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《海洋预报》1989,(Z1)
表面波浪场在空间和时间上的变化可由基本输送方程或能量平衡方程确定:式中F（f,θ,x,t）是依赖于频率f和传潘方向θ的二维波谱（表面变量）;V=V（f,θ）是深水群速度;源函数S可表示为风输入s_（1n）、波─波间共振相互作用的非线性转换S_（n1）和消衰项S_（ds）的总和。与缓慢变化水流间的相互作用引起的折射一般是很小的,没有包括在传播算子之中。 在这研究中,所有模式的二维波谱均采用式（1.1）的数值积分或它的近似数值积分计算。这些模式的主要差异在于源函数S的采用形式。然而,S的结构能影响对F表达式的选择,因此,也间接地影响积分传输方程的数值方法。 相似文献
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一、前言由于海浪本身的随机性,描述海波运动的最合理逻辑的方式应当是能量或它在波数(或频率)空间中的分布这样的统计特征量。基于能量平衡的现代海浪预报方法的发展取决于我们对以下两方面知识的深化: Ⅰ)海波能(或海波能谱)的输入和消衰机制; Ⅱ)海波能(或海波能谱)在物理空间中和在波数相空间中的传播机制,以及计算机和计算技术的发展。人们根据自己对以上诸方面认识的不断深化,在不同的年代提出了一代又一代的海浪数值预报模式。40—50年代建立在Jefferets机制和总能量(特征波高)平衡方程基础上的Sverdrup-Munk方法是典型的第一代海浪数值预报模式。 相似文献
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《海洋预报》1989,(Z1)
所有模式可分为三类[非耦合传播型（DP）、耦合混合型（CH）和耦合离散型（CD）],上述七种用于相互对照的试例揭示了各模式的不同特征。本研究提供了波浪模拟现状的一些观点,同时也暴露了许多有待进一步研究的不足之处。主要的结论可以归纳为以下几点: 1.第一代DP模式和推广的第二代CH和CD模式,在原理上都是基于不同形式的波谱能量平衡,在风浪成长过程中显示出时间与空间变量之间明显不同的关系。因而,在所有风场中,DP型模式与CH型模式或者CD型模式欲达到一致是不可能的。如果所有模式都处于有限风区成长的状况,那么在有限风时的情况下,DP型模式比CD型（或CH型）模式成长约快1.5倍。 相似文献
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六十年代起,波浪数值预报开始实用化。至1985年止,据统计世界上已有十多个国家和地区的海洋和气象预报部门已正式开展了波浪数值预报工作,并发布其产品,作为日常业务预报内容之一。目前世界各国已采用的模式有DP（Decoupled Propagation）模式,即非耦合传布模式,CH（Coupled Hybrid）模式,即耦合混合模式;CD（Coupled Discrete）模式;即耦合离散模式,一般CD模式称为第一代模式,CH和CD模式称为第二代模式, 欧州共同体拟于1989年正式发射ERS-1地球资源卫星,其中有几个通道是专门用于海洋观测,包括波浪观测,为了充分利用人造卫星的观测资料,1984年批定了波浪模式化计划（WAve Modelling project。简称WAM）,并设立了一个专门小组,由荷兰气象研究所G·Komen任主席。该组织开始限于西欧共同体,1985年以后,成员扩展到美国、日本、加拿大、中国等国,成为一个波浪数值模式化的世界性学术团体。该组织的主要任务是: ──联合开发第三代全球波浪数值预报模式; 相似文献
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《海洋预报》1989,(Z1)
一个数值波浪模式能够计算二线波谱,从三个公认的基本源函数S_(in)、S_(nl)和S_(ds)计算出发,并且有一个给定的风场和边界条件,在合成波谱的形式上也没有任何事先给定的条件。在目前的研究中,只有EXACT—NL模式采用这个方式对输送方程积分（只是相对于坐标的积分）。第一代DP型模式根据给定的源函数计算初始成长率,但对平衡波谱假定了一个特定的限制形式。第二代的CH型模式对整个风浪谱采用一个特定的准平衡形状（或形状族）但只能计算一个或者最多不过几个特征风浪参数。最后,第二代的CD型模式利用S_(nl)族简单参数化法试图对全输送方程积分,至使峰频以后的频率上的波谱不稳定。因此这些模式也不得不对风浪谱规定好谱的形状。 相似文献
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数值模式与统计模型相耦合的近岸海浪预报方法 总被引：2，自引：2，他引：0
针对数值模式和统计模型预报近岸海浪存在的局限性,构建了数值模式和统计模型相耦合的近岸海浪预报框架,在模式计算格点和近岸预报目标点之间定义一个海浪能量密度谱传递系数,通过经验正交函数分解和卡尔曼滤波方法建立传递系数的统计预报模型并与数值模式进行耦合。经过对近岸波浪观测站1a的预报试验表明:该方法能够提高近岸海浪有效波高预报精度,有效波高的均方根误差降低了约0.16m,平均相对误差降低约9%。进一步试验和分析发现,该方法的预报有效时间小于24h,将海浪能量密度谱经过分解后得到的基本模态反映了近岸波侯的主要特征,海浪能量密度谱传递系数的变化体现了波侯的季节变化特点。 相似文献
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南海及周边海域风浪流耦合同化精细化数值预报与信息服务系统简介 总被引：1，自引：0，他引：1
面向社会需求,建立覆盖南海及周边海域的高分辨率风-浪-流耦合同化数值预报与信息服务系统。系统包含耦合同化数值预报模式、海洋动力环境数据库与可视化平台两部分。其中,耦合同化数值预报模式由中尺度大气数值预报模式、海浪数值预报模式和区域海洋环流数值模式,在C-Coupler耦合器中进行耦合,引入集合调整Kalman滤波同化模块,在耦合预报前进行大气、海浪和海流的同化后报模拟,为耦合预报模式提供更为精确的初始场。预报结果经海洋动力环境数据库和可视化平台处理后,通过二维和三维可视化展示,向用户提供直观的南海及周边海域海洋环境预报产品。 相似文献
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海浪是引起我国海灾海难事故的主要海洋环境过程之一。每年由海浪引起的海灾海难事故所造成的直接经济损失以亿元计。海洋环境预报中心引进第三代海浪数值模式，对中国海近海海域（１５°～４５°Ｎ，１０５°～１４１°Ｅ和１５°～４５°Ｎ，１０５”～１５５°Ｅ）进行了７２小时的海浪数值预报，从１９８９年１月起进行了试报，从１９９２年１１月起投入了准业务运行。预报结果能够为海浪业务预报提供一定的参考。本文介绍了浅水情形下的第三代海浪模式以及几年来的试运行情况。 相似文献
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海浪和潮汐风暴潮耦合过程的数值研究(英文) 总被引：1，自引：0，他引：1
海浪和风暴潮是重要的海洋灾害。对它们的精确预测和预报对沿岸海洋灾害的风险评估及海洋工程的设计具有极其重要的社会和经济价值。过去人们大多对波浪和风暴潮单独进行预报。实际上,风既产生浪又产生风暴潮,因此它们的产生必然存在相互作用。本研究的目的就是要建立一个渤海高分辨率的双向耦合的海浪和潮汐风暴潮数值模式,研究各耦合机制的影响,以期为黄河三角洲沿岸风暴潮海浪漫堤、漫滩风险评估提供更为准确的海浪风暴潮预测预报结果。作者在研究中基于国际上先进的第三代海浪数值模式和潮汐风暴潮模式,建立了渤海2′×2′的海浪和潮汐风暴潮耦合数值模式。耦合模式充分考虑了三个主要耦合物理机制:依赖海浪状态的表面风应力,波-流相互作用底应力和辐射应力。波浪模式主要基于国际上第三代WAM模式,并对其进行了浅水效应的改进,以包括浅水深度破碎引起的能量耗散;潮汐风暴潮模式计算中开边界考虑了10个主要分潮K1,O1,P1,Q1,M2,S2,N2,K2,Sa,Ssa。依赖海浪状态的表面风应力取自Donelan等(1993)的结果,波-流相互作用底应力取自Signell等(1990)对GrantandMadsen(1979)简化的结果,辐射应力以海浪谱表示。耦合计算中,两个模式通过三个耦合机制双向传递所需参量。运用胜利油田中心一号观测的2个同步浪、潮、流资料对所建的耦合模式进行了检验,并通过耦合和非耦合模式结果的对比对各耦合机制的影响效应进行分析研究。研究结果表明,不同物理机制对波高的影响主要由能量方程中以辐射应力表示的波流相互作用所决定;在波-潮耦合作用中,依赖波令的表面风应力和辐射应力对水位是正效应,而波流相互作用底应力对水位是负效应。三个物理机制的综合净效应是正,可增加水位达25cm。比较显示,耦合模式的结果无论对波高还是水位都比非耦合模式的结果好,特别在峰值处。本研究显示耦合模式的结果将改进海浪和风暴潮的模拟精度。所建立的耦合模式将对渤海海浪和风暴潮预报精度的提高,以及为黄河三角洲近岸海浪和风暴潮灾害的风险评估,提供更可靠的参数,具有重要的价值。 相似文献
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南海及邻近海域大气-海浪-海洋耦合精细化数值预报系统研制 总被引：2，自引：1，他引：1
本文主要介绍了南海及邻近海域大气-海浪-海洋耦合精细化数值预报系统的研制概况。预报区域为99°E~135°E,15°S~45°N,包括渤海、黄海、东海和南海及其周边海域。为了给耦合预报模式提供较准确的预报初始场,在预报开始之前,分别进行了海浪模式和海洋模式的前24小时同化后报模拟。海浪模式和海洋模式都采用了集合调整Kalman滤波同化方法,海浪模式同化了Jason-2有效波高数据;海洋模式同化了SST数据、MADT数据和ARGO剖面数据。为了改进海洋温度和盐度的模拟,我们在海洋模式的垂向混合方案中引入波致混合和内波致混合的作用。预报系统的运行主要包括两个阶段,首先海浪模式和海洋模式进行了2014年1月至2015年10月底的同化后报模拟,强迫场源自欧洲气象中心的六小时的再分析数据产品。然后耦合预报系统将同化后报模拟的结果作为初始场进行了14个月的耦合预报。预报产品包括大气产品（气温、风速风向、气压等）、海浪产品（有效波高和波向等）、海流产品（温度、盐度和海流等）。一系列观测资料的检验比较表明该大气-海浪-海洋耦合精细化数值预报系统的预报结果较为可靠,可以为南海及周边海洋资源开发和安全保障提供数据和信息产品服务。 相似文献
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海浪和潮汐风暴潮耦合过程的数值研究 总被引：1，自引：0，他引：1
海浪和风暴潮是重要的海洋灾害。对它们的精确预测和预报对沿岸海洋灾害的风险评估及海洋工程的设计具有极其重要的社会和经济价值。过去人们本多对波浪和风暴潮单独进行预报。实际上，风既产生浪又产生风暴潮，因此它们的产生必然存在相互作用。本研究的目的就是要建立一个渤海高分辨率的双向耦合的海浪和潮汐风暴潮数值模式，研究各耦合机制的影响，以期为黄河三角洲沿岸风暴潮海浪漫堤、漫滩风险评估提供更为准确的海浪风暴潮预测预报结果。
作者在研究中基于国际上先进的第三代海浪数值模式和潮汐风暴潮模式，建立了渤海2''×2''的海浪和潮汐风暴潮耦合数值模式。耦合模式充分考虑了三个主要耦合物理机制：依赖海浪状态的表面风应力，波-流相互作用底应力和辐射应力。波浪模式主要基于国际上第三代WAM模式，并对其进行了浅水效应的改进，以包括浅水深度破碎引起的能量耗散；潮汐风暴潮模式计算中开边界考虑了10个主要分潮K1，O1，P1，Q1，M2，S2，N2，K2，Sa，Ssa。依赖海浪状态的表面风应力取自Donelan等(1993)的结果,波-流相互作用底应力取自Signell等(1990)对 Grant and Madsen(1979)简化的结果，辐射应力以海浪谱表示。耦合计算中，两个模式通过三个耦合机制双向传递所需参量。
运用胜利油田中心一号观测的2个同步浪、潮、流资料对所建的耦合模式进行了检验，并通过耦合和非耦合模式结果的对比对各耦合机制的影响效应进行分析研究。研究结果表明，不同物理机制对波高的影响主要由能量方程中以辐射应力表示的波流相互作用所决定；在波-潮耦合作用中，依赖波令的表面风应力和辐射应力对水位是正效应，而波流相互作用底应力对水位是负效应。三个物理机制的综合净效应是正，可增加水位达25cm。比较显示，耦合模式的结果无论对波高还是水位都比非耦合模式的结果好，特别在峰值处。
本研究显示耦合模式的结果将改进海浪和风暴潮的模拟精度。所建立的耦合模式将对渤海海浪和风暴潮预报精度的提高，以及为黄河三角洲近岸海浪和风暴潮灾害的风险评估，提供更可靠的参数，具有重要的价值。 相似文献
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《海洋预报》1989,(Z1)
在第一代波浪模式中,每个谱分量根据线性的输入源函数（式（1.2））相互独立地发展,直到它接近于它的饱和状态,而且,不管其它谱分量的能量如何,它是通过普遍平衡分布来确定这种状态。即使由非线性传输导致的弱耦合,也只能给出一些较小的修正,并且以相当简单的一个或两个积分谱参数的方式把这种弱耦合参数化。因此,在这些模式中直接地将谱描述为二维离散的频率——方向能量“波群”数组,每个能量“波群”沿着它自己的射线以群速传播。并且在此期间,它们对这条特殊路径上的风有反应;所以,数值积分可以沿着单独的射线在自然坐标上积分,也可以在带有全体分量的普遍网格点上以一个离散的平流算子进行积分。我们把上面提到的这种非线性耦合的第一代波浪模式作为非耦合型传播模式 （DP）[虽然Barnett（1968）和Ewing（1971）的模式包括了非线性转换,但也包含了第二代波浪模式中遇到的耦合射线一些数值方面的复杂性。然而,波浪成长和谱形主要是受风输入的影响,而不是受非线性转换所支配,这里仍从物理上考虑,把这些模式分为第一代而不是第二代波浪模式]。 相似文献
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20.1 引言 混合参数表面波浪预报模式（HYPA）可用于深水海浪预报。这个模式是早期NORSWAM模式（Gunther等,1979a,b及Ewing等,1979）的一个引伸。除了一维风浪谱的参数预报外,它还包括了另一个预报参数——平均风浪浪向（Gunther等,1981）。相对于不同的频率和方位,涌浪沿着预先给定的特征线传播,此方法与NORSWAM模式相同。在下一节中,我们将分三个部分（风浪、涌浪及风浪与涌浪的交换）介绍这一模式。 20.2 风浪 参数预报方程可由动量方程导出其中m是动量密度谱,v是群速,τ是谱动量密度的源函数。这一项一般可划分为大气输入项τ_(in),消耗项τ_(dis)和非线性相互作用项τ_(nl)。 相似文献
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一种海浪预报方法的探讨林克式（温州海洋管区）一、问题的提出数值预报，半经验半理论的预报，经验统计预报海浪仍是当今我国海浪预报的三大方法。由于受条件的限制，我们对东海油田的海浪预报，虽然找出了五十多条预报指标，并用微机进行按需挑取，预报效果仍然不好。而... 相似文献