海洋要素計算與預報(海浪8)課件

§3近岸波的計算——折繞射

緩坡方程的建立（Berkhoff,1972）

緩坡方程的適用條件：線性理論框架內(nèi)的控制方程及邊界條件為：§3近岸波的計算——折繞射緩坡方程的建立（Berkho1緩坡方程的建立對于波面為：

若水深均勻，則勢函數(shù)為：取波動勢函數(shù)的試解為：其中

緩坡方程的建立對于波面為：若水深均勻，則勢函數(shù)為：取波2引入函數(shù)

緩坡方程的建立控制方程及邊界條件為：引入函數(shù)緩坡方程的建立控制方程及邊界條件為：3緩坡方程的建立計算

Leibnitz定理

緩坡方程的建立計算Leibnitz定理4緩坡方程的建立考慮到：

----------緩坡方程

水深為常值

-------Helmholtz方程

緩坡方程的建立考慮到：----------緩坡方程水深5緩坡方程的拋物近似令

------------繞射方程-------------能量方程-------------折射方程緩坡方程的拋物近似令------------繞射方程6緩坡方程的拋物近似-----------求波數(shù)

-----------求波向

---求波高

折射方程方向用中差，方向用前差。能量方程方向用中差，方向用前差。繞射方程方向用中差，方向用后差。緩坡方程的拋物近似-----------求波數(shù)----7緩坡方程的改進

注意到能量方程源自于虛部。

波浪在近岸會由于淺水破碎和底摩擦而損耗能量?？梢詫⒕徠路匠碳右愿倪M，從而反映能量耗散的作用。改進的緩坡方程的一般形式為：能量耗散率

目前尚無普遍接受的破波耗散和底摩擦的函數(shù)形式。

緩坡方程的改進注意到能量方程源自于虛部。波浪在近岸會由于8第四章長期海浪觀測資料的統(tǒng)計分析§１海浪觀測的基本要求

海浪觀測資料的類型:

船舶報沿岸海洋臺站浮標站衛(wèi)星遙感用于各種特定目的臨時觀測資料的代表性:

測量位置、測量方法和觀測期間資料的測得率。

資料的可靠性：

精度、深度訂正、分析方法、其他資料的同步觀測。第四章長期海浪觀測資料的統(tǒng)計分析§１海浪觀測的基本9中國沿岸海洋站分布中國沿岸海洋站分布10中國海浪浮標分布中國海浪浮標分布11美國NDBC浮標分布美國NDBC浮標分布12微波在海面反射的示意圖微波在海面反射的示意圖13高度計觀測海浪的原理高度計觀測海浪的原理14SAR測量海浪的原理SAR測量海浪的原理15§2定點站海浪觀測資料的統(tǒng)計分析風速修正：

對于海浪一般取10分鐘內(nèi)的平均風速。

海浪玫瑰圖：

波向是指來向。通常分成16個方位。波高的統(tǒng)計分析。海浪依波高大小分為10個波級。頻率統(tǒng)計。海浪波高、周期散射圖

波高持續(xù)時間圖

§2定點站海浪觀測資料的統(tǒng)計分析風速修正：對于海浪一16設(shè)波高年最大值的概率密度分布函數(shù)為?！?海浪要素的極值分布重現(xiàn)期的定義：

---------------不及累積概率

----------------超值累積概率

記

----------重現(xiàn)期

-------T年一遇波高

------------設(shè)計頻率

皮爾遜III型曲線、Gumbel分布、Weibull分布。

通?？偸窍闰灥丶俣úㄒ氐拈L期分布服從一定的規(guī)律，然后利用已有資料樣本推算待定參數(shù)。

設(shè)波高年最大值的概率密度分布函數(shù)為17總結(jié)平穩(wěn)性與各態(tài)歷經(jīng)性海浪模型海浪譜海浪要素統(tǒng)計分布譜與波要素的關(guān)系海浪的生成機制海浪譜傳輸方程緩坡方程重現(xiàn)期總結(jié)平穩(wěn)性與各態(tài)歷經(jīng)性18§3近岸波的計算——折繞射

緩坡方程的建立（Berkhoff,1972）

緩坡方程的適用條件：線性理論框架內(nèi)的控制方程及邊界條件為：§3近岸波的計算——折繞射緩坡方程的建立（Berkho19緩坡方程的建立對于波面為：

若水深均勻，則勢函數(shù)為：取波動勢函數(shù)的試解為：其中

緩坡方程的建立對于波面為：若水深均勻，則勢函數(shù)為：取波20引入函數(shù)

緩坡方程的建立控制方程及邊界條件為：引入函數(shù)緩坡方程的建立控制方程及邊界條件為：21緩坡方程的建立計算

Leibnitz定理

緩坡方程的建立計算Leibnitz定理22緩坡方程的建立考慮到：

----------緩坡方程

水深為常值

-------Helmholtz方程

緩坡方程的建立考慮到：----------緩坡方程水深23緩坡方程的拋物近似令

------------繞射方程-------------能量方程-------------折射方程緩坡方程的拋物近似令------------繞射方程24緩坡方程的拋物近似-----------求波數(shù)

-----------求波向

---求波高

折射方程方向用中差，方向用前差。能量方程方向用中差，方向用前差。繞射方程方向用中差，方向用后差。緩坡方程的拋物近似-----------求波數(shù)----25緩坡方程的改進

注意到能量方程源自于虛部。

波浪在近岸會由于淺水破碎和底摩擦而損耗能量?？梢詫⒕徠路匠碳右愿倪M，從而反映能量耗散的作用。改進的緩坡方程的一般形式為：能量耗散率

目前尚無普遍接受的破波耗散和底摩擦的函數(shù)形式。

緩坡方程的改進注意到能量方程源自于虛部。波浪在近岸會由于26第四章長期海浪觀測資料的統(tǒng)計分析§１海浪觀測的基本要求

海浪觀測資料的類型:

船舶報沿岸海洋臺站浮標站衛(wèi)星遙感用于各種特定目的臨時觀測資料的代表性:

測量位置、測量方法和觀測期間資料的測得率。

資料的可靠性：

精度、深度訂正、分析方法、其他資料的同步觀測。第四章長期海浪觀測資料的統(tǒng)計分析§１海浪觀測的基本27中國沿岸海洋站分布中國沿岸海洋站分布28中國海浪浮標分布中國海浪浮標分布29美國NDBC浮標分布美國NDBC浮標分布30微波在海面反射的示意圖微波在海面反射的示意圖31高度計觀測海浪的原理高度計觀測海浪的原理32SAR測量海浪的原理SAR測量海浪的原理33§2定點站海浪觀測資料的統(tǒng)計分析風速修正：

對于海浪一般取10分鐘內(nèi)的平均風速。

海浪玫瑰圖：

波向是指來向。通常分成16個方位。波高的統(tǒng)計分析。海浪依波高大小分為10個波級。頻率統(tǒng)計。海浪波高、周期散射圖

波高持續(xù)時間圖

§2定點站海浪觀測資料的統(tǒng)計分析風速修正：對于海浪一34設(shè)波高年最大值的概率密度分布函數(shù)為?！?海浪要素的極值分布重現(xiàn)期的定義：

---------------不及累積概率

----------------超值累積概率

記

----------重現(xiàn)期

-------T年一遇波高

------------設(shè)計頻率

皮爾遜III型曲線、Gumbel分布、Weibull分布