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1、1,CH8 海 浪,8.1 概 述 8.2 群波和驻波 8.3 风浪、涌浪和近岸浪 8.4 有效波高和合成波高 12.1&12.2 风浪分布概况 8.5 船舶海洋水文气象观测与编报,8.1 概 述,2,8.1 概 述,一、波浪（Wave）要素,8.1 概 述,3,1、波峰波面的最高点。 2、波谷波面的最低点。 3、波高（H）相邻波峰与波谷之间的垂直距离。 4、波幅（a）波高的一半，a=H/2。 5、波长（）相邻两波峰或相邻两波谷之间的水平距离。 6、波陡（）波高与波长之比，H/。 7、周期（T）相邻的两波峰或两波谷相继通过一固定点 所需要的时间。 8、频率（f）周期的倒数，f1/T。 9、波速
2、（C）波峰或波谷在单位时间内的水平位移（波 形传播的速度），C/ T。 10、波峰线通过波峰垂直于波浪传播方向的线。 11、波向线波形传播的方向线，垂直于波峰线。,8.1 概 述,4,二、波浪的分类 1、按周期或频率分类 海浪大部分能量集中在周期412s的范围内，属重力波 范围。最常见的重力波是风浪和涌浪。,2、按成因分类 1）风浪和涌浪 风浪（Wind Wave） 风的直接作用引起的 水面波动（无风不起浪）。 涌浪（Swell） 风浪离开风区传至远处， 或者风区里风停息后所 遗留下来的波浪（无风三尺浪）。,8.1 概 述,5,2）海啸（Tsunami，又称地震波） 由于海底或海岸附近发生地震
3、或火山爆发所形成的海面异常波动。 特点：周期长，波长长，波速大，在外海坡度很小，当传至近岸时， 波高剧增。 世界上常受海啸袭击的国家和地区有： 日本、菲律宾、印度尼西亚、加勒比海、墨西哥沿岸、地中海。,3）风暴潮（Storm Surge） 由强烈的大气扰动（强台风、强锋面气旋、寒潮大风等）引起的 海面异常上升现象。 主要原因：海面气压分布不均匀气压每下降1hPa，海面约升高1cm； 大风风暴向岸边移动时，受强风牵引海水涌向岸边，海 面升高，升高幅度与风速的平方成正比。 我国风暴潮多发区： 莱州湾、渤海湾、长江口至闽江口、汕头至珠江口、雷州湾和海南 岛东北角，其中莱州湾、汕头至珠江口是严重多发区
4、。,8.1 概 述,6,风暴潮,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,7,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,一、风浪（Wind Wave） 1、特征 周期短、波峰尖、波长短、波峰线短，波面不规则， 易破碎。 方向（指来向）与风向较为一致。,2、影响风浪成长的三要素 1）几个概念 风区风速、风向近似一致的风作用的海域范围。 沿风吹的方向，从风区上沿至下沿的距离，称为风区 长度或风程。 风时近似一致的风速和风向连续作用于风区的时间。,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,8,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,9, 充分成长状态风区、风时 无限时，风浪成长到一定程度 后停止发展（并变得不稳定， 破碎），这种状态即为充分成 长状态。
5、 风区、风时无限的情况下，风 速越大，处于充分成长状态的 风浪波高越大，因此，充分成 长的风浪波高取决于风速。 对于给定的风速，风浪要达到 充分成长状态，风时需不低于 某一值，风区长度也不低于某 一值，这就是对应于该风速的 最小风时和最小风区。,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,10,3、浅水中风浪的成长 风速、风时、风区相同时，浅水区的风浪尺寸比深水区 的小得多。,二、涌浪（Swell） 1、特征 波形规则，波峰圆滑，波长长，波峰线长，周期长， 移速快。 方向（来向）与海面实际风向无关，两者间可成任意角度。 2、传播特性 波长大的衰减慢，波长小的衰减快，随着传播距离的 增加，波高逐渐降低，周期不断
6、增大，波长增加。,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,11,三、近岸浪 1、波向的改变 折射，使波峰线逐渐趋于与等深线平行，即波峰平 行于海岸线。 绕射，波浪绕过障碍物进入被障碍物遮蔽的水域。 反射。,2、波高变化 波浪进入开敞海岸浅水区时，波高增大，波长变短， 波陡增加，易翻卷破碎。 波浪绕射进入海湾时，波高降低。 岬角地形处的波高比凹陷处的高。,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,12,折射,折射,绕射,13,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,14,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,15,崩波,激波,卷波,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,16,破 波,17,18,8.3 风浪、涌浪和近岸浪,19,四、其它因素对波高的影响
7、 1、波流效应 流速23kn，风速1015m/s时， 波浪去向与海流方向相反或接近相反时： 波高增加最大，增幅达2030。 波浪去向与海流运动方向相同时：波高降低，波长增加。,2、水、气温差 TwTa1，波高增加5； TwTa2，波高增加10； TwTa10，波高增加50；,8.4 有效波高和合成波高,20,8.4 有效波高和合成波高,一、几种常用的统计波高 1、平均波高 连续观测几个波，取所有波高的平均值。 平均HHi/n 2、有效波高 部分大波的平均波高将连续观测到的波高按大小排 列起来，并就其中最高的一部分波高计算平均值。 例如：如果共观测1000个波，将这些波高按从大到小的顺序 排列起
8、来，取其中波高最大的100列波高计算平均波 高，得到1/100大波平均波高，记为H1/100。 同理，有H1/1000、H1/10、H1/3。 其中，H1/3称为有效波高，波浪预报图上的波高即为有效波高。,8.4 有效波高和合成波高,21,3、合成波高 风浪波高与涌浪波高的合成， HE（Hw2+Hs2）1/2 公式中：Hw平均显著风浪波高； Hs平均显著涌浪波高。 波浪分析图上的波高为合成波高。,二、有效波高与其它统计波高的关系 设有效波高H1/31m，则 平均H0.63m H1/101.27m H1/1001.61m H1/10001.94m,12.1 世界大洋上的狂风恶浪海域,22,12.
9、1 世界大洋上的狂风恶浪海域（P102）,冬季，北太平洋和北大西洋中高纬 （30-60 N ） 中高纬海域位于盛行西风带内，且与极锋平均位置重合，其上多锋面气旋活动，风大浪急。 中高纬海域西部是强大冷暖海流交汇处，加剧锋面和气旋的形成及强烈发展。 两大洋中高纬驻留永久性低压中心（阿留申和冰岛低压），使周围海域风力强劲。 比斯开湾 （北大西洋）:处于西风带中，海湾地形水深，波流效应。 夏季，北印度洋：西南季风 南半球整个咆哮西风带 好望角（南半球咆哮西风带）：西风带，岬角效应。,12.2 中国近海风与浪的分布概况,23,12.2 中国近海风与浪的分布概况（P102）,风的分布 冬季风：渤海、黄海
10、吹西北或北风，东海南部、南海北部和中部为东北风，南海南部为偏北风。 夏季风：20N以南为西南风，20N以北为东南风。 浪的分布 冬季以偏北向浪为主，夏季以偏南向浪为主。 各海区平均波高0.53.0m之间。 大浪位置与高频中心与大风区基本吻合。 盛行风频率：东海最高，南海次之，黄、渤海最低。 8级大风日数：东海沿岸最多，黄、渤海沿岸次之，南海沿岸最少。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,24,8.5 船舶海洋水文气象观测与编报,一、概述 1、观测项目 气象项目：海面有效能见度、云、天气现象、风、气压、空气温度 和湿度等。 水文项目：海浪、表层海水温度、表层海水盐度、海发光和铅直海 水温度等。 2
11、、观测时次 常规观测：主要项目每天在世界时00、06、12、18时观测，测表层 海水盐度的水样每天06时采集一次，铅直海水温度每天 00、12世界时观测，海发光在每天天黑后进行。 加密观测：出现恶劣天气时，气压、风、海浪等项目每小时测一次。 3、观测程序 每次观测在正点前30min开始至正点结速，气象项目观测在正点前 15min内进行，气压应在接近正点时观测。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,25,二、海面有效能见度的观测 1、海面能见度（Visibility）的概念 在海上，正常目力所能见到的最大水平距离，单位km或n mile。 2、影响海面能见度的因子 雾是影响海面能见度最主要的因子。
12、 沙尘暴、烟、雨、雪、低云等 。 3、能见度等级术语 能见度低劣（BAD）（02级） 能见度不良（POOR）（34级） 能见度中等（MODERATE）（56级） 能见度良好（GOOD）（7级） 能见度很好（VERY GOOD）（8级） 能见度极好（EXCELLENT）（9级）,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,26,4、海面能见度观测的注意事项 1）观测方法：根据水天线的清晰程度。 2）注意事项：夜间观测时，应先在黑暗处停留至少5分钟，待眼睛适应 后进行观测。 应选择在船上较高、视野开阔的地方（夜间应站在不受 灯光影响处）。 3）数据记录：取一位小数，不足0.1记为0.0，单位km。夜间无法观
13、测 时，记为“”。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,27,霾全天无法辩明，总云量、低云量记，低云栏记“”； 部分天空可辨，总云量、低云量记，低云栏记“ ” 加可 见云状。 夜间无月光时，若不能判断云状，估计天空被遮蔽而看不到星光的 那部分作为总云量，云状、低云量栏记“”。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,28,五、风的观测 1、观测仪器：手持测风仪；综合数字气象仪。 2、注意事项：应选择在船上四周无障碍、不挡风处，风向传感器的0应 与船头一致。 3、数据记录：风向以度（）为单位，取整数，风速（10分钟平均）以 米/秒（m/s）为单位，记到一位小数。 4、真风的求算：矢量三角形法。 例题：航
14、速16节，航向西北，视风东北风，8m/s，求真风。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,29,结论：真风90 ，真风速11.2m/s。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,30,六、气压的观测 1、观测仪器：空盒气压表。 2、注意事项：气压表应水平安置并固定在温度少变、没有热源、不直接 通风处，应有减振装置并避免太阳光的直接照射。 3、数据记录：以百帕（hPa）为单位，准确度1hPa1hPa。 4、数据订正：刻度订正、温度订正、补充订正、高度订正。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,31,七、空气温度和湿度的观测 1、观测仪器：干湿球水银温度表、综合数字气象仪。 2、注意事项：干、湿球温度传感器应
15、安装在百叶箱中，百叶箱应水平固 定在空气流通、远离热源的驾驶台顶上，距甲板1.5米处， 箱门方向不得与船头相同。 3、数据记录：准确度为0.20.2，当相对湿度50，准确度 55；当相对湿度50，准确度22。 4、测湿原理：t干t湿0，空气未饱和； t干t湿0，空气饱和。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,32,八、表层海水温度的观测 1、观测仪器：表层海水温度计。 2、观测方法：先将帆布桶放入水中感温1分钟后采水提上，把水温表放入 桶中搅动感温2分钟后读数。 3、注意事项：表层海水温度是指海水表面到0.5米深处之间的海水温度， 采水点应避开船舶排水孔处；读数时，水温表注水杯不能 离开采水桶水面，尽量不将水温表提出帆布桶。 4、数据记录：以摄氏度（）为单位，准确度0.50.5。,九、海浪的观测 1、观测项目：风浪高、涌浪向和涌浪波高。 2、观测方法：风浪、涌浪分别观测，各挑选较远处35个显著大波，求 这些波高的平均值，分别作为风浪、涌浪的波高值。 观测涌浪向时，用罗经上的方位仪。 3、注意事项：观测点应选择在视野开阔处，当船体发生倾斜时，波高要 进行倾角订正。,8.5船舶海洋水文气象观测与编报,33,十二、报告电码 BBXX船舶辅助观测报告指示组； DDDD船舶呼号； YYGGiw日期时间组，iw测风方法指示码，目测风
