4.海浪、海流和海冰a
海啸、海冰、风暴潮、海浪、赤潮灾害科普手册11页
第 1 页国 家 海 洋 局国家海洋环境预报中心编制二○一○年四月第 2 页大海怒涛——海啸2019年印度洋大海啸袭击泰国时情景海啸袭来海啸前的智利美景2019年智利地震后引发海啸袭击智利城市第 3 页第 4 页海冰的形成大家对冬季结冰现象习以为常，但很多人却对海水结冰感到新鲜、疑惑，海水也会结冰？是的，海洋中的冰有两个来源：一是高纬海域的海水冷却结冰，称为咸水冰；二是陆地上的水流到海里冻结而成的，称为淡水冰。
纯淡水在0℃时结冰，4℃时密度最大。
但海水则不同，海水结冰时要排出大部分盐分，结冰时的温度必须在0℃以下，且与盐度有关，盐度愈高，冰点温度（指海水开始结冰时的温度）愈低。
千里冰封——海冰冬季我国渤海中的浮冰第 5 页 海冰的危害封锁港口、航道；堵塞舰船海底门（通向舷外海水的阀门）； 使锚泊舰船走锚； 挤压损坏舰船；破坏海洋工程建筑物和各种海上设施； 使渔民休渔；船舶积冰。
海冰的危害不仅能造成严重的经济损失，而且会危及人们的生命安全。
在我国渤海和黄海北部海冰灾害的发生比较频繁。
严重的和比较严重的海冰灾害大致每5年发生一次，而局部海区出现海冰灾害几乎年年都有发生。
防冰减灾增加监测手段，重点加大海冰预警预防工作，以减少海冰灾害造成的损失。
破冰船破冰海上石油平台被冰封冻渤海大冰封 船只无法出海第 6 页2009—2019年度冬季我国渤黄海冰情严重。
初冰期提前到来，而融冰期却推后，盛冰期海冰发展非常迅速，分布范围广，冰情反复，出现返冻现象，给沿海船运、养殖等造成巨大的经济损失。
第 7 页风生水起——风暴潮潮汐现象主要是月亮和太阳等天体对海水的引力作用形成，通常称为“天文潮”。
海水的涨落除天文潮外，还受到强烈的大气扰动影响，如强风和气压骤变致使海面异常升高，沿岸发生较大的增水，称为风暴潮。
若赶上天文潮高潮阶段，往往会使其影响所及的海域水位暴涨，浸溢陆地，酿成巨灾。
伴随着冬季寒潮大风、春秋季冷空气和温带气旋配合引起的叫做温带风暴潮。
海洋观测预报管理条例
海洋观测预报管理条例海洋观测预报管理条例第一章总则第一条为了加强海洋观测预报管理，规范海洋观测预报活动，防御和减轻海洋灾害，为经济建设、国防建设和社会发展服务，制定本条例。
第二条在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事海洋观测预报活动，应当遵守本条例。
第三条海洋观测预报事业是基础性公益事业。
国务院和沿海县级以上地方人民政府应当将海洋观测预报事业纳入本级国民经济和社会发展规划，所需经费纳入本级财政预算。
第四条国务院海洋主管部门主管全国海洋观测预报工作。
国务院海洋主管部门的海区派出机构依照本条例和国务院海洋主管部门规定的权限，负责所管辖海域的海洋观测预报监督管理。
沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门主管本行政区毗邻海域的海洋观测预报工作。
第五条国家鼓励、支持海洋观测预报科学技术的研究，推广先进的技术和设备，培养海洋观测预报人才，促进海洋观测预报业务水平的提高。
对在海洋观测预报工作中作出突出贡献的单位和个人，给予表彰和奖励。
第二章海洋观测网的规划、建设与保护第六条国务院海洋主管部门负责编制全国海洋观测网规划。
编制全国海洋观测网规划应当征求国务院有关部门和有关军事机关的意见，报国务院或者国务院授权的部门批准后实施。
沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门应当根据全国海洋观测网规划和本行政区毗邻海域的实际情况，编制本省、自治区、直辖市的海洋观测网规划，在征求本级人民政府有关部门的意见后，报本级人民政府批准实施，并报国务院海洋主管部门备案。
修改海洋观测网规划，应当按照规划编制程序报原批准机关批准。
第七条编制海洋观测网规划，应当坚持统筹兼顾、突出重点、合理布局的原则，避免重复建设，保障国防安全。
编制海洋观测网规划，应当将沿海城市和人口密集区、产业园区、滨海重大工程所在区、海洋灾害易发区和海上其他重要区域作为规划的重点。
第八条海洋观测网规划主要包括规划目标、海洋观测网体系构成、海洋观测站（点）总体布局及设施建设、保障措施等内容。
大连海事大学气象学教案：海温、海浪、海流和海冰汇总
3. 补偿流：由于海水的连续性，一处海水流失，它处海水将流来补充， 形成补偿流。
4. 潮流：由于天体引潮力引起的海水周期性水平运动。 实际上由单一原因产生的海流极少，往往是几个因子共同作用的结果，
3. 南半球等温线分布比北半球规则，大致与纬圈平行， 而北半球的等温线分布比较复杂。
4. 北半球的表层水温较高，而南半球的较低。主要是北 半球的海陆分布阻碍了北冰洋的冷水大量流入。
5. 夏季水温高于冬季，而冬季水温分布的经向梯度比夏 季大得多。
世界大洋海水温度的水平分布
中国近海水温分布
年平均水温： 渤海为11℃ ；黄海为14-19℃ ；东海 为20-24℃ ；南海北部25-27℃ ；南部为28℃。
2. 合成波高：H = √HW2 + HS2 3. 部分大波的平均波高：将观测到的波高按大小排列
起来，取最高的一部分波的波高计算平均值，称为部 分大波的平均波高。一般计算H1/100，H1/10，H1/3，它们 的意义是，若观测1000个波，则分别代表其中最高的 10，100，333个波的平均波高（有效波高）。
4.大洋两岸的海流在强度上 不对称，大洋西边界的海 流比东边界的海流窄而强。 如墨西哥湾流和黑潮均为 强海流。
Distribution of Current in the world Ocean
海流一般变化缓慢，比较稳定， 因此传真海流图的时间间隔比 天气图要长的多。常见的有旬 和月两种海流图，其中又有海 流实况图和海流预报图之分。
但有主次，近海以潮流为主，外海多风海流和梯度流。
风海流
海流的成因主要是盛行风带、地转偏向力、 和海陆地形分布等因子共同作用的结果。
船舶与海洋工程导论_江苏科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
船舶与海洋工程导论_江苏科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.中国发明的船体建造过程中，（）等技术凸显了中国古代造船的辉煌历史，推动了中国和全世界的造船和航海活动。
参考答案:龙骨结构_车轮舟_水密隔舱_船尾舵2.船舶航行性能主要包括（）参考答案:浮性，稳性，抗沉性，快速性，操纵性，适航性3.海洋存在的主要载荷形式有（）参考答案:风，波浪，海流，海冰，潮汐，海啸等4.现阶段，船舶与海洋工程装备领域的发展方向有（）参考答案:绿色船舶_深远海探索与开发装备_极地船舶与海洋工程装备_智能船舶与智能制造5.我国明朝的郑和一共（）次下西洋？参考答案:7次6.船舶电力系统通常由（）组成参考答案:发电装置、配电装置、电力网、电力负载7.下面描述，表明船体结构处于“中拱”状态的是（）参考答案:船的首尾吃水减小，船的甲板受拉伸8.船体上最大的总纵弯曲正应力通常出现在（）参考答案:上甲板和船底部9.下述载荷，不是引起船体总纵弯曲的主要载荷是（）参考答案:机器运转不平衡引起的振动力10.船体建造过程中，中间产品包括（）参考答案:部件_片段_分段11.我们把船舶建造作为一个大系统，船舶建造可以分解为（）三种子作业系统参考答案:船体_舾装_涂装12.船舶设计的特点是（）参考答案:必须贯彻系统工程的思想_逐步近似深化_参考母型船资料_满足法规和规范要求13.海洋的专属经济区是指（）参考答案:自领海基线向外宽度不超过200海里宽度海域14.船舶设计阶段可以分为（）三个阶段参考答案:初步设计_详细设计_生产设计15.海洋平台专用设备系统包括（）参考答案:钻井系统设备_泥浆循环系统设备_油气处理系统设备_水下油气生产系统设备16.船舶的航行性能主要包括浮性、稳性、（）参考答案:抗沉性_快速性_耐波性_操纵性17.下面哪些船属于高性能船舶（）。
参考答案:滑行艇_小水线面船_气垫船_冲翼艇18.下列不属于新材料和船舶结构轻量化设计技术研究内容的是（）参考答案:结构可靠性19.下列不属于船舶电力系统基本参数的是（）。
海洋科学基础知识单选题100道及答案解析
海洋科学基础知识单选题100道及答案解析1. 海洋中最丰富的元素是（）A. 氢B. 氧C. 氯D. 钠答案：B解析：海洋中最丰富的元素是氧。
2. 世界海洋的平均盐度约为（）A. 30‰B. 35‰C. 40‰D. 45‰答案：B解析：世界海洋的平均盐度约为35‰。
3. 以下哪种海洋生物属于腔肠动物？（）A. 乌贼B. 海星C. 水母D. 螃蟹答案：C解析：水母属于腔肠动物。
4. 海洋中最深的地方是（）A. 马里亚纳海沟B. 日本海沟C. 秘鲁- 智利海沟D. 波多黎各海沟答案：A解析：海洋中最深的地方是马里亚纳海沟。
5. 以下哪种海洋生态系统的生产力最高？（）A. 深海生态系统B. 浅海生态系统C. 大洋生态系统D. 河口生态系统答案：D解析：河口生态系统的生产力通常最高。
6. 海水的温度随深度增加而降低，在（）米左右温度下降最快。
A. 100B. 500C. 1000D. 2000答案：C解析：在1000 米左右海水温度下降最快。
7. 海水中含量最多的阳离子是（）A. 钠离子B. 钾离子C. 钙离子D. 镁离子答案：A解析：海水中含量最多的阳离子是钠离子。
8. 以下哪种海洋现象与厄尔尼诺现象相反？（）A. 拉尼娜现象B. 海啸C. 风暴潮D. 赤潮答案：A解析：拉尼娜现象与厄尔尼诺现象相反。
9. 海洋中的石油主要分布在（）A. 大陆架B. 大陆坡C. 大洋盆地D. 海沟答案：A解析：海洋中的石油主要分布在大陆架。
10. 以下哪种海洋生物属于软体动物？（）A. 海葵B. 章鱼C. 海绵D. 海胆答案：B解析：章鱼属于软体动物。
11. 海洋中的潮汐主要是由于（）引起的。
A. 地球自转B. 月球引力C. 太阳引力D. 风的作用答案：B解析：海洋中的潮汐主要是由于月球引力引起的。
12. 世界上最大的海洋是（）A. 太平洋B. 大西洋C. 印度洋D. 北冰洋答案：A解析：世界上最大的海洋是太平洋。
13. 以下哪种海洋生物属于节肢动物？（）A. 海百合B. 海参C. 对虾D. 海蛇答案：C解析：对虾属于节肢动物。
环境保护与国家安全_习题_高中地理_新鲁教版选择性必修3(教师版)(2022年)
2.4环境保护与国家安全（测试时间：30分钟，试卷满分：100分）一、选择题（每小题4分，共52分）环境安全有双重属性：从自然角度看，环境安全意味着自然环境及其服务能力处于良好的状况或没有遭到难以恢复的破坏；从人类社会角度看，环境安全意味着环境问题的危害程度与解决环境问题付出的代价，不至于严重影响社会经济发展。
据此完成下面1-3题。
1．下列关于环境安全问题及环境安全风险的叙述，不正确的是（）A．影响国家安全的环境安全问题发生概率小B．一国的环境安全问题只可能产生于本国C．环境安全风险与环境问题的严重程度有关D．环境安全风险与人类对环境问题的抵抗能力有关2．下列不属于环境安全问题对国家安全的影响的是（）A．通过危及生命和财产安全影响国家安全B．成为能源安全问题的放大器影响国家安全C．通过损害自然环境的服务功能影响国家安全D．成为军事安全问题的触发器影响国家安全3．应对环境安全问题、降低环境安全风险的途径不包括（）A．降低人类社会对环境风险的承受水平B．尽最大可能从源头上防控环境问题的发生C．避免在高环境安全风险区从事生活和生产活动D．增强人类对环境安全事件应急响应与善后处理能力【答案】1．B 2．B 3．A【解析】1．影响国家安全的环境安全问题发生概率很小，A项说法正确。
能够威胁一国的国家安全的环境问题，可能产生于本国，也可能来自其他国家，还可能是全球环境问题导致的，B项说法错误。
环境安全风险与环境问题的严重程度有关，也与人类及自然环境本身对环境问题损害或威胁的敏感程度及抵抗能力有关，C、D项说法正确。
故选择B项。
2．环境安全问题可能通过危及生命和财产安全、损害自然环境的各种服务功能影响国家安全，A、C项说法正确；环境安全问题可能是经济、政治和军事等安全问题的触发器和放大器，影响国家安全，D项说法正确。
能源安全属于资源安全，与环境安全关系不大，B 项说法错误。
故选B。
3．应对环境安全问题、降低环境安全风险的途径主要有提升人类社会对环境风险的承受水平，A项符合题意。
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。
《风暴潮、浪、海啸和海冰
《风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案》目录1 总则 (1)1.1 目的 (1)1.2 适用范围 (1)2 应急组织体系职责 (1)2.1 国家海洋局办公室 (1)2.2 国家海洋局预报减灾司 (1)2.3 国家海洋局国际合作司 (2)2.4 国家海洋局各分局 (2)2.5 国家海洋环境预报中心 (2)2.6 国家海洋局海洋减灾中心 (2)2.7 国家海洋环境监测中心 (3)2.8 国家卫星海洋应用中心 (3)3 风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急响应标准 (3)3.1Ⅰ级海洋灾害应急响应 (3)3.2Ⅱ级海洋灾害应急响应 (3)3.3Ⅲ级海洋灾害应急响应 (4)3.4Ⅳ级海洋灾害应急响应 (4)3.5应急响应启动标准简表 (5)4 应急响应程序 (6)4.1应急响应启动前期工作 (6)4.2Ⅰ级应急响应 (7)4.3Ⅱ级应急响应 (11)4.4Ⅲ级应急响应 (15)4.5Ⅳ级应急响应 (18)4.6应急响应级别降低或终止 (21)4.7灾害调查评估 (21)4.8 应急响应程序简表 (22)5工作总结 (30)6保障措施 (30)7预案管理 (30)8附则 (31)8.1 术语 (31)8.2 海洋灾害警报发布标准 (32)1 总则1.1 目的依据《中华人民共和国突发事件应对法》和《海洋观测预报管理条例》，为履行海洋部门的海洋灾害预警和海洋灾害应急处置职责，保障人民生命和财产安全，特制定本预案。
1.2 适用范围本预案适用于国家海洋局及其所属相关单位针对影响我国管辖海域的风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害，开展的应急观测、预警、灾情调查报送等工作。
本预案可作为沿海省、自治区、直辖市及计划单列市海洋部门制定当地应急预案、开展海洋灾害应急响应工作的参考。
2 应急组织体系职责国家海洋局承担风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急任务的部门和局属单位分工如下：2.1 国家海洋局办公室（以下简称局办公室）在应急响应启动期间，负责局机关24小时应急值守，与国务院及其相关部门、局属单位的应急信息收发和承转；向国务院上报有关海洋灾害应急处置工作的《海洋局值班信息》，在发生社会影响巨大的海洋灾害时，与中央媒体联系，正确引导媒体报道和公众舆论。
7.海浪、海流和海冰
流波效应: 波浪与海流成一定角度时，海流会影响波浪的 波高、波速和传播方向等。当波浪与海流相向或接近于相向 时，波高会增大20～30%（流速为2～3kn，风速为10～ 15m/s）。如黑潮流域上冬季风形成的波浪常增大。
水气温差: 在风速相等的情况下，气温低于海温时的波高 比海气温度相等时的大。据统计，气温比海温每低1 ℃ ， 波高增大约5%。如气温比海温每低10 ℃ ，波高增大约50%。 在冬季西北太平洋中高纬海域，强盛的锋面气旋，气温低于 海温，加之流波效应，有时出现比预料高2-3倍的异常大浪， 是海事多发的海域，有“魔鬼海域”之称。
风浪充分成长状态：
风速越大，风时越长，风浪就越发展。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 于涡动引起的摩擦，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。海上实际风浪的 最大高度估计可能达到25m左右.
风 浪
(Wind Wave)
风浪： 由风直接作用引起的水面波动，称为风浪。风浪特 征，周期较短，波面不规则，波长短。波向与风向一致， 波高取决于风力、风区、风时。 风浪成长与风速，风时和风区的关系:
海况10
3. 南半球等温线分布比北半球规则，大致与纬圈平行， 而北半球的等温线分布比较复杂。
4. 北半球的表层水温较高，而南半球的较低。主要是北 半球的海陆分布阻碍了北冰洋的冷水大量流入。 5. 夏季水温高于冬季，而冬季水温分布的经向梯度比夏 季大得多。
世界大洋海水温度的水平分布
中国近海水温分布
海流预报图
中国近海主要海流分布概况
东海、黄海和渤海的表层环流由外海流系和沿岸流系组成。前 者为高温高盐的黑潮及其分支台湾暖流、对马暖流和黄海暖流； 后者为低盐性质的江河入海径流和盛行季风引起的风海流。南 海的海流主要由南海暖流和南海北部沿岸流组成。 影响我国近海的著名暖流是黑潮，黑潮是整个中国海环流的主 干。台湾暖流表层流向受风影响大，夏强冬弱，流速往北逐渐 减弱；对马暖流流幅、流速和流量夏强冬弱；黄海暖流基本呈 冬强夏弱，它是黄渤海区环流的主干。 南海的海流具有季风漂流的特性，冬季为逆时针方向的环流， 夏季由西南向东北流动；其季风转换月份为4月和10月。 渤海海峡在稳定情况下，终年有北进南出海流，流速夏弱冬强
H1/3：称为有效波高。是波浪预报的一个重要指标。
流波效应和海气温差对波浪的影响
流波效应: 波浪与海流成一定角度时，海流会影响波浪的 波高、波速和传播方向等。当波浪与海流相向或接近于相 向时，波高会增大20～30%（流速为2～3kn，风速为 10～15m/s）。如黑潮流域上冬季风形成的波浪常增大。
按海流的物理属性(温度)分类
水团：来自相同的源地，具有独特的相对均匀的物理 性质（如温度，盐度，溶解氧等）的海水称水团。 ⑴ ⑵ 暖流：流动水团的温度比它所经过海区的水温高 冷流：流动水团的温度比它所经过海区的水温低
模块3航海基础知识
航海概论模块3：航海基础知识知识点7：海流、海浪和海冰●●●北太平洋冷水环流北太平洋暖水环流南太平洋暖水环流北大西洋暖水环流北大西洋暖水环流北大西洋冷水环流南大西洋暖水环流南大西洋暖水环流北印度洋季风流南印度洋暖水环流红海亚丁湾地中海黑海北大西洋冷水环流60°N逆时针顺时针逆时针N SN 暖流寒流N 顺时针逆时针逆时针北大西洋●南印度洋遵循世律：中低纬度呈北印度洋由于受逆时针响，形成冬夏两季不同的季风洋逆时针顺时针西南季风期间，红海海流经曼得海峡流入亚丁湾，亚丁湾为东向海流；东北季风期间，亚丁湾是西向海流，通过曼得海峡进入红海。
●逆时针逆时针●●3)中国近海的海流系统航海学院NA VIGATION COLLEGE15●●●18响，波高增大，波长变短，波浪变形，造成波倒卷或●●●23Drift icePack iceBlack ice growlerBergy bit, with very open ice冰山属陆源冰，通常水上露出部分的体积只占总体积1/8。
24Land iceTABULARDOMEBLOCKYWEDGEDRYDOCKPINNACLE●1)北大西洋●●28●1.天气观测●●●船舶水文气象观测和发报，简称船舶测报，是组织海●●●●●●●●The End Thanks41。
4-海水与海冰详解
世界大洋的盐度分布
3）大洋盐度的变化 日变化：大洋表面盐度的日变化很小，变幅通常小 于0.05，但在下层，因受内波的影响，日变幅常 有大于表层者。 年变化：受降水、蒸发、径流、结冰、融冰及大洋 环流等因素所制约，呈现年周期变化。
世界大洋表面
蒸发（E）、 降水（P）、 蒸发与降水差E-P 盐度（S）的径向分 布
原因是缔合分子的离解需要消耗较多的能量。
水的盐度
• 盐度指的是每一千克的水内的溶解物质的 克数。
• 1902年ICES提出的定义为：“每一千克的 水内，将溴和碘化物计算为氯化物，将碳 酸盐计算为氧化物，将所有有机化合物计 算为完全氧化的状态，溶解物质的克数。 ”。
水的盐度
1891年，马赛特—“海水组成恒定性”：海水 中的主要成分在水样中的含量虽然不同，但他们之 间的比值是相对恒定的。测出海水中某一主要成分 的含量，便可推算出海水盐度。海水中的氯含量最 多，通过测定海水中氯含量计算盐度：
－
0～90
20．1 27．5 22．2 19．2
南半球 大西洋 太平洋 印度洋 平均
25.2 27.4 26.0 26.4
23.1 25.9 25.1 25.1
21.1 22.5 21.5 21.7
16.8 17.0 17.0 17.0
8.6
8.7
11.2 9.8
1.8
1.6
5.0
3.0
(-1.3) (-1.5) (-1.3) (-1.4)
阳辐射的分布（纬度、季节）和大洋环流两个 因子，极地海域结冰与融冰的影响也起重要作 用。 • 大洋表层以下，太阳辐射的直接影响迅速减 弱，环流情况也与表层不同，所以水温的分布 与表层差异甚大。
三大洋每10°纬度内表面水温的年平均值
海浪海风及海流PPT课件
(, t)
涌浪 35
36
37
随机过程
成熟期海浪 成熟期海浪—平稳随机过程 随机扰动下的控制理论
38
风浪成长与风时、风区的关系
常言道“风大浪高”，也有“无风不起浪”等说 法，这是对风与浪关系的一种描述。但这只是部 分正确。
人所共知，小小的水湾中，那怕再大的风也决不 会掀起汪洋大海中那种惊涛骇浪，因为它受到了 水域的限制。
它们的平均振幅(或摇幅)和振荡特性随着时间的增长基本 上没有变化。显然，对于平稳随机过程它离运动的起点是 充分远的，运动的初始条件对平稳随机过程已不起作用。
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平稳随机过程和谱
由此可知，如果一个随机函数X(t)所有的概率特征都与时 间t无关，则称此X(t)是平稳的。
因为平稳随机函数的变化与时间无关，因此必然要求平稳 随机函数的数学期望是常数。
有义波高当记录到的海浪时间曲线上依次取3n个波高值从大到小进行排列取前面的n个幅值进行平4923随机海浪的统计特性和谱分析50对波高进行采样515253窄带谱和非窄带谱54随机过程概率论中的随机变量是指在某些保持不变的确定条件下由实验测得的随机量它的统计特征可在实验中得到一个唯一的值但预先是未知的
课程内容
另外，即便是在辽阔的海洋中，短暂的风也不会 产生滔天巨浪。
可见风浪的成长与大小，不是只取决于风力，而 是与风所作用水域的大小和风所作用时间的长短 有密切关系。
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风时/风区
风时：指状态相同的风持续作用在海面上的 时间。
风区：是指状态相同的风作用海域的范围。 习惯上把从风区的上沿，沿风吹方向到某一 点的距离称为风区长度，简称为风区。
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平稳随机过程和谱
气象条件与救捞作业：7海流海浪海冰潮汐
世界大洋表层海流模式
3. 东边界流：西风漂流在 大洋东岸流向低纬的海流。 东边界流流动缓慢，幅度 宽广具有寒流性质。
4.大洋两岸的海流在强度上 不对称，大洋西边界的海 流比东边界的海流窄而强。 如墨西哥湾流和黑潮均为 强海流。
大洋表层海流
热盐环流
海流与全球变暖? 厄尔尼诺是个筐? 全球变暖是个筐?
波长越长波速越大无风起长浪不久狂38s的特里斯坦达库尼亚群岛的强烈西风产生的涌浪23天可达2n的几内亚沿岸40kn以上characterseaswellnonelowlongmoderatelongheavy近岸浪指的是由外海的风浪或涌浪传到海岸附近受地形作用而改变波动性质的海随着海水变浅波动传播速度变小致使波峰线弯折而渐渐地和等深线平行
世界大洋表层海流模式
1.信风流和赤道逆流： 在赤道区有一 支从东向西的海流，即 北赤道海 流（NEC）和南赤道海流(SEC)，南 北赤道海流之间有一支从西向东的 赤道逆流。
2. 西边界流和西风漂流：在西风带 中，海流基本上自西向东流，西边 界流大多来自热带洋面，水温高， 流速大，是较强的暖流。在南半球 三大洋的西风海流彼此沟通，形成 一个连续的水环。又称西风漂流。
船上主要采用目测的方法对海浪进行观测。
海浪预报
预报海浪，必须知道下面 3个因素： ①气象条件：从进行预报的时刻到被预报的未
来时刻的间隔内，海面上的风速和风向在有关海 区内的空间分布和时间变化。 ②海区的地理环境：主要包括水平方向上的陆界 分布和铅直方向上的深度分布。这些可根据海图 而求得。 ③海区内海浪在预报时刻的初始分布：一般，这 些初始分布是根据现场观测或先前作出的预报结 果而得到的。
卷跃破碎：波陡中等，海底坡度较大， 水深变浅较快，消能中速
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风 浪
(Wind Wave)
风浪： 由风直接作用引起的水面波动，称为风浪。风浪特 征，周期较短，波面不规则，波长短。波向与风向一致， 波高取决于风力、风区、风时。 风浪成长与风速，风时和风区的关系:
风速：一般风速越大产生的风风时：同一方向的风连续作用的时间。一般对水面持续作
波浪的分类（按成因分类）
风浪：由风直接作用而引起的水面波动称为风浪。 涌浪：风浪离开风区传至远处或者风区中风停息后所留下来的 波浪，称为涌浪。 近岸浪：风浪或涌浪传至浅水或近岸区后，因受地形影响将发 生一系列变化，称近岸浪。 风暴潮(Storm Surge)：由于气象原因，如台风，强风暴等引起 的海面异常升高现象称风暴潮，亦称风暴海啸。 海啸(Tsunami)：由于海底或海岸附近发生的地震或火山爆发所 形成的波动。亦称海啸。 内波(Internal Wave)：不同密度的水层界面处而产生的波动。 潮汐波(Tidal Wave)：由于天体引潮力作用所产生的波动。
涌浪传播过程中,在波高衰减的同时，波长和 周期增大,波速加快,比风暴的移速快很多,可 以作风暴来临的先兆，亦称先行波。
近岸浪
(Coastal Wave)
近岸浪：当波浪传到沿岸
浅水区，波向折射和绕射，
波长变短，波高增大，水质 点运动的速度不等，在波谷
处，由于水浅，水质点受海
底摩擦影响，其速度慢于波 峰处水质点的速度，使波峰
超过波谷，波形前侧变得陡
峭突出，后侧变得平缓，从 而使波浪发生倒卷和破碎。
流波效应和水气温差对波浪的影响
流波效应: 波浪与海流成一定角度时，海流会影响波浪的波 高、波速和传播方向等。当波浪与海流相向或接近于相向时， 波高会增大20～30%（流速为2～3kn，风速为10～ 15m/s）。如黑潮流域上冬季风形成的波浪常增大。 水气温差: 在风速相等的情况下，气温低于海温时的波高比 海气温度相等时的大。据统计，气温比海温每低1 ℃ ，波 高增大约5%。如气温比海温每低10 ℃ ，波高增大约50%。 在冬季西北太平洋中高纬海域，强盛的锋面气旋，气温低于 海温，加之流波效应，有时出现比预料高2-3倍的异常大浪， 是海事多发的海域，有“魔鬼海域”之称。
用波浪预报图时应注意。
浅水波和深水波
浅水波：波长远大于海深的波，浅水波的波长至少是
水深的20倍（ /h 20 ）。
c gh
波速取决水深，水越深，波速越大，与波长和周期无关。
深水波：波长远小于海深的波，深水波的波长不超过
水深的4倍（ /h 4）。
C 1.5T
波速与波长和周期有关，与水深无关。
风浪充分成长状态：风速越大，风时越长，风浪就越发展。
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， 一部分消耗于涡动引起的摩擦，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。海上实际风
cT
水质点的运动与波形传播的关系
水质点的运动与波形传播的关系：深水波中海面上水质点运 动的轨迹是以波高为直径的圆，当水质点运动到最高位置 （即波峰到达）时，其运动方向与波向一致(为0度)。当水 质点运动到最低位置（即波谷到达）时，其运动方向与波向 相反(180度)。 浅水波中水质点运动的轨迹为椭圆。
群
波
(Group of Waves)
海洋中的波浪常以“群”的形式出现，通常称为群波。设两 列波向、振幅相同，波长和周期稍有差别的正弦波相互叠加， 叠加以后的合成波形如下图。
浪的最大高度估计可能达到25m左右. 风浪成长主要与风速、风区和风时有关。风速越大，风浪 充分成长所需要的最小风区越大和最小风时越长。 另外还 受水深及海域特征等因素影响。
涌 浪
(Swell)
涌浪: 涌浪是指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。
涌浪又称长波，其波形规则，波面光滑，波速 较快，波长和周期较大，波陡小。 波速公式： C =1.5T
波峰： 波面的最高点； 波谷： 波面的最低点； 波高H： 相邻的波峰与波谷间的垂直距离； 波长λ ：相邻的两个波峰（或波谷）间的水平距离，单位米； 波陡δ ：波高与波长之比（ =H/），它是表示波形陡峭的量； 波幅a： 波高的一半称为波幅； 周期T： 两相邻的波峰（或波谷）相继通过一固定点所需时间， 单位为秒； 波速c： 波形传播的速度，即波峰（或波谷）在单位时间内的水 平位移； 波峰线：沿垂直于波浪传播方向通过波峰的线叫波峰线； 波向线：垂直于波峰线的线叫波向线； 波长、波速、周期三者关系：
用的时间越长，海水所获得的动能越大，风浪也越大。
风区：指风在海上吹过的距离。风区的大小对风浪的成长
起着不可忽视的作用，若风区的长度不够，风浪也不能充 分发展。
风浪的三种状态
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。
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。
有效波高(H1/3)
平均波高：Hp=（H1+H2+H3+„Hn）/n，其中n为观测到
的波的总个数，H1，H2，...Hn为各实测波的波高。
有效波高H1/3：是波浪预报的一个重要指标。将观测到 的波高按大小排列起来，取1/3最大波高的平均值，称 为有效波高,以符号H1/3表示。同样可定义出H1/10， H1/100，H1/1000等统计波高。 H:0.63 若H1/3：1， H1/10 ：1.27, H1/100 :1.61, H1/1000 :1.94 在1000个连续波中有一个波的波高接近H1/3的2倍。应
第四章
海浪、海流和海冰
第一节 海浪 第二节 海流 第三节 海冰
第一节
海浪
(Sea Wave)
海浪是海水运动的重要形式之一，对船 舶航行有极大的影响。大的海浪造成航 速下降，舵效降低，甚至停止不前；在 狂涛巨浪中还会出现“中垂”或“中拱” 使船体结构变形，严重时造成船体断裂， 导致重大海难事故。
波浪要素