物理海洋學(xué) 海浪與海洋波動

第5講海浪海浪與海洋波動觀測的物理事實海浪是最常見的海洋動力現(xiàn)象。浪：風浪、涌浪波：外表波、內(nèi)波；線性波、非線性波；開爾文波、羅斯貝波...海嘯、潮波…浪與波的關(guān)系浪由波組成；以上現(xiàn)象本質(zhì)上是波動的不同表現(xiàn)形式。另一方面，波的物理本質(zhì)具有普遍性：電磁波物質(zhì)波，波粒二象性。觀測的物理事實觀測的物理事實觀測的物理事實波的描述波峰：波面的最高點波谷：波面的最低點。波高(H)：相鄰的波峰和波谷間的垂直距離。振幅(d)：波高(H)的一半。波長〔〕：兩相鄰的波峰或波谷間的水平距離。周期(T)：兩相鄰的波峰或波谷通過某一固定點所需的時間。波速(c)：波峰(或波形)的傳播速度。波陡〔〕：波高與波長之比。波峰線垂直于波向線。波數(shù)〔K〕：單位距離中波形的個數(shù)。波的描述海浪的統(tǒng)計特性實際海洋中的海浪波形十分復(fù)雜。復(fù)雜中表現(xiàn)出明顯的周期性。數(shù)學(xué)上，將浪視為假設(shè)干個不同頻率(或周期)正弦波疊加的結(jié)果。海浪的統(tǒng)計特性海浪的統(tǒng)計特性O(shè)-O為零線，記錄曲線于O1,O3,O5等點由下方向上跨過零線、這些點稱為上跨零點；O2,O4,O6為下跨零點.C1,C2,C3等為波面的極大值，D1,D2,D3等為極小值。在一組上跨零點與下跨零點之間可能出現(xiàn)一個以上的極大值(如C3,C4)，其中最大的一個稱顯著波峰。這樣,海浪波高的定義修改為：在下跨零點前后相鄰的顯著波谷與顯著波峰間的高度差(如H1)。周期定義為相鄰兩個顯著波峰出現(xiàn)的時間間隔，或相鄰兩上跨零點或下跨零點)出現(xiàn)的時間間隔。波長那么為相鄰兩顯著波峰(或顯著波谷〕間的水平距離，海浪的統(tǒng)計特性在一段時間所觀測的波高系列中，所有波高的平均值稱為平均波高，反映波高的平均狀態(tài)，可以作為各種波高換算的媒介。將觀測到的波高按大小排列起來，就最高的局部波的波高計算平均值，為局部大波的平均波高。例如對于最高的1／100，1／10，l／3波，其平均值分別以Hl／100，Hl/10,H1/3表示，如果—共觀測了3000個波，它們分別代表最高的30，300，1000個波的平均波高。將H1/3稱為有效波高；具備這種波高的波稱為有效波。海浪的數(shù)學(xué)物理模型水波動力學(xué)理論線