航海气象与海洋学讲义

《航海气象与海洋学讲义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章海浪第一节概述一，波浪(Wave)要素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。10，波峰线――通过波峰垂直于

2、波浪传播方向的线。11、波向线――波形传播的方向线，垂直于波峰线。二，波浪的分类1、按周期或频率分类海浪大部分能量集中在周期4～12s的范围内，属重力波范围。最常见的重力波是风浪和涌浪。2、按成因分类1)风浪和涌浪风浪(WindWave)――风的直接作用所引起的水面波动。(无风不起浪)涌浪(Swell)――风浪离开风区传至远处，或者风区里风停息后所遗留下来的波浪。(无风三尺浪)2)海啸(Tsunami，又称地震波)――由于海底或海岸附近发生地震或火山爆发所形成的海面异常波动。特点:周期长，波长长，波速大，

3、在外海坡度很小，当传至近岸时，波高剧增。世界上常受海啸袭击的国家和地区有:日本，菲律宾，印度尼西亚，加勒比海，墨西哥沿岸，地中海。3)风暴潮(StormSurge)――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

4、是严重多发区。4)内波(InternalWave)――密度相差较大的水层界面上的波动。内波对航行船舶的影响:死水和共振船舶克服"死水"和"共振"的有效方法是改变航速和航向。3、按水深相对于波长的大小分类1)浅水波(λ水深h，λ≥20水深h)C=(gh)1/2波速与波长和周期无关，只取决于水深。2)深水波(水深h≥λ/2)波速与波长和周期有关，与水深无关。三，水质点的运动与波形传播的关系1、深水波:水质点的运动轨迹是圆，海表面的水质点的轨迹直径等于波高，水质点运动到最高位置时，运动方向与波向一致，运动到最低

5、位置时，运动方向与波向相反。波面上每个水质点在自己的平衡位置附近完成一次圆周运动时，整个波形就向前传播一个波长的距离。2、浅水波:水质点的运动轨迹是椭圆，水质点运动到最高位置时，运动方向与波向一致，运动到最低位置时，运动方向与波向相反。波面上每个水质点在自己的平衡位置附近完成一次椭圆周运动时，整个波形就向前传播一个波长的距离。总结:波浪沿海面向前传播，水质点在原地附近作周期运动――前进波。第二节群波和驻波(简述)一，群波(GroupofWaves)――当许多周期和波长不同但很相近的简单波动沿着同一方向传播

6、时，在固定地点，有时出现振幅大的波动，有时出现振幅小的波动，两者相继交错发生，看起来大波是一群一群出现的，称之为群波。深水波的群速为相速的一半;浅水波的群速与相速相同。二，驻波(StandingWave)――波面随振幅的变化作上，下振动而波形不向前传播的波浪。当两列振幅，波长，周期相近但传播方向相反的前进波相叠加时，会形成驻波。在海滨峭壁处常出现驻波;热带气旋眼区的"金字塔"浪亦属于驻波。第三节风浪，涌浪和近岸浪一，风浪(WindWave)1、特征――周期短，波峰尖，波长短，波峰线短，波面不规则，易破碎。

7、方向(指来向)与风向较为一致。2、影响风浪成长的三要素1)几个概念①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。②风时――近似一致的风速和风向连续作用于风区的时间。2)风速，风时，风区与风浪成长的关系――风浪的三种状态①过渡状态――风区内各点波浪要素随风吹刮时间增加而增长(尤指波高)。因此，在过渡状态，风时长短决定风浪的成长，风时越长，波高越大。②定常状态――随风时的不断延长，风区内离风区上沿较近的点上的浪高不再增长，这些点上的浪即进入定常状态。

8、离风区上沿越近，波浪进入定常状态的时间越早，波高也越低。因此，处于定常状态的风浪的波高取决于该点离风区上沿的远近(即该点的风程长短)。③充分成长状态――风区，风时无限时，风浪成长到一定程度后停止发展(并变得不稳定，破碎)，这种状态即为充分成长状态。风区，风时无限的情况下，风速越大，处于充分成长状态的风浪波高越大，因此，充分成长的风浪波高取决于风速。对于给定的风速，风浪要达到充分成长状态，风时需不低于某一值，风区长度也不低于某一