8.海浪

2）风浪的成长与风力、风区和 风时的关系 风区：指风向和风速近似一致的 风所吹刮的距离。 风时：是指近似一致的风向和风 速连续作用于风区的时间。 风力越大，风区越长，风时越久 ，风浪就越发展。但风浪的发展 不是无限制的，当波陡接近1/7时 ，波浪开始破碎，波高停止发展。 这种状态的风浪称为充分成长的风 浪。在风速一定时，风浪充分成长 不同风速时形成充分成长的风 需要一定的临界风时和风区。三者 浪所需要的最小风区和风时 的关系见右上图。 由图可见，风速越大，风浪充分成长所需要的最小风时和最小风区也 越大。例如当风速为20kn时，最小风区75n mile,最小风时为10h; 当 风速为30kn时，最小风区和最小风时分别增加到280n mile和23h。
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。
§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H1/3＝1m，则 平均H＝0.63m H1/10＝1.27m H1/100＝1.61m H1/1000＝1.94m
§8.5船舶海洋水文气象观测与编报
29
N， 0°
4m/s
真风来向
45 ° W，270°船风 315 ° 视风 真风去向 结论：真风90 °，真风速11.2m/s。 S，180°
§8.5船舶海洋水文气象观测与编报 30
视风 E， 90°
船风
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－1hPa～＋1hPa。 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
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：航速16节，航向西北，视风东北风，8m/s，求真风。
§8.3 风浪、涌浪和近岸浪 8
§8.3 风浪、涌浪和近岸浪
9
风浪发展的三种状态
①过渡状态：风吹到大洋
上，风浪随着时间的增长 而增大。风浪的成长取决 于风时长短。 ②定常状态：指恒定的风 长时间吹在有限的水域上， 使海面各点的风浪要素趋 于稳定。
③风浪充分成长状态：风速越大，风时越长，风浪就越发展。
§8.3 风浪、涌浪和近岸浪
13
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。
§8.1 概 述 2
二、海洋波浪的分类 1.按成因分:可将海洋波浪分为：风浪、涌浪 、近岸波(又称近岸浪、拍岸浪)、风暴潮(又称 气象海啸、风暴海啸)、海啸(又称地震海啸)、 潮汐波、气压波、内波； 2.按波长和水深的关系，可将波浪分为深水波 (波长远小于水深的波)和浅水波(波长远大于水 深的波)。 人们习惯上将风浪、涌浪以及由它们形成的近 岸浪统称为海浪。
――能见度低劣（BAD）（0～2级） ――能见度不良（POOR）（3～4级） ――能见度中等（MODERATE）（5～6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
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 ―― 在海面上，正常目力在180度(1/2)以上的视野范围内所能看到的最
但风浪的发展不是无限的，当波陡接近1/7时，波浪开始破碎。 这是因为风传给风浪的能量，一部分用于增大波高，一部分消 耗于涡动摩擦，当风传给风浪的能量与涡动摩擦消耗的能量相 平衡时，风浪不再继续增大，即风浪达到极限状态，这种状态 称为风浪充分成长。 风浪成长主要与风速、风区和风时有关。另外还受水深及海域 特征等因素影响。
§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“－”。
四、天气现象的观测
1、观测方法：现在天气现象是在定时观测时所观测到的天气现象， 过去天气现象是在定时观测之间六小时内所观测到的天 气现象。 2、天气现象的符号： 霾――“∞”； 轻雾――“＝”； 雷暴――“ ”； 龙卷――“][”； 雾――“三”；毛毛雨――“，”； 雨――“ ”； 雪―― “*”； 雨夹雪――“ ” ； 阵雨――“ ”； 阵雪―― “ * ”； 阵性雨夹雪――“ ” ；冰雹――“ ” ； 雷雨――“ ”
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。夜间无法观测 时，记为“－”。
三、云的观测
1、注意事项： 应尽量选择在能看见全部天空和水天线的位置上进行观测；如阳光 较强，需戴黑色眼镜；夜间观测应避开较强灯光进行。 2、特殊情况的记录： 雾――全天无法辩明，总云量、低云量记10，低云栏记“三”； 部分天空可辨，总云量、低云量记10，低云栏记“ ” 加可见云状。
§8.5船舶海洋水文气象观测与编报
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0.5～3.0m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。
§12.2 中国近海风与浪的分布概况 24
8.5
船舶海洋水文气象观测与编报
§8.1 概 述 6
风暴潮
§8.1 概 述 7
2.3
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 风力 ② 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。 ③ 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
14
15
波浪向岸传播过程中
L3 L2 L1
• • • •
波长变短 波高增加 波速降低 波浪破碎 (破波)
L
H3
H2
H1
H
SA N D Y B
O TTO M
wave base
§8.3 风浪、涌浪和近岸浪
16
崩波
激波
卷波
§8.3 风浪、涌浪和近岸浪 17
破
波
§8.3 风浪、涌浪和近岸浪
CH2
海
浪
1
2.1
一、波浪（Wave）要素
概
述
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（λ）――相邻两波峰或相邻两波谷之间的水平距离。 6、波陡（δ）――波高与波长之比，δ＝H/λ。 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，f＝1/T。 9、波速（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＝λ/ T。
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、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、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，周期不断增大，波长增加。
18
19
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H＝∑Hi/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。