海浪观测
实验6 海浪特征及观测方法
A coustic D oppler S olutions
Coastal & Inland Business Unit
Wave Words
RD Instruments
AHc oo ums teic Doofptphleer SAoDluCtioPn s
Coastal & Inland Business Unit Acoustic Figures Doppler Solutions taken from Oceanography of the British Columbia Coast, Richard E. Thompson
Sediment Transport
RD Instruments
AHc oo ums teic Doofptphleer SAoDluCtioPn s
A coustic D oppler S olutions
Coastal & Inland Business Unit
Background
Wave characteristics
A coustic D oppler S olutions
Coastal & Inland Business Unit
Waves Spectrum
RD Instruments
AHc oo ums teic Doofptphleer SAoDluCtioPn s
SUN, MOON STORMS, TSUNAMIS
A coustic D oppler S olutions
Coastal & Inland Business Unit
Two Wave Types
RD Instruments
海南东方近岸海域海浪观测特征研究
海南东方近岸海域海浪观测特征研究冯兴如;李近元;尹宝树;杨德周;陈海英;高冠东【摘要】利用海南东方近岸海域2014年至2015年间一整年的海浪观测资料, 分析了海浪的时间变化特征.观测时间段内,有效波高最大值为4.03m, 平均值0.79m; 平均周期最大值为6.32s, 平均值为3.58s.该海域冬季波高较大, 秋季最小,常浪向为SSW 方向, 强浪向为 WSW 向.基于该长期观测数据, 文章亦研究了平均周期、有效波高之间的关系, 同时还确立了该海域波高与平均持续时间之间的关系.最后讨论了观测时间段内波浪能流密度的变化特征, 发现一年中能流密度大于2kW·m-1的频率为26%, 且从全年的计算结果来看, 观测位置处12月的波浪能较适宜开发, 但总体波浪能资源不够丰富.文章对于认识海南东方近岸海域波浪特征以及工程设计都具有重要的意义.%Temporal variation characteristics of ocean waves in the coastal area of Dongfang, Hainan are analyzed based on observations of ocean waves for a whole year from Aug 1, 2014 to Jul 31, 2015. During the observation period, the maximum height of the significant wave height was 4.03m, the average was 0.79m; the maximum value of the mean period was 6.32s, and the average was 3.58 seconds. In this sea area, the wave height was higher in winter, with minimum in autumn. The normal wave direction was SSW, and the strong wave direction was WSW. Based on the one-year observation data, the relation between the mean period and significant wave height was studied, and the relation between the significant wave height and its mean duration was also established. Finally, the variation characteristics of wave energy density in the observation period were discussed. We found that the frequency of wave energydensity above 2kW·m-1in one year was 26%, and the wave energy at the observation location increased faster in December, but the total wave energy resources were not rich enough. The results obtained in this study are of great significance for understanding the wave characteristics and engineering design of the coastal area of Dongfang, Hainan.【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】8页(P1-8)【关键词】海南东方近岸;波浪变化特征;波高周期联合分布;波高持续时间;波浪能【作者】冯兴如;李近元;尹宝树;杨德周;陈海英;高冠东【作者单位】中国科学院海洋研究所,山东青岛 266071;中国科学院海洋环流与波动重点实验室,山东青岛 266071;青岛海洋科学与技术国家实验室,海洋动力过程与气候功能实验室,山东青岛 266237;国电新能源技术研究院,海洋地质和水文研究室,北京 102209;中能电力科技开发有限公司,北京 100034;中国科学院海洋研究所,山东青岛 266071;中国科学院海洋环流与波动重点实验室,山东青岛 266071;中国科学院大学,北京 100049;青岛海洋科学与技术国家实验室,海洋动力过程与气候功能实验室,山东青岛 266237;中国科学院海洋研究所,山东青岛 266071;中国科学院海洋环流与波动重点实验室,山东青岛 266071;青岛海洋科学与技术国家实验室,海洋动力过程与气候功能实验室,山东青岛 266237;中国科学院海洋研究所,山东青岛 266071;中国科学院海洋环流与波动重点实验室,山东青岛 266071;青岛海洋科学与技术国家实验室,海洋动力过程与气候功能实验室,山东青岛 266237;中国科学院海洋研究所,山东青岛 266071;中国科学院海洋环流与波动重点实验室,山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】P731.22海浪是近岸重要的物理过程之一, 是海洋工程建设以及许多海上活动必须考虑的环境参数。
海洋水文观测的要求和观测方法介绍 海洋水文观测方式有哪些
海洋水文观测的要求和观测方法介绍海洋水文观测方式有哪些海洋水文观测要素一般包括：水温、盐度、海流、海浪、透明度、水色、海发光和海冰等。
如有需要，还要观测水位。
每次调查的具体观测要素，据任务书或合同书的要求而定，并应在技术设计文件中明确规定。
检测具有国家认可的测绘资质，拥有多名专业级海洋测绘高级工程师、注册测绘师。
我们将利用自身专业的技术、丰富的经验和完善的设备，为客户专业化的海洋水文观测服务。
海洋水文观测：观测方式与顺序依据调查任务的要求与客观条件的允许程度，水文观测方式可选择下列中的一种或多种：a）大面观测；b）断面观测；c）连续观测；d）同步观测；e）走航观测。
水文观测一般按下列顺序进行：a）观测前准备和检查仪器﹔b）对于大面（或断面）观测，到站后首先测量水深；对于连续观测应在正点前测量水深；c）观测水温、盐度，并采水；d）观测海流，对于连续观测站，海流观测应尽可能在正点完成﹔e）观测海浪、透明度、水色和海发光﹔f）观测海冰。
海洋水文观测：水温观测1、技术指标：1）水温观测的准确度：主要根据项目的要求和研究目的，同时兼顾观测海区和观测方法的不同以及仪器的类型。
2）观测时次：大面或断面测站，船到站观测一次；连续测站，一般每小时观测一次。
2、观测方法：温盐深仪（CTD）定点测温；现场XBT、XCTD和走航式CTD（MVP300）；颠倒温度表测温方法。
海洋水文观测：盐度观测1、技术指标：1）水温观测的准确度：主要根据项目的要求和研究目的，同时兼顾观测海区和观测方法的不同以及仪器的类型。
2）观测时次：盐度与水温同时观测。
大面或断面测站，船到站观测一次；连续测站，每小时观测一次。
2、观测方法：温盐深仪（CTD）定点测温；XCTD和走航式CTD（MVP300）；实验室盐度计测量海水样品盐度。
海洋水文观测：海流观测1、技术指标：1）观测要素主要观测要素为流速和流向。
辅助观测要素为风速和风向，辅助要素的观测应符合GB/T 12763.3的有关规定。
测量海洋浪高的方法-概述说明以及解释
测量海洋浪高的方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述海洋浪高是指海浪的高度，它是海洋波浪运动的重要参数之一，对海洋工程、航海、渔业等领域都有着重要的影响。
因此，准确地测量海洋浪高对于保障海洋活动的安全至关重要。
本文将就测量海洋浪高的方法进行深入探讨，包括传统的测量方法和现代的测量技术，并探讨其在实际应用中的意义和作用。
通过本文的研究，希望能够为海洋浪高的准确测量提供一定的参考，也为相关领域的研究和实践提供一定的指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的。
在概述中，我们将介绍海洋浪高对于海洋工程、气象预报等方面的重要性。
文章结构部分将简要介绍本文的整体结构，让读者可以清晰地了解整篇文章的内容安排。
在目的部分，我们将明确本文的写作目的，即介绍海洋浪高的测量方法及其应用。
正文部分将分为传统方法和现代技术两部分。
在传统方法中，我们将介绍一些传统的海洋浪高测量方法，比如利用标尺、浮标等。
而在现代技术部分，我们将介绍一些先进的测量设备和技术，比如激光雷达、卫星遥感等。
结论部分将包括总结、展望和结论三个部分。
在总结部分，我们将对前文所介绍的海洋浪高测量方法进行总结归纳。
在展望部分，我们将展望未来海洋浪高测量技术的发展方向和前景。
最后，在结论部分，我们将对整篇文章进行总结，强调海洋浪高测量对于海洋工程和气象预测等领域的重要性，并呼吁更多关注和投入。
1.3 目的文章的目的是介绍不同方法测量海洋浪高的原理和技术，以及这些方法在海洋测量和预测中的应用。
通过深入了解海洋浪高的测量方法，读者可以更好地理解海洋环境的动态变化，以及对海洋浪高数据的正确解读和运用。
另外，本文还旨在探讨现有方法的优缺点，展望未来可能的发展方向和新技术在海洋浪高测量中的应用前景。
通过本文的介绍和讨论，读者可以加深对海洋浪高测量的认识，并为相关领域的学术研究和工程实践提供参考。
第八章_海浪的观测
波向观测
观测波向时，观测员站在船只较高位臵，利用罗经 方位仪，使其瞄准线平行于离船舷较远的波峰线，转动 90°后读取罗经示度盘上波浪来向的示数即为波向。当 海上无浪或浪向不明时波向记C，风浪和涌浪同时存在 时，波向分别观测。波向分16个方位：
波型观测
目视判断所属波型 风浪波型记F 涌浪波型记U 两者并存时：
点上随海面自由运动，通过测波仪观测其跳动幅度，以达到测定波高
和周期的目的。 一、浮筒：一般为钢制圆柱体，按海区海浪大小分为轻型和重型，浮筒 由测波标杆、浮体、尾管和重锤组成。 1、标杆：顶部为一漏斗状测波标志，长约1.5—2m。 2、浮体：浮筒主要部分，主体略扁吃水较浅，尾管略长重心较低。 3、尾管及重锤：尾管长50—60cm，尾管上套以铸铁重锤，用以调节 深度。
实际海浪
实际海浪
上跨零点
下跨零点
1 p
大波的平均波高
H1
10
10 = N
N/10
Hi i= 1
T1/3
3 = N
Tr r=1
N/3
3 H1 = N 3
Hi i= 1
N/3
H1 =K1H
10 10
H1 = K1H
3 3
有效周期
周期的换算关系
T1/10 1.31T
T1/ 3 1.15T
3）波向的观测： 第一种情况，是波浪向岸边传来或由岸边向外传去，观 测时使望远镜分划板的基准水平线与波峰平行，如果波浪向 岸边传来，物镜下方刻度盘的度数即为波向，如果波浪运动
方向由岸边向外传去，则目镜下方刻度盘的读数即为波向。
第二种情况，波浪的传播方向与岸线夹角较小或近似
平行的情况转动望远镜，使波浪沿分划板的水平距离标尺线 与波浪的传播方向垂直，读目镜下方刻度盘上的度数，如波 浪自观测者右方传向左方，由上述读数减去90°即为波向， 如波浪自观测者的左方传向右方。则上述读数加90°即为波 向。
波浪观测——精选推荐
海浪观测风浪：由当地风引起且直到观测结束时仍处于风力作用下的海面波浪称为风浪。
它的成长决定于风速，风区和风时。
涌浪：风浪离开风的作用区域后，在风力甚小或无风水域中依靠惯性维持的波浪。
目测海浪:目测海浪时,观测员应站在船只迎风面，以离船身30米（或船长一半）以外的海面作为观测区域（同时还应环视广阔海面）来估计海浪的尺寸和判断海面外貌特征。
波向观测：测定波向时，观测员站在船只较高的位置，用罗经的方位仪，使其瞄准线平行于离船较远的波峰线，转动90度后，使其对着波浪的来向，读取罗经刻度盘上的度数，即为波向（用磁罗经测波向时，须经磁差校正）。
然后，根据方位度数换算表，将度数换成十六个方位。
当海面无浪或浪向不明时，波向计为C ，风浪和涌浪同时存在时，波向应分别观测。
观测员手持秒表,注意随海面浮动的某一标志物(当波长大于船长时应以船身为标志物)。
当一个显著的波的波峰经过此物时，按下秒表，当相邻的波峰再经过此物时，停止秒表，读取记录时间，即为这个波的周期。
平均周期观测：观测员手持秒表，当波峰经过海面上的某标志物或固定点时，开始计时，测量11个波峰相继经过此物的时间（波长大于船长时可以根据船的起伏进行测定）。
如此测量三次（两次测量间隔不得超过1分钟），然后将三次测量时间相加，并除以30，即得平均周期T 。
部分大波高及周期的观测：根据平均周期T ，计算100个波浪所需的时间T t ⨯=100，然后，在时间t 内，目测15~20个显著波（在观测的波系中，较大的，发展完好的波浪）的波高。
取其中10个较大的波高的均值，作为1/10部分大波高101H ，从15个波高中选取最大值作为最大波高m H 。
1/3部分大波高即有效波高，则在时间t 内，目测40~50个显著波的波高。
取其中33个较大的波高的均值，即为31H 。
1/p 部分大波高的计算：在海上固定点连续观测到一系列的波高和周期，将观测值降序排列，取前总数的1/p 个大波高的均值即为1/p 部分大波高，记为pH 1。
海流观测
定点观测
锚定浮标测流
以锚定浮标或潜标为承载工具，悬挂自记式
海流计进行海流观测，称锚定浮标测流 用于观测表层海流或同时观测多层海流
常设放在进行周日连续观测的调查 船附近，以取得海流周日连续观测 资料。观测结束时将浮标收回。 一般是单独或多个联合使用， 以取得长时间海流资料。
最新发展的大、中型多要素水文气象观测浮标 一般都有测流探头，可进行长时间的连续的海 流观测
海流计简介
其他测流仪
光学式海流计：应用激光多普勒技术
电阻式海流计：利用海流对电阻丝的降温作用测流，
优点是可测瞬时流和低速流，测量精度高，可以遥 测 遮阻涡流海流计：将一扁平或圆柱杆置于流场中， 必在其后产生海水涡动现象，用声学方法测出涡流 的频率，并根据频率与流速成正比、与圆柱杆的直 径成反比的关系得出流速值 以上是近几年正在研究的新型仪器，尚处于探索阶 段，当前未见于实际应用
海流观测方法
准确度要求
流速＜ 100cm/s ，水深 h ＜ 200m 的海区，流速
测量的准确度应为±5cm/s h ＞ 200m 的 海 区 ， 流 速 测 量 的 准 确 度 为 ±3cm/s，流向测量的准确度为±10° 流速＞100cm/s时， h＜200m的海区，流速测 量的准确度为±3%，流向测量的准确度均为 ±10° 随着海流仪器的发展，这些精度要求也在逐 渐提高
测量数据直观、资料整理方便，测量速度快，
有的可兼测深度。仪器最大使用深度为
150~660m，流速测量范围5~700cm/s
海流计简介
机械旋浆式海流计
电磁海流计 声学多普勒海流计 其他测流仪
海流计简介
电磁海流计
原理:应用法拉弟电磁感应定理，通
波浪观测方法范文
波浪观测方法范文波浪观测是对海洋波浪进行测量和监测的过程。
波浪观测的目的是收集关于波浪特征和行为的数据，以了解海洋环境和波浪对海岸线、海洋结构和船舶等的影响。
波浪观测方法可以分为现场观测、遥感观测和模型模拟三大类。
一、现场观测方法现场观测方法是指在海洋上设置观测站点，通过直接测量海浪参数来了解波浪的特性。
以下是一些常用的现场观测方法：1.浮标观测法：将浮标放置在海洋中，通过记录浮标在水面上升降的位置来测量波浪高度。
这种方法适用于对单一波浪方向的测量。
2.声学测量法：利用声波在水中传播的性质，通过测量声波的传播时间和路径来推测波浪高度和周期。
这种方法适用于远离海岸的深海波浪测量。
3.雷达测量法：利用雷达发射出的微波信号与海面反射而回的波束交叉点的位置变化来推测波浪高度。
这种方法适用于对波浪高度和行进方向的测量。
4.压力传感器测量法：将压力传感器固定在海床上，通过测量水下压力的变化来推测波浪高度。
这种方法适用于近岸和浅水区域的波浪观测。
5.摄像测量法：通过摄像设备记录海浪的图像，然后根据图像计算波浪的高度和周期。
这种方法适用于近岸和浅水区域的波浪观测，并且可以提供更直观的波浪图像。
二、遥感观测方法遥感观测方法是指利用遥感技术对海洋波浪进行测量和监测。
以下是一些常用的遥感观测方法：1.卫星遥感：利用卫星上的传感器记录海洋表面的反射和散射信息，然后通过算法推测波浪高度、周期和方向。
2.激光遥感：利用激光束测量来测量波浪的高度和周期。
这种方法可以提供高精度的波浪观测数据。
3.红外遥感：利用红外辐射测量海洋表面的温度变化，从而推测波浪的高度和能量。
三、模型模拟方法模型模拟方法是指利用数值模型对海洋波浪进行模拟和预测。
以下是一些常用的模型模拟方法：1.大尺度数值模拟：利用数值模型对整个海洋领域的波浪进行模拟和预测。
这种方法可以提供全局范围的波浪分布和变化趋势。
2.中尺度数值模拟：利用数值模型对局部海域的波浪进行模拟和预测。
海浪与内波观测.
波面记录的时间长度和采样时间间隔
目测海浪
目测海浪时，观测员应站在船只迎风面，以离 船身30米（或船长之半）以外的海面作为观测 区域（同时还应环视广阔海面）来估计波浪尺 寸和判断海浪外貌特征。
海况的观测 波型的观测 波向的观测 波高和周期的观测 部分大波波高及周期观测 波长和波速的计算
波面随时间的变化曲线
注：在固定点利用波浪自记仪记录的
波高
Hp =（H1+H2+H3+…Hn）/n
1/p
1/p
H1/p
（
有部 效分 波大 高波 波 高 ）
1/3
波高间的换算系数，与水深d有关
H /d
K1
10
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
K1
3
2.03 1.93 1.81 1.69 1.58 1.47 1.60 1.54 1.48 1.43 1.37 1.30
海况的观测
ห้องสมุดไป่ตู้
海况（海面状况）
在风力作用下的海面外貌特征。 依波峰的形状，峰顶的破碎程度和浪花出现 的多少，海况分为10级。 依据海况等级表，目视判断海况所属等级。 观测时应注意广大海面，切勿以受暗礁、浅 滩及强流影响的局部区域的海面状况作为广 大海面的海况。
海况观测
海况等级表
等级 海面征状
涌浪(Swell)
涌浪
风浪离开风区后传到远处，或风区里的风停息后所遗 留下的波浪，又称长波。 其波形规则，波面光滑，波速较快，波长和周期较大， 波陡小。
船载雷达观测海浪探究课件
海洋灾害预警
通过对海面波浪的实时监测，船 载雷达观测海浪技术可以为海洋 灾害预警提供及时、准确的数据
支持，有助于降低灾害损失。
海洋工程
在海洋工程建设、海上石油平台 、海上风电等领域，船载雷达观 测海浪技术可以为工程设计和安 全运营提供关键的海面波浪信息
。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
ERA
船载雷达观测海浪技术的定义与特点
定义
船载雷达观测海浪技术是一种利用雷 达波束探测海面波浪的现代技术手段 。
特点
具有实时性、高精度、远距离探测等 优势，能够获取海面波浪的详细信息 ，为海洋科学研究、海洋灾害预警和 海洋工程等领域提供重要数据支持。
船载雷达观测海浪技术的发展历程
01
02
03
起始阶段
多模式观测能力
未来船载雷达将具备更多观测模式，如同时获取海浪的高 度、速度、方向等信息，为海洋科学研究提供更全面的数 据支持。
实时数据处理
通过与先进的数据处理技术的结合，船载雷达能够实现实 时数据处理和分析，及时为航行安全和海洋环境监测提供 决策依据。
船载雷达观测海浪技术与其他海洋观测技术的融合
与卫星遥感技术的融合
20世纪50年代，雷达技术 的出现为海浪观测提供了 新的手段。
发展阶段
20世纪70年代，随着雷达 技术的不断进步，船载雷 达观测海浪技术逐渐成熟 。
成熟阶段
21世纪初，随着遥感技术 的广泛应用，船载雷达观 测海浪技术得到了广泛应 用和推广。
船载雷达观测海浪技术的应用场景
海洋科学研究
船载雷达观测海浪技术为海洋科 学家提供了研究海浪的动力学、 统计学等方面的重要数据，有助 于深入了解海洋系统的复杂性和
海洋水文观测：海浪观测目测法和仪器法详细介绍
海洋水文观测：海浪观测目测法和仪器法详细介绍海洋水文观测是研究海洋、开发海洋、利用海洋的基础，在维护海洋权益、开发海洋资源、预警海洋灾害、保护海洋环境等方面起着十分重要的作用。
海洋水文观测中的海浪观测主要观测要素为波高、周期、波向、波型、海况、风速和风向。
检测具有国家认可的测绘资质，拥有多名专业级海洋测绘高级工程师、注册测绘师。
我们将利用自身专业的技术、丰富的经验和完善的。
海面无浪，波型栏空白。
风浪，F：受风力的直接作用，波形极不规则，波峰较尖，波峰线较短，背风面比迎风面陡，波峰上常有浪花和飞沫涌浪，U：受惯性力作用传播，外形较规则，波蜂线较长，波向明显，波陡较小混合浪，FU：风浪和涌浪同时存在，风浪波高和涌浪波高相差不大F/U：风浪和涌浪同时存在，风浪波高明显大于涌浪波高U/F：风浪和涌浪同时存在，风浪波高明显小于涌浪波高海浪观测：仪器方法1、以船只为承载工具观测波浪1）仪器设备目前一般采用浮球式加速度型测波仪。
2）观测步骤和要求在船上采用测波仪观测海浪的主要步骤和要求如下：a）当船只进入作业区后，应根据风向和海流确定船只的工作方式（漂移或抛锚）和测头的施放位置。
b）依观测点水深和海况确定仪器记录量程，按8.1.4的要求，选定采样时间间隔，在采样的时间长度（17 min~20 min）测定不少于100个波的波高和周期，取其中100个连续波求得各特征值或记录波面模拟曲线。
c）观测位置应避开影响海浪的障碍物，如暗礁、浅滩、岛屿和人工建筑物等。
测点附近有障碍物时，应记录影响海浪的情况。
d）在强流区测波时，不宜采用海流会导致海浪记录漂零等误差的测波仪﹔测点附近有强电干扰时，不宜采用遥测波浪仪。
2、锚碇测波1）仪器设备锚碇测波常使用声学测波仪和重力测波仪。
2）观测步骤和要求锚碇测波的主要步骤和要求如下：a）应根据项目要求以及观测现场的海洋环境，选用测波仪类型，并确定浮标系留方式。
b）锚碇系统连接前，应对仪器各项性能进行测试，确认仪器良好方可使用。
浅谈几种海浪观测法的优缺点
浅谈几种海浪观测法的优缺点作者：陈泽鸿李衍森来源：《科技创新与应用》2014年第32期摘要：海浪观测对经济发展有着积极的推动作用。
文章针对几种常见的海浪观测方法分析其优缺点，意在为海浪观测工作提供借鉴。
关键词：纯人工目测法；光学测波仪法；海浪浮标观测仪法；地波雷达波浪观测仪法海浪是发生在海洋中的一种波动，是海水运动的主要形式之一。
海浪形成的主要原因是由于海洋水体受外力作用时，水质点离开平衡位置而往复运动，并向一定的方向传播，此种运动称为波动。
海浪是主要包括风浪、涌浪和近岸浪，其周期一般界于1～20秒之间。
根据现行的《海滨观测规范》（GB/T14914-2006）规定，海浪的主要的观测要素是波高、周期、波型、波向和海况。
规范对海浪观测点的选择，海浪的观测与记录都作出了详细的规定，既是对过去几十年我国传统近海海浪观测的继承和延续，也是为适应了目前海洋观测技术和形势的发展。
海浪观测已经有悠久的历史，目前我国的波浪观测数据主要应用于海洋预报、海洋工程。
目前我国从事海浪观测工作的主要单位是国家海洋局所属的海洋站点和一些海洋工程建设单位。
海浪观测方法的分类，按照安装位置，可以分为水面上测波仪器（航空测波、地波雷达测波）、水面附近测波仪（测波杆、光学测波、重力测波）、水面下测波仪（水压式测波、声学式测波）。
文章只挑选目前比较常用的海浪观测方法，谈谈其观测过程中的优缺点。
1 纯人工目测法我国沿海海洋系统的最早的观测方法，采用秒表、望远镜等辅助器材，几乎用全人工的方法观测海浪要素，在我国海洋观测史上沿用了几十年。
这种方法的优点是不用过于依赖于外界环境因素（电力、仪器），数据的持续性非常好。
缺点是虽然观测人员上岗之前都经过了严格的培训考核，但是，由于是纯人工观测，不同人之间的观测误差比较大，数据的可比性比较差，可信度也不够高。
2 光学测波仪法光学测波仪主要由望远镜瞄准机构、俯仰微调机构、方位指示机构、调平机构和浮筒等组成。
主要海流观测方法
主要海流观测方法
物理观测方法主要通过水下仪器和设备对海洋水流进行测算。
其中最常用的方法是使用浮标进行漂流实验。
漂流实验通过在海洋中释放浮标，然后跟踪浮标的运动轨迹，从而推算出海洋水流的速度和方向。
浮标上搭载有GPS系统和遥感设备，可以实时记录浮标的位置和环境参数，例如温度和盐度，以便更准确地计算海洋水流。
此外，还可以使用声纳设备来测量水流速度和方向。
声纳设备可以发射声波并接收其回声，通过分析回声的频率和时间，可以计算出水流速度和方向。
除了物理观测方法，遥感观测方法也被应用于海流观测。
遥感观测方法利用卫星和航空器上搭载的遥感设备，如雷达和扫描仪，对海洋水流进行间接测量。
雷达遥感可以通过测量海洋水面的粗糙度和散射情况来推测水流速度和方向。
扫描仪则可以通过激光或红外辐射来测量海洋表面的温度分布和变化，从而推算出水流的动态情况。
这些遥感观测方法在覆盖范围广、时间分辨率高、成本相对较低等方面具有优势。
此外，还有段随统计观测法。
通过悬浮物质的分布或水下压力的变化的统计结果来推算海洋水流。
这种方法主要利用了挂起来的物质会随着水流进行扩散的特点，从而通过统计分析来计算出水流的速度和方向。
综上所述，主要的海流观测方法包括物理观测方法和遥感观测方法。
物理观测方法主要通过浮标和声纳设备进行测算，遥感观测方法利用卫星和航空器上的遥感设备进行间接测量。
不同的观测方法在适用范围、测量精度和成本效益等方面存在差异，需要根据具体需要选择合适的方法。
海流观测技术
80年代末期、90年代初期引人瞩目的一些海洋自动观测仪器设备在技术上的新突破。
其中以声学多普勒海流剖面仪,波浪、潮汐和海流综合测量设备,岸基雷达(测量海流、波浪和风)为特点。
1声学多普勒海流剖面仪(ADCP)世界上第一台商品化的声学多普勒海流剖面仪(ADCP)生产于70年代中期[2];1985年后,ADCP逐渐普及;进入90年代,ADCP的使用更加普遍。
在80年代窄带ADCP技术(NBADCP)的基础上,90年代相继发展了宽带ADCP技术(BBADCP)、相控阵ADCP技术(PA-ADCP)、声相关海流剖面测量技术(ACCP)以及测量一个水平面上海流分布的ADCP技术。
这四种技术中,前三种我国已在跟踪研究,不再赘述;第四种技术国内尚未引起太多的注意,有必要一提。
普通的ADCP,不论是船载式/拖曳式/坐底式,还是自容式/直读式,均测量一个垂直面上的海流分布。
在多数情况下它们能够满足使用需要,但在某些情况下,例如测量特别狭窄海峡的海流,则遇到了问题。
许多狭窄的海峡往往是交通要道,其海流特别是涨潮流和落潮流通常很大,海流的实时信息对于在这种海峡航行的船舶安全至关重要。
在航道的中央难以长期使用坐底的、直读的ADCP测流。
原因是海流强大、交通繁忙,坐底的、直读的ADCP不便布放和维护。
另一个原因是强流不断地冲动ADCP和水下信号传输电缆,可能使其挪位或遭受损坏。
现实的需要促使ADCP技术从垂直方向测量朝水平方向测量发展。
美国斯克里普斯海洋研究所、RD仪器公司、SonTek公司和日本无线电公司在这方面都开展了一系列的研究工作。
2波浪、潮汐和海流综合测量设备(1)利用压力传感器和矢量海流计技术形成的波浪、潮汐和海流综合测量设备这种设备的代表性产品是美国Woods Hole仪器系统有限公司的SeaPac 2100型以及In-terOcean系统公司的S4ADW型方向性波浪、潮汐和海流计。
两者均用精密石英压力传感器测量动态压力,用人工磁场电磁海流计测量两个水平流速分量,然后进行波浪能谱和方向谱分析,计算得出有效波高、有效波周期、跨零周期、谱峰周期、波峰周期、最多波向、平均水位、海流两个平均分量、平均流速和流向、29项分潮和余流等参数。
海洋水文观测海浪观测目测法和仪器法详细介绍
海洋水文观测海浪观测目测法和仪器法详细介绍目测法是通过观察海洋表面的现象和特征进行水文观测的方法，这是一种简单直观的测量方法。
目测法主要有以下两种观测方法。
第一种是利用观测员直接观察海浪特征进行测量，如利用目测方法分别测量波高、波周期和波长。
其中波高是指波浪顶部与波谷之间的垂直距离；波周期是指两个相邻波浪顶部通过其中一点所需的时间；波长是指相邻两个波浪顶部之间的水平距离。
测量时，观测员一般站在船舷或岸边，利用目测手段，通过直接观察波浪的特征并估计数值。
第二种是利用浮标、航标等固定设施进行测量，如测量海面的涨退和涨干的周期与幅度。
这种方法一般用于长期观测，通过记录固定设施上标志物的位置变化来进行测量。
浮标和航标会随着涨退和涨干的周期进行上升和下降，观测员可以通过观察标志物的变化来估算涨退和涨干的周期和幅度。
仪器法是利用专业仪器设备进行海洋水文观测的方法，常用的仪器包括浮标、声纳、雷达等。
仪器法的优点是观测结果准确可靠，能够进行长期连续观测。
浮标是一种常用的水文观测仪器，通过将浮标投放到海洋中，利用浮标上安装的传感器测量海洋水文要素。
浮标可以通过测量设备记录海洋表面的波高、波周期等水文要素的变化。
声纳是一种用于测量海洋底部形态和水深的仪器。
它通过发射声波并接收反射回来的声波，从而测量声波从发射到接收的时间差，并根据声速来计算出水体的深度。
声纳可以用于测量浅海和深海的水深信息。
雷达是一种利用电磁波进行测量的仪器，它可以测量海洋表面的风速、降雨量、波高等水文要素。
通过利用雷达接收和发射的电磁波的特性，可以获得水文要素的相关数据。
此外，还有一些其他的仪器用于测量海洋水文要素，如气象球、CTD仪器等。
这些仪器可以在海洋水文观测中提供更为详细和准确的数据，为海洋环境研究提供重要的参考。
总之，海洋水文观测是通过目测法和仪器法对海洋水文要素进行观测和测量，以获取海洋环境信息的一种科学方法。
目测法通过直接观察波浪特征以及浮标等设施的变化，进行波高、波周期等水文要素的估计；仪器法则通过使用浮标、声纳、雷达等专业设备进行准确测量。
海浪观测实验
波浪水槽综合实验一、实验目的：1、了解波浪水槽实验的基本原理和理论基础：包括基本造波方法、波浪理论、相似理论和近岸波浪传播现象2、了解造波机、浪高仪的基本构成和测量原理。
3、 通过实验采集一组波浪信号，分析波浪频谱特征4、 观测海堤附近波浪现象和越浪形态。
二、实验原理：1.造波方法和基本波浪理论自由表面重力波是船舶工程、海洋工程和海岸工程领域十分普遍的现象，配备造波机的波浪水槽是模拟波浪与二维结构物相互作用的常用实验设备。
通过给定造波信号由液压泵或步进电机控制推板运动，在波浪水槽中产生特定波列。
距离造波板2-3个波长外可以略去局部非传播模态的影响，可认为水槽中为行进波。
在水槽中通过浪高仪可以测量水槽中不同位置的波面时间过程线。
水槽中常用测力天平和压力传感器测量水动力载荷。
水槽末端设置多孔介质构成的消波区，消除反射波。
图1 波浪水槽示意图2.相似原理自由表面重力波的恢复力是重力，进行以重力为主要作用的流动实验通常采用重力相似准则或傅汝德数相似，其定义为/Fr v =，其中为流速，L 为特征长度，为重力加速度。
v g 波浪断面模型实验一般按重力相似准则设计。
若取几何比尺/2L p m L L 0λ==，有关物理模型比尺如下：时间比尺： 4.47t λ==速度比尺：4.47v λ==重度比尺： 38000WL λλ==单宽流量比尺：89.44Q λ==式中为工程原型长度，为模型长度。
pL mL 风速模拟通常按重力相似，风速测点位于测量断面上方中心。
3 近岸波浪现象3.1 线性波浪理论在平底均匀水深域中，根据势流理论波浪呈周期性分布。
单色行波波浪参数包括波浪周期T ，波长L ，波高H 和水深h ，如图2所示。
周期、波长和水深满足色散关系，对于线性波浪其表达式为，，其中波浪圆频率2tanh gk kh ω=2/T ωπ=，波数2/k L π=。
波高水深比为小量的波浪称为小振幅波，可用线性波浪理论描述，见图3。
波浪观测方法
光学式测波仪电阻和电容测波仪浮标观测
SBF3-1型波浪浮标遥测系统
•是一种无人值守的，可用于近海波高、波向和水温监测的小型浮标测量系统。
•该类型浮标主要用于沿岸海洋环境监测台站中对常规波浪观测工作和近海海洋环境工程的监测工作中，同时也可在海洋调查船上随船使用。
产品特点：
•模块化设计，系统易于维护；
•通信方式灵活，VHF或CDMA/GPRS三种通信方式可选；
•具有移位及时报警功能，安全性好；
•连续工作时间长，电池可重复利用并可快速充电。
主要技术指标：
波高
➢波高测量范围：0.2m～25m；
➢测量准确度：±(0.1+ 5％H)，H为实测波高值；
波周期
➢波周期测量范围：2s～30s；
➢测量准确度：±0.25s；
波向
➢波向测量范围：0°～360°；
➢测量准确度：±10°（以室内标定为准）；
水温
➢测量范围：-5℃～+35℃；
➢测量准确度：±0.1℃；。
海洋观测的重要意义
海洋观测的重要意义咱们来聊聊海洋观测这事儿，那可真是太重要啦。
海洋就像一个巨大无比的宝藏库，里面啥都有。
要是不进行海洋观测呢，就好比你守着一个装满宝贝的大箱子，却不知道里面都有些啥。
你说这是不是亏大了？海洋观测就像是一把神奇的钥匙，能帮我们打开这个宝藏库的大门，让我们瞧瞧里面到底藏着多少好东西。
咱先说那些海洋里的生物吧。
海洋里的生物那叫一个多，各种各样的鱼、虾、蟹，还有那些奇奇怪怪的深海生物。
要是没有海洋观测，我们可能都不知道有些生物已经快要灭绝了。
这就好比你家里养了好多小动物，但是你从来不关心它们的情况，突然有一天你发现最可爱的那只小宠物已经病得奄奄一息了，你得多心疼啊。
海洋观测就能让我们及时了解海洋生物的生存状况，这样我们就能采取措施保护它们，让这个充满生机的海洋世界一直热闹下去。
再说说海洋的气候调节作用。
海洋就像一个超级大空调，调节着地球的温度。
你看夏天的时候，海边总是比内陆凉快些吧。
如果我们不观测海洋，就不知道这个大空调是不是出故障了。
一旦海洋的气候调节功能出了问题，那可不得了，就像你家里的空调突然坏了，夏天热得要死，冬天冷得要命。
海洋观测能让我们知道海洋的温度、洋流等情况，这样我们就能提前做好应对气候变化的准备，不至于在灾难来临时措手不及。
海洋里还有丰富的资源呢，像石油、天然气这些。
要是没有海洋观测，我们就像在黑暗中摸索的人，不知道哪里有这些宝贵的资源。
这就好比你在一片大森林里找宝藏，却没有地图，只能瞎转。
而海洋观测就是那张地图，它能告诉我们哪里可能有石油，哪里可能有天然气，这样我们就能合理地开发利用这些资源，既满足我们的需求，又不会破坏海洋的生态环境。
从航海的角度看，海洋观测也是至关重要的。
以前的航海家们，要是没有一些基本的海洋观测手段，那简直就是在大海上玩命。
现在虽然航海技术发达了，但海洋观测依然不可或缺。
比如说风暴来临之前，要是能提前观测到海洋的一些变化，像海浪突然变大、气压变低这些，就像收到了危险的信号，船员们就能及时躲避。
如何进行海洋潮汐与海浪测量
如何进行海洋潮汐与海浪测量海洋潮汐与海浪测量是一项十分重要的工作，它对于海洋科学研究、海洋环境管理以及渔业等方面都具有重要的意义。
本文将重点探讨如何进行海洋潮汐与海浪测量，并介绍一些常用的测量方法和设备。
首先，我们需要了解海洋潮汐和海浪的定义和特点。
海洋潮汐是由地球、月球和太阳的引力作用于海洋表面而产生的周期性涨落。
而海浪则是海面上的波浪运动，它受到风力、地球自转和地形等多种因素的影响。
为了进行海洋潮汐与海浪测量，我们需要选择合适的测量方法和设备。
其中，测量潮汐的方法主要包括潮位观测和潮汐流观测，而测量海浪则可以采用测浪船、浮标、声学方法等。
潮位观测是一种常见的潮汐测量方法。
它通过在指定地点安装潮位计来记录海水的涨落情况。
潮位计可以使用压阻式、气压式或超声波式等不同的技术原理进行测量。
此外，还可以通过测量潮汐引潮力的水温、盐度以及地球引力的变化来推算潮汐。
除了潮位观测，潮汐流观测也是测量潮汐的重要方法之一。
潮汐流观测主要通过使用流速仪或流量测量仪等设备来测量潮汐流的速度和流量。
这些设备可以采用声学、电磁或测压等原理对潮汐流进行测量。
对于海浪测量，测浪船是一种常用的方法。
测浪船上安装有测浪设备，通过观测船体的运动来计算海浪的参数，如波高、波长和波速等。
此外，还可以使用浮标来进行海浪测量。
浮标可以配备加速度计、陀螺仪等设备，通过测量浮标在海浪中的运动来推算海浪的特征。
声学方法也是一种常用的测量海浪的技术。
声学测量设备可以通过发送声波信号并接收回波来获取海浪的信息。
声波的传播速度和方向受到海浪的影响，通过分析声波信号的回波特征，可以获得海浪的参数。
海洋潮汐与海浪测量的数据分析和处理也是十分重要的环节。
通过测量数据的收集和处理，可以提取出潮汐和海浪的关键参数，如潮汐位、潮汐流速、浪高、波长、波速等。
这些参数对于海洋环境管理、渔业资源评估以及海洋工程的设计和施工等方面都具有重要的参考价值。
在实际的海洋潮汐与海浪测量工作中，还需要考虑到一些实际因素，如测量点的选择、设备的布置和维护、天气条件等。
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7 8
将观测到的周期代入公式
(P130) 中，得
深水波的波长和波速 (或查“海洋水文 常用表”)。
若水深d＜/2时，则计算的波长、波速
必须进行浅水订正（公式 见P130）。
测波仪测波
光学式测波仪 加速度测波仪 水压式测波仪
声学式测波仪
通过测波仪观测其跳动幅度，测定波高和周期
测波仪
加速度测波仪
当浮标随波面做升沉运动时， 安装在浮标内的垂直加速度 计输出一反映波面升沉加速 度变化的电压信号。对该信 号做二次积分处理后，即可 得到与波面升沉高度变化成 比例变化的电压信号
测波仪
水压式测波仪
直接采用高精度高灵敏度压力传 感器，当仪器固定于水下某一点， 由压力传感器测得压力，海水密 度已知，这样即可求的压力传感 器以上水柱的高度的变化，即可 反映水表面变化，从而推得波浪 波高、周期，同时进行波流的测 量， 进而获得波向信息 仪器采样周期 0.25 ， 0.5 ， 1 ， 2 或 4s ，可获得大量波浪资料，并可 计算波浪谱
目测海浪
部分大波波高及周期观测
根据观测所得平均周期，计算100个波浪所需要的时 段，然后，在时段内，目测15个显著波(在观测的波 系中，较大的、发展完好的波浪)的波高及周期。取 其中10个较大的波高的平均值，作为1/10部分大波波 高H1/10值，查波级表(表7-3)得波级。从15个波高记录 中选取一个最大值作为最大波高Hm。填入表中
波面随时间变化曲线
从连续记录中量出波高，取所有波高的平均值称为平均波高 将海上固定点连续观测到的一系列波高或周期按大小次序排列并 加以统计整理，它们遵从一定的分布规律。总个数的 1/p个大波 波高的平均值称为1/p 部分大波的平均波高，简称1/p 部分大波波 高，记为H1/p。常用的为1/10和1/3部分大波波高（有效波高）
海浪观测主要内容
观测主要内容：风浪和涌浪的波面时空分布及 其外貌特征 观测项目：海面状况，波型，波向，周期和波 高，并利用观测值计算波长，波速，1/10和1/3 大波的波高和波级
海浪观测方式
目测：要求观测员具有正确估计波浪尺寸和 判断海浪外貌特征的能力。
仪测：目前可测波高、波向和周期，其它项 目仍用目测。
测波仪
声学式测波仪
利用超声波在介质中的传播特性及其在不同 介质的界面上的反射特性来连续不断地测量 超声波发射器到海面的距离。并根据海面随 时间的变化情况来计算波高、周期等波浪要 素
根据超声波发射的方式不同，分为水下声学 式和水上声学式测波仪
平均周期的观测
平均周期的观测
观测员手持秒表，当波峰经过海面上的某标志 物或固定点时，开始记时，测量11个波峰相继 经过此物的时间 (波长大于船长时，可根据船 只随波浪的起伏进行测定)，如此测量3次，然 后将3次测量的时间相加，并除以30，即得平 均周期，填入表中。两次测量的时间间隔不得 超过1min。
和波速的计算；
目测海浪
海面状况观测
海面状况 ( 简称海况 ) 是指在风力作用下的海面 外貌特征。根据波峰的形状，峰顶的破碎程度 和浪花出现的多少，将海况分为10级
海况等级 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 海面光滑如镜，或仅有涌浪存在。 波纹、或涌浪和小波纹同时存在。 波浪很小，波峰开始破裂，浪花不显白色而仅呈玻璃色。 波浪不大，但很触目，波峰破裂，其中有些地方形成白色浪花-俗称白浪。 波浪具有明显的形状，到处形成白浪。 出现高大波峰，浪花占了波峰上很大面积，风开始削去波峰上的浪花。 波峰上被风削去的浪花，开始沿着波浪斜面伸长成带状，有时波峰出现风暴波的长波形状 风削去的浪花布满了波浪斜面，有些地方到达波谷，波峰上布满了浪花层。 稠密的浪花布满了波浪的斜面，海面变成白色，只有波谷某些地方没有浪花。 整个海面布满了稠密的浪花层，空气中充满了水滴和飞沫，能见度显著降低。 海面征状
目测海浪
波型观测
波型
风浪： 极不规则，背风面较陡，迎风面较平缓，波峰 较大，峰线较短， 4~5 级风时，波峰翻倒破碎，出现 “白浪”，波向一般与平均风向一致，有时偏离平均 风向20° 左右 涌浪：较规则，波面圆滑，波峰线较长，波面平坦，无 破碎现象
波型记法
风浪记F，涌浪记U 风浪和涌浪同时存在并分别具备原有的外貌特征时，波 型分三种记法：二者波高相近时记 FU ；风浪波高 ＞ 涌浪波高时记 F/U ；风浪波高 ＜ 涌浪波高时记 U/F ； 无浪时填空白。
海浪观测
海浪定义
海浪基本要素 海浪观测主要内容 海浪观测要求 测波方法简述 目测海浪 测波仪测波
海浪定义
海浪：周期为几秒至几十秒的由于
风传输给海面能量引起的波动现象
海浪观测主要对象是风浪和涌浪
海浪定义
风浪和涌浪
由当地风引起且直到观测时仍处于风力作用 下的海面波浪称为风浪 风浪的成长决定于风速、风区和风时
H1/3<0.1
0.1≤H1/3<0.5 0.5≤H1/3<1.25 1.25≤H1/3<2.5 2.5≤H1/3<4 4≤H1/3<6 6≤H1/3<9 9≤H1/3<14
H1/10<0.1
0.1≤H1/3<0.5 0.5≤H1/3<1.5 1.5≤H1/3<3.0 3.0≤H1/3<5.0 5.0≤H1/3<7.5 7.5≤H1/3<11.5 11.5≤H1/3<18
波高也可利用船身来测定，当波长＜船长时，可将甲 板与吃水线间的距离作为参考标尺来测定波高; 若波 长＞船长时，则应在船只下沉到波谷后，估计前后两 个波峰相当于船高的几分之几(或几倍)来确定波高。
利用部分大波波高确定波级
波 级
0 1 2 3 4 5 6 0 波高范围(m) 0 海浪名称 无浪 微浪 小浪 轻浪 中浪 大浪 巨浪 狂浪 狂涛 怒涛
面上测波以及操作这些测波仪器的方法。如测波杆、 光学式测波仪、重力式测波仪等
水面以下的测波仪和测波法：测波的传感器安
装在水面以下以及进行的测波方法。如水压式测波 仪、声学式测波仪等
测波方法简述
单点测量
阻容式测波仪：仪器通常安装在固定平台上， 由于悬挂在海水中的电阻丝的阻值因其没入水 中部分与海水并联而产生变化而实现波浪测量 压力法：海洋波浪在其下方产生可测的压力起 伏，在一定条件下，这种压力起伏与波高具有 独特而精确的关系 惯性测量：测量水表面垂直加速度的方法可以 避开在外海测量波高时寻找合适参考坐标的困 难。就平均值而论，海平面是不变的，因此没 有平均加速度，所以垂直加速度对时间积分两 次之后，就得到相对于平均海平面的海面高度
经测波向时，须经磁差校正)
根据表 3将度数换算为方位，测量误差不大于
5°
当无浪或波向不明时，波向栏记C
目测海浪
周期的观测
周期和平均周期观测
观测员手持秒表，注视随海面浮动的某一 标志物。当一个显著的波的波峰经过此物时， 起动秒表，待相邻的波峰再经过此物时，关 闭秒表，读取记录时间，即为这个波的周期
测波方法简述
浮标
多点测量
沿直线测波：利用低空飞行器
大面积测波：
照相法和微波测波
目测海浪
观测员应站在船只迎风面，以离船身
30m(或船长之半)以外的海面作为观测区 域(同时还应环视广阔海面)来估计波浪 尺寸和判断海浪外貌特征；
海面状况、波型、波向、周期和平均周
期的观测、部分大波波高及周期、波长
测波仪
借助随海浪跳动的测
光学式测波仪
测波仪
测波浮标
波浮标来观测海浪
严格说仍属目测范畴，
观测结果受观测者主 观影响
HAB-2型测波仪
结构
望远镜瞄准机构 俯仰微调机构
方位指示机构
调平机构等
确定 波向
HAB-2型测波仪
测波浮标
由浮筒、锚链和海底固定物组成 浮标浮在水面，用锚链系于海底固定物上，可 在固定点上与海面波浪随动
目测海浪
波向观测
波向分16个方位 测定波向时，观测员站 在船只较高的的位置， 利用罗经方位仪确定波 向
风浪和涌浪同时存在时， 波向应分别观测
测定波向具体步骤
观测员用罗经的方位仪，使其瞄准线平行于
离船较远的波峰线，转动90°后，使其对着
波浪的来向
读取罗经刻度盘上的度数，即为波向(用磁罗
振幅：波面离开水面的最大铅直距离称为振幅
波高：振幅的两倍，即波峰到相邻波谷的铅直 距离 波速：波峰或波谷在单位时间内的水平位移
波浪要素
波陡与波龄
波陡=波高/波长，表示波形的陡峭的程度。
一般＜1/7，超过一定波陡，波浪即破碎
波龄=波速/风速，表示波浪发展程度的量。
风速一定时，波浪发生初期，波速较小， 随波浪成长，波速逐渐增大。一般涌是波龄 较大的波浪
单位：波高（米），周期（秒），观测时取至 一位小数。
海浪观测要求
海上连续测站 :1 次 /3h ( 目测只在白天进行， 仪测每次记录的时间为10-20min，使记录的单 波个数＞100个)，观测时间 02，05，08，11， 14，17，20，23时 大面(或断面)测站:船到站即观测 海滨测站的自记仪观测时间与连续观测的要求 相同，目测 (包括仪器目测 )的时间为 08 ，11 ， 14，17时。
风区指速度、方向基本恒定的风，在一定时 间内所历经的海区长度 风时指速度、方向基本不变的风所吹的时间
风浪离开风的作用区域后，在风力甚小或无 风水域中依靠惯性维持的波浪统称为涌浪