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1、第第5讲讲 海浪海浪海浪与海洋动摇观测的物理现实观测的物理现实n n海浪是最常见的海洋动力景象。n n浪：风浪、涌浪n n波：外表波、内波；线性波、非线性波；开尔文波、罗斯贝波.n n海啸、潮波n n浪与波的关系n n浪由波组成；n n以上景象本质上是动摇的不同表现方式。n n另一方面，波的物理本质具有普遍性：n n电磁波n n物质波，波粒二象性。观测的物理现实观测的物理现实观测的物理现实观测的物理现实观测的物理现实观测的物理现实波的描画波的描画n n波峰：波面的最高点波峰：波面的最高点n n波谷：波面的最低点。波谷：波面的最低点。n n波高波高(H)(H)：相邻的波峰和波谷间的垂直间隔。：相
2、邻的波峰和波谷间的垂直间隔。n n振幅振幅(d)(d)：波高：波高(H)(H)的一半。的一半。n n波长：两相邻的波峰或波谷间的程度间隔。波长：两相邻的波峰或波谷间的程度间隔。n n周期周期(T) (T) ：两相邻的波峰或波谷经过某一固定点所需：两相邻的波峰或波谷经过某一固定点所需的时间。的时间。n n波速波速(c)(c)：波峰：波峰( (或波形或波形) )的传播速度。的传播速度。n n波陡：波高与波长之比。波陡：波高与波长之比。n n波峰线垂直于波向线。波峰线垂直于波向线。n n波数波数K K：单位间隔中波形的个数。：单位间隔中波形的个数。波的描画波的描画海浪的统计特性海浪的统计特性n n实
3、践海洋中的海浪波形非常复杂。n n复杂中表现出明显的周期性。n n数学上，将浪视为假设干个不同频率(或周期)正弦波叠加的结果。海浪的统计特性海浪的统计特性海浪的统计特性海浪的统计特性n nO-OO-O为零线，记录曲线于为零线，记录曲线于O1,O3,O5O1,O3,O5等点由下方向上跨过等点由下方向上跨过零线、这些点称为上跨零点；零线、这些点称为上跨零点；O2,O4,O6O2,O4,O6为下跨零点为下跨零点. .n nC1,C2,C3C1,C2,C3等为波面的极大值，等为波面的极大值，D1,D2,D3D1,D2,D3等为极小值。在等为极小值。在一组上跨零点与下跨零点之间能够出现一个以上的极大值一
4、组上跨零点与下跨零点之间能够出现一个以上的极大值( (如如C3,C4)C3,C4)，其中最大的一个称显著波峰。，其中最大的一个称显著波峰。n n这样这样, ,海浪波高的定义修正为：在下跨零点前后相邻的显著海浪波高的定义修正为：在下跨零点前后相邻的显著波谷与显著波峰间的高度差波谷与显著波峰间的高度差( (如如H1)H1)。n n周期定义为相邻两个显著波峰出现的时间间隔，或相邻两周期定义为相邻两个显著波峰出现的时间间隔，或相邻两上跨零点或下跨零点上跨零点或下跨零点) )出现的时间间隔。出现的时间间隔。n n波长那么为相邻两显著波峰波长那么为相邻两显著波峰( (或显著波谷间的程度间隔，或显著波谷间的
5、程度间隔，海浪的统计特性海浪的统计特性n n在一段在一段时间时间所所观测观测的波高系列中，一切波高的平的波高系列中，一切波高的平均均值值称称为为平均波高，反映波高的平均形状，可以平均波高，反映波高的平均形状，可以作作为为各种波高各种波高换换算的媒介。算的媒介。 n n将将观测观测到的波高按大小到的波高按大小陈陈列起来，就最高的部分列起来，就最高的部分波的波高波的波高计计算平均算平均值值，为为部分大波的平均波高。部分大波的平均波高。n n例如例如对对于最高的于最高的1 1100100，1 11010，l l3 3波，其平均波，其平均值值分分别别以以HlHl100100，Hl/10,H1/3Hl/10,H1/3表示，假表示，假设设共共观观测测了了30003000个波，它个波，它们们分分别别代表最高的代表最高的3030，300300，10001000个波的平均波高。个波的平均波高。n n将将H1/3H1/3称称为为有效波高；具有效波高；具备这备这种波高的波称种波高的波称为为有有效波。效波。海浪的数学物理模型海浪的数学物理模型n n水动摇力学实际n n线性波n n非线性波n n随机海浪实际两种实际均有重要意义，且不可替代。后面将进展详细讲解。
