《厦门大学海洋科学导论课件(水文部分)lect14_1202》由会员分享，可在线阅读，更多相关《厦门大学海洋科学导论课件(水文部分)lect14_1202（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、nInternal wave(内波)界面内波(Interface internal wave) n开尔文波波速表面波 波动集中在界面附近，向上向下减弱；界面 上下 运动方向相反长波 水位和流速变化同步 左岸波动的振幅比右岸小n有限振幅波(stokes波）1. 波剖面不是简谐曲线，且对于横轴不对称 2. c与 H有关，c 3. 水质点的轨迹很近于圆，但不是封闭的4. 波动的动能大于势能EkEp，而且Ek铅直Ek水平5. 大于一定程度波面将破碎，理论上其破碎角为120或 1/7风浪（wind wave) 的成长消衰取决于能量摄取与消耗的平衡关 系 n 风浪的传播方向与风向一致Wind speed(
2、风速），Wind duration(风时), Fectch（风区）(二) 风浪成长与风时(Wind durationWind duration )、风区(Fetch)Fetch)的关系1. 名词解释风时：状态相同的风持续作用在海上的时间 风区：状态相同的风作用海域的范围 风区长度：从风区的上沿开始，沿着风吹去的方向至某一点的距离2. 规律假设在风区内有4个观测点 A、B、C、D，各点的风区 长度分别为LA、LB、LC、 LD；各点的波高随时间t变 化的曲线如右图所示风区上沿ABC DLALBLCLDtHAHststHBHCt HDta. 各点的H随t增长而增大，但到一 定的时刻(ts)，H就不
3、随时间变化而增 大，此时风浪处于定常状态b. 各点达到定常状态的时间随风区长 度的增大而增大 L,tsc. 各点处于定常状态的波高随风区长度 的增大而增大 L,Hsd. 当t=tBs时，B点刚达到定常。这时，B 点的左边(如A点)已达定常，而B点的右 边各点(如C、D点)尚未达到定常，处于 过渡状态，这些点的波高还有继续成长 的趋势e. 过渡区的波高不随地点变化。当t=tBS 时，B点达到正常，而C、D点处于过渡 状态，这时HCB=HDB=HBS风区上沿ABC DLALBLCLDg. 定常状态的波浪只受制于风区，而过渡状态的风浪只受 制于风时无论风区长度多大，风时多长，风浪不可能无限地成长。为
4、什么？f. 过渡区与定常区的分界线随时间向风向的下方移动。当 t=tBS时，B点达到定常，分界线在B点；当t=tCS时，C点达 到定常，分界线移到C点风浪成长状态(phases of wind wave)定常态：某点的风浪尺度达到理论上的最大值；过渡态：某点风浪未达理论最大，随时间的推移，还可继 续增长；最小风时：对应风区内某点，风浪达到定常状态所用的时 间。 最小风区：实际风时一定，对应某一风区内的波浪达到定 常态，此一风区长度称为最小风区。 判别风浪的状态：风时最小风时，风浪是过渡态，反之定常态；风区最小风区，风浪是定常态，反之是过渡态。充分成长：波浪在成长过程达到一定尺度后，摄取与消耗能
5、量达到平衡 时，波浪不再增大。Fully Developed SeanWaves grow in size until they reach a maximum for a particular wind speed, fetch and duration of wind.nThis stage is known as a fully developed sea.nWaves cannot grow any larger because energy supplied by the wind = energy lost by waves breaking and leaving fetch a
6、rea.How high will the seas get?nFetch How much area does the sea have available to build?nDuration How long has the wind been blowing?nWind Speed How fast is the wind blowing?nFully Developed Sea - when the seas cant get no highernAny additional energy added is lost in breaking wave tops, sea spray,
7、 white capsRelationships of waves to fetchIncreasing the fetchConditions for a fully developed seaLong waves from long fetch and steady winds英國海軍上將蒲福(Admiral Sir Francis Beaufort)於1806年所訂定的蒲福風級 (Beaufort Scale)，在1838年採用時蒲福風級僅有十二級，目前已延伸至十七級 。風級浪高對照表 蒲福 風級名稱風速浪高 (公尺) 風浪每時海浬每秒公尺可能波高最大波高 0無風-1 以下0 - 0.2
8、- 1軟風微波1 - 30.3 - 1.50.10.1 2輕風微波4 - 61.6 - 3.30.20.3 3微風小波7 - 103.4 - 5.40.61.0 4和風小浪11 - 165.5 - 7.91.01.5 5清風中浪17 - 218.0 - 10.72.02.5 6強風大浪22 - 2710.8 - 13.83.04.0 7疾風大浪28 - 3313.9 - 17.14.05.5 8大風巨浪34 - 4017.2 - 20.76.07.5 9烈風猛浪41 - 4720.8 - 24.47.010.0 10暴風猛浪48 - 5524.5 - 28.49.012.5 11狂風狂濤56
9、- 6328.5 - 32.611.516.0 12颶風狂濤64 - 7132.7 - 36.914.016以上 13颶風狂濤72 - 8037.0 - 41.414以上16以上 14颶風狂濤81 - 8941.5 - 46.114以上16以上 15颶風狂濤90 - 9946.2 - 50.914以上16以上 16颶風狂濤100 - 10951.0 - 56.014以上16以上 17颶風狂濤109 - 11856.1 - 61.214以上16以上Shoaling swellsSwell(涌浪)涌浪(swell)：离开风作用区域的浪，波面 平坦光滑，波峰线长，周期、波长大(三) 涌浪的传播1.
10、涌浪在传播过程中，波高将逐渐降低原因海水内摩擦和空气阻力波浪的消衰具有选择性：波长大的衰减慢，小的衰减快 ，首先消衰的是那些叠置在大浪上的涟漪，这也是涌浪 波面比较光滑的原因 弥散作用：波长大的速度快，波长短的速度慢 角散作用2. 涌浪的周期和波长都在增加3. 涌浪的波长比其波高大40-100倍，非常低的涌浪(先头涌)其波 长可能超过波高1000倍以上4. 涌浪的传播距离十分惊人5. 深水区涌浪的传播速度遵守 的关系，但传至近岸水 域，更接近于长波的性质Formation of Swell and wave trainsnDispersion depends on wavelengthnLongest wavelength moves fastest nLongest wavelength leaves the area of formation firstnUndulation of sea surface caused by this dispersion is “Swell”
