较。

关键词：南海海域台风浪场 wavewatchⅲ模式方向谱波高重现期数值计算

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东中国海波高分布特征研究

东中国海波高分布特征研究

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作者：武双全中国海洋大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词： wavewatchⅲ模式有效波高东中国海数值模拟

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全球海浪数值预报业务化实验

全球海浪数值预报业务化实验

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作者：闻斌中国海洋大学

学位级别：硕士

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。海浪的数值模拟发展到20世纪末已达到比较成熟的阶段,由美国NOAA/NCEP环境模拟中心海洋模拟小组开发的第三代海浪数值模式wavewatchⅢ已被国外广泛应用于业务化的海浪预报,而我国的全球海浪数值预报业务化才处于起步阶段。为了能尽快地建立起我国的全球海浪数值预报业务化系统,本文利用wavewatchⅲ模式,以每天4次的NOAA/NCEP再分析风场资料为输入,模拟了2005年1月份全球海域的海面风浪场。模式结果与TOPEX/Poseidon(以下简称T/P)高度计的星下轨迹波高观测资料进行了比较分析,两者符合得较好。从区域分布来看,深水海域两者的一致性要优于靠近边界或浅水海域,这是由于wavewatchⅢ是深水模式,没有考虑底摩擦的缘故。将模式从Linux操作系统下移植到了Windows下,采用运行效率最高的Intel Fortran编译器对源程序进行编译,优化程序,有效地节约了机时。模式采用了并行计算技术,提高了模式的性能和效率,为全球海浪数值预报的业务化运行打下了很好的基础。

关键词： wavewatchⅲ模式有效波高高度计资料全球海浪场业务化

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神经网络方法对海浪有效波高数值模拟的改进

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海洋预报 2010年第2期27卷 8-14页

作者：孟雷闻斌姜洪峰范海燕中国人民解放军61741部队

结合东北太平洋浮标资料,使用神经网络模型对wavewatchⅢ海浪模式模拟的有效波高进行训练模拟,并与增加风场作为输入项的神经网络模型作了对比分析。通过分析浮标观测资料、wavewatchⅢ数值模式和神经网络模拟的海浪有效波高大小,可以... 详细信息

结合东北太平洋浮标资料,使用神经网络模型对wavewatchⅢ海浪模式模拟的有效波高进行训练模拟,并与增加风场作为输入项的神经网络模型作了对比分析。通过分析浮标观测资料、wavewatchⅢ数值模式和神经网络模拟的海浪有效波高大小,可以看出使用神经网络结合数值模式能够较好地提高有效波高的模拟精度。

关键词：海浪模拟有效波高神经网络 wavewatchⅲ模式

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畸形波形成的海浪要素特征数值分析

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海洋预报 2015年第5期32卷 1-7页

作者：余军浩余向军郭立印李庆红北京市2433信箱北京100081 海军大连舰艇学院军事海洋系辽宁大连116018 93052部队吉林四平136000

从典型的畸形波事件"新年波"出发,以ECMWF中期再分析风场作为驱动风场,采用wavewatchⅢ海浪数值预报模式模拟畸形波发生海域的海浪场。通过对模拟的海浪要素分析表明,畸形波发生点在发生时刻的风速、波高、波陡处于极大值,波... 详细信息

从典型的畸形波事件"新年波"出发,以ECMWF中期再分析风场作为驱动风场,采用wavewatchⅢ海浪数值预报模式模拟畸形波发生海域的海浪场。通过对模拟的海浪要素分析表明,畸形波发生点在发生时刻的风速、波高、波陡处于极大值,波浪周期较长,谱峰频率、方向展角处于极小值;畸形波发生点在发生时刻的海浪谱是单峰谱,谱型尖窄,大部分波浪能量都集中在很小的频率范围内,分布在一个小的范围内,传播方向比较集中。

关键词：畸形波海浪要素 wavewatchⅲ模式数值分析

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基于热带风暴“三巴”的台风浪数值模拟研究

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淮海工学院学报（自然科学版） 2018年第3期27卷 82-87页

作者：潘锡山韩雪陈飞宇时珉李春辉刘明江苏省海涂研究中心江苏南京210036 连云港市海洋与渔业局江苏连云港222001 南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044

利用第三代海浪模式wavewatchⅢ构建二重嵌套台风浪模型,采用NCEP分析风场为驱动场,以热带风暴"三巴"为例将模式运用到中国近海台风浪模拟中,采用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)再分析数据(有效波高)作为对比对象.验证结果表... 详细信息

利用第三代海浪模式wavewatchⅢ构建二重嵌套台风浪模型,采用NCEP分析风场为驱动场,以热带风暴"三巴"为例将模式运用到中国近海台风浪模拟中,采用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)再分析数据(有效波高)作为对比对象.验证结果表明,该模式能较好地反映中国近海海域台风浪过程,同时说明NCEP分析风场适用于该海域波浪数值研究.

关键词： wavewatchⅲ模式台风浪热带风暴 NOAA再分析资料

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