波浪有效波浪高度说明

有效波浪高度

美国国家海洋和大气局（NOAA ）气象观测（NWS）的海洋天气预报包含有主要风速与风向及有效波高信息。这里的“有效波高”并不像风信息那样为大家熟知。任何使用海洋天气预报的人需要对有效波高有一个清楚的认识。这里首先回顾一下基本的海洋波浪类型。

波浪构成：波浪是由风作用在海面上形成的。浪高由下列三个因素构成：风速、风区长

度、风时。风区长度是状态相同的风作用海域的范围。高风速长时间作用在很长的范围内将

造成最大的波浪。由当地的风造成的波浪称为风浪。风浪一般波峰线短，周期小，在风速近

似15节时出现破碎现象。

风浪示意图

在开阔海域，波浪形式变得更加复杂。波浪仍然是由当地的风形成的，但一旦形成后，

海浪将传播几千海里的距离。波浪在传播处其生成区域后，不再是当地风的作用，这时被称作涌浪。与风浪相比较，涌浪有更大的波长及更平滑的波峰。随着时间的推移，涌浪将传播

很长的距离，与其它很远处风暴形成的浪相交汇，并向不同的方向传播，最后在海岸线处消

亡。因此，海洋表面包含有上千种相互作用的，在不同位置产生，并以不同速度向不同方向

运动的浪。这也就是所说的“波浪谱”：不同浪高、频率及运动方向的波浪的结合体。

波浪度量：波浪的特性取决于三个参量：浪高、浪长、浪周期（或频率）。第四个波浪

参量是波陡。浪高是波浪的波谷到波峰的距离。浪长是连续波峰或波谷之间的距离。波周期

是连续的波峰或波谷通过某一固定位置所花费的时间。与涌浪相比较，风浪有更小的浪高及

更小的波浪周期。

Wave length

波浪参数图示

波陡是波高与波长的比。波陡可以从浮标测量的波高与周期推导得出。当风浪高度与周

期值接近时（例如：六英尺，六秒）波陡将非常剧烈。当波陡非常剧烈时，小船将有可能翻

覆。当波浪从其发源地向远处传播时，其波长与周期都逐渐增大。因此，大于10或12秒的

长周期波浪是从远处传播来的涌浪。

有效波高：波浪谱是一个非常复杂的流现象。 该谱是由波浪叠加构成的。

海员必须清楚

的知道该波浪高度谱在海洋气象预报中的表达方式。 NOAA 预报的及船只、浮标报告的波

浪高度值都被称为有效波高。有效波高（ Hs ）波浪谱中三分之一最大波高的平均高度。这

与有经验的观测者观察到的波高非常相似。

这里最大三分之一波高是什么意思？ 起伏的海洋表面是由上千个互相影响，

发源于不同位置，并以不同速度向不同方向传播

的波浪构成的。假设人可以记录在波浪谱中的所有波浪, 波高的波浪将以

“近似钟型曲线” 分布。图中的每个 点都代表一个波 浪的高度。图中显 示，在波浪分布 中，小波浪及大浪

"呼"

4.9； The Btatistlcal distribution of various

parameters （from Bretfichncider f 19M ） 分浪都在中间部分。在波谱中的最大三分之一（ 33.3%）波浪在图中以阴影部分表示。在该 阴影中的波浪高度的均值是有效波浪高度，

Hs 。

这里波高的参数还有平均波浪高度（

H ），最大可能波浪高度（Hm ），最大10%波浪高

度（H1/10）。平均波浪高度大约为有效波浪高度的 2/3（ 0.64或64%），H1/10是有效波浪高

度的1.27倍。另外，最大1%波浪高度是有效波浪高度的

1.67%，理论最大波浪高度（Hmax ），

大约为两倍的有效波浪高度。该值在涌浪较小的内部海湾处可能会较窄。

示例：沿岸或近岸的水域报告中的海洋气象预报为“ SEAS 10 FT ”，这里包含有以下的

信息：

Hs = 10ft

H （平均）=0.64 倍的 Hs = 6.4 ft H （最大可能）（稍小于H 平均）=6 ft

H1/10（10% 最大波浪）=1.27 倍的 Hs = 12.7 ft

并在坐标中绘出其分布情况，不同 的数量都较少；在 波浪谱中绝大部

wave heights showing

H1/100（1% 最大波浪）=1.67 倍的Hs = 16.7 ft

Hmax（在波浪预警中的最大浪高）=近似于两倍的Hs = 20 ft

因此，当预报在开阔水域为10英尺的浪时，海员将遇到大部分为6至10英尺的浪，小部分浪达到16英尺甚至有可能有20英尺的浪存在。在2005年3月10日，阿拉斯基海湾风暴中，浮标观测到的浪高在北湾为47英尺。这里有效波浪高度为47英尺，最大10%浪高

为60英尺。在波浪谱中的最大浪高将达到94英尺。

有经验的海员知道自己船只的抗风浪能力。海洋气象预报提供了风速（速度及方向）信息机波浪高度信息。波浪高度值，包含预测的与观测的，都指的是有效波浪高度。这里的

Hs将不仅是一个值，而是代表一个波浪范围。在开阔海域中波浪谱中将存在有效波高的60%至200%的波浪。海员不应只关注预报的有效波浪高度信息，需要有波浪谱的观念，熟知有效波浪高度的定义，可以确定海区中的波浪状况。