波浪觀測(cè)方法

1、波浪觀測(cè)方法測(cè)波方法分類傳感器安裝位置水面上水面附近水面下測(cè)波儀測(cè)波儀測(cè)波儀航空測(cè)波 立體攝影 雷達(dá)測(cè)波測(cè)波桿 光學(xué)測(cè)波 重力測(cè)波齧釁淺水測(cè)波通常采用易于固定的測(cè)波儀，深水測(cè)波一般采用浮球式加速度型測(cè)波儀聲學(xué)式測(cè)波觀測(cè)方法分類原理優(yōu)缺點(diǎn)備注光學(xué)式測(cè)波儀利用水下發(fā)射光場(chǎng)和海面波高的相關(guān)性來(lái)測(cè)量波浪的一些 物理參數(shù)。在固定觀測(cè)點(diǎn)通過(guò)專用望遠(yuǎn) 鏡觀測(cè)隨波浮動(dòng)的浮標(biāo)。既可用望遠(yuǎn)鏡中的網(wǎng)格估測(cè) 波高， 也可以通過(guò)傳動(dòng)裝置把 望遠(yuǎn)鏡對(duì)浮標(biāo)的跟蹤運(yùn)動(dòng)傳 輸給記錄器，記錄波浪運(yùn)動(dòng)的 軌跡。缺：仍屬目測(cè)范疇，準(zhǔn)確 度較低，且受主觀因素影 響較大，夜晚不能觀測(cè) 優(yōu)：簡(jiǎn)單、使用方便，望遠(yuǎn)鏡與浮標(biāo) 的最大距離為 15

2、00米。常用的有 HABA-1 和HAB-2 型測(cè)波儀。測(cè)波桿借助于樁柱、支架或中性浮標(biāo)缺：準(zhǔn)確度較低，且受主測(cè)波桿可長(zhǎng)期（電阻和電容 測(cè)波儀）垂直固定于海中的測(cè)波標(biāo)桿。用目測(cè)的方法跟蹤波面在標(biāo) 尺上的高低變化，稱為目測(cè)測(cè) 波桿；利用海水的導(dǎo)電性， 通 過(guò)電測(cè)方法測(cè)量測(cè)波桿浸泡 于海水中的高度來(lái)測(cè)量波高 的， 稱為電測(cè)測(cè)波桿，又稱電接 觸式測(cè)波儀。觀因素影響較大，但其性能隨鹽度改變從而影響儀器的率定，污染也是問(wèn)題，需要常維護(hù)。優(yōu)：簡(jiǎn)單、使用方便，具有高 頻響應(yīng)，易于安裝定點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)，獲取連續(xù)波形 資料，做波譜分 析壓力測(cè) 波儀安放在水下或海底的壓力傳 感器測(cè)量海水壓力的變化， 再 換算成波高,

3、根據(jù)線性波理論，可得到波面與波動(dòng)壓力之間的關(guān)系缺：受海水濾波作用的影 卩向,波動(dòng)壓力隨著頻率的增大沿水深嚴(yán)重衰減，不能準(zhǔn)確地測(cè)量短期波 優(yōu)：安裝在水下或海底， 可避免海面大風(fēng)浪的破壞常用在淺海區(qū)，主要是記錄長(zhǎng) 周期波。自容式聲學(xué)測(cè)波儀水下聲學(xué)測(cè)波利用置于海底的聲學(xué)換能器 垂直地向海面發(fā)射聲脈沖， 通 過(guò)接收回波信號(hào)， 測(cè)出換能器 至海面垂直距離的變化，再換 算成波高。將 ADC 放在水底，或者安裝在水下浮式結(jié)構(gòu)上，從水下向上看，可以 記錄自由表面的波動(dòng)缺： 受浪花和氣泡的干擾，測(cè)量破碎波的準(zhǔn)確度受到 影響。惡劣氣候（如暴風(fēng)雨）和波況（如破波） 條件下，在水氣交界處邊界面并不十分清晰，導(dǎo)致波浪記

4、錄產(chǎn)生較為嚴(yán)重的噪聲。優(yōu)：安裝在水下或海底， 可避免海面大風(fēng)浪的破 壞。高精度、易操作測(cè)量涌浪的效 果較好。ADCPU 用多普勒頻移可以得到剖 面流速，通過(guò)計(jì)算流速之間的交 叉譜，利用最大似然算法可以得 到方向譜ADC 可用到水深 50m 處，取得可 信的量測(cè)精度自容式水 上測(cè)波-氣介式 聲學(xué)測(cè) 波安裝在各種海上平臺(tái)上，傳感器垂直向下發(fā)射聲脈沖，測(cè) 量傳感器至水面的距離。缺：受波浪破碎而產(chǎn)生的飛濺以及大雨的影響，使用這種儀器時(shí)不同發(fā)射頻率對(duì)樣本的質(zhì)量也有不同的 影響優(yōu)：該儀器不存在波浪浮筒的隨波性問(wèn)題，也不存在壓力式波浪儀由壓力波反演海面波的傳遞函數(shù)不準(zhǔn) 確的問(wèn)題。重力測(cè)波儀（浮標(biāo)觀測(cè)）用隨波

5、運(yùn)動(dòng)的浮體內(nèi)的加速 度計(jì)測(cè)量海水質(zhì)點(diǎn)沿重力方 向的加速度，經(jīng)二次積分后求 得波高。浮標(biāo)拾載著加速度計(jì)與傾角 計(jì)量測(cè)水粒子的運(yùn)動(dòng)， 藉由所 測(cè)得之垂直加速度、 東西及南 北向傾角求出波浪參數(shù)與波 譜優(yōu)：能較真實(shí)地測(cè)出表面 波參數(shù)， 沒(méi)有設(shè)置水深的 限制，是遠(yuǎn)洋深海測(cè)波的 主要手段。有走航測(cè)量的 優(yōu)點(diǎn)，還可以獲取大風(fēng)浪 條件下海浪的資料。模塊 化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)易于維護(hù)， 通信方式靈活，具有以為 及時(shí)報(bào)警功能，聯(lián)系工作 時(shí)間長(zhǎng)，電池可重復(fù)分船用和浮標(biāo) 用兩類，船用的 包括重力加壓 力、重力加超聲 波、重力加雷達(dá) 三種；浮標(biāo)用的 記錄方式分為 自記式、發(fā)報(bào)式 和電纜傳輸式 三種。太空波 浪測(cè)量將 GPS收

6、器安裝于海上浮標(biāo)上，由接收器接收衛(wèi)星所發(fā)射的無(wú)線電波，由無(wú)線電波行徑的時(shí)間或波數(shù)， 可以定位岀接 收器的位置坐標(biāo)，以 GPS 勺訊號(hào)量測(cè)浮標(biāo)體的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而求 取波浪參數(shù)。中雷達(dá)高度計(jì)可以測(cè)量出海面有效波高；合成孔徑雷達(dá)（SAR）可以測(cè)量有效波高和海浪方向譜缺：必須在有非常高密度的 GP 基準(zhǔn)站的條件下才能進(jìn) 行GP 訊號(hào)中偶爾岀現(xiàn)訊號(hào)漏 損現(xiàn)象，影響波浪分析結(jié)果 的準(zhǔn)確，雷達(dá)高度計(jì)用于海岸地區(qū)因其空間變化較 大，軌跡所復(fù)蓋的范圍和重復(fù)性都是相對(duì)程式化的， 不能獲得波浪周期和方向使用步驟： 1） 擷取 GPS 速度訊號(hào)；2）偵測(cè)與濾除 GPSn 號(hào)漏損數(shù) 據(jù)；3）利用傅立葉變換分析法計(jì) 算垂直速

7、度譜；4）速度譜轉(zhuǎn)換為 水位譜；5）計(jì)算示性波高與平均 周期；6）利用有限傅立葉級(jí)數(shù)法優(yōu)：適用于各種海況，不需要岸上基準(zhǔn)站，也不需要 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)信息，使用單一的GPS收器即可進(jìn)行波浪量測(cè)，是未來(lái)具有潛力的波浪量測(cè)工具。計(jì)算方向波譜。遙感測(cè)波儀無(wú)線電反射波法根據(jù)接收到的幾個(gè)勞蘭臺(tái)無(wú) 線電反射波信號(hào)的強(qiáng)弱確定 波高，根據(jù)多普勒頻移的方向 判斷波向；雷達(dá)波長(zhǎng)通常在厘米范圍內(nèi)，只有非常小的水波才反射雷達(dá)波（由風(fēng)、流、或由破碎產(chǎn)生的毛細(xì)波，其它 表面張力波），但較長(zhǎng)的波中水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡，在 波峰處略短于波谷處航空攝影法利用激光平行光線照射從飛 機(jī)垂直向下拍攝的全息照片，通過(guò)傅里葉變換透鏡形成夫 瑯和費(fèi)衍

8、射圖象， 再用光電讀 出器測(cè)出波浪的方向和能量。優(yōu)：大面積快速測(cè)波缺：由于水面的變化，通常需要運(yùn)行兩架飛機(jī)， 使用兩個(gè)照像機(jī)同時(shí)拍照。電阻和電容測(cè)波儀浮標(biāo)觀測(cè)光學(xué)式測(cè)波儀SBF3-1 型波浪浮標(biāo)遙測(cè)系統(tǒng)?是一種無(wú)人值守的，可用于近海波高、波向和水溫監(jiān)測(cè)的小型浮標(biāo)測(cè)量系 統(tǒng)。?該類型浮標(biāo)主要用于沿岸海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)臺(tái)站中對(duì)常規(guī)波 浪觀測(cè)工作和近海海洋環(huán)境工程的監(jiān)測(cè)工作中，同時(shí)也 可在海洋調(diào)查船上隨船使用。產(chǎn)品特點(diǎn)：?模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)易于維護(hù)；?通信方式靈活，VHF 或 CDMA/GPRS 三種通信方式可選；?具有移位及時(shí)報(bào)警功能，安全性好；?連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，電池可重復(fù)利用并可快速充電。 主要技術(shù)指標(biāo)：波高波高測(cè)量范圍：0.2m25m；