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南海西北部畸形波要素特征统计分析

冯涛 仉天宇 张峻萍 王海龙 杨坚 林汛 曹倩 李萌

冯涛,仉天宇,张峻萍,等. 南海西北部畸形波要素特征统计分析[J]. 海洋学报,2025,47(6):1–8 doi: 10.12284/hyxb2025063
引用本文: 冯涛,仉天宇,张峻萍,等. 南海西北部畸形波要素特征统计分析[J]. 海洋学报,2025,47(6):1–8 doi: 10.12284/hyxb2025063
FENG Tao,ZHANG Tianyu,ZHANG Junping, et al. Statistical analysis of the characteristics of freak wave elements in the northwest South China Sea[J]. Haiyang Xuebao,2025, 47(6):1–8 doi: 10.12284/hyxb2025063
Citation: FENG Tao,ZHANG Tianyu,ZHANG Junping, et al. Statistical analysis of the characteristics of freak wave elements in the northwest South China Sea[J]. Haiyang Xuebao,2025, 47(6):1–8 doi: 10.12284/hyxb2025063

南海西北部畸形波要素特征统计分析

doi: 10.12284/hyxb2025063
基金项目: 国家自然科学基金项目(42476219,52271361,41976200);南方海洋实验室项目(SML2022SP301);山东省创新发展研究院智库项目;广东省普通高校创新团队项目(2023KCXTD015);广东省科技计划项目(粤西海洋野外站);国家重点研发计划项目(2021YFC3101801);广东海洋大学人才启动项目(060302032106);广东海洋大学博士启动项目(060302032104)。
详细信息
    作者简介:

    冯涛:作者简介:冯 涛(2000—),男,河南省信阳市人,主要从事波浪水动力研究。E-mail:1825567596@qq.com

    通讯作者:

    仉天宇,教授,博士生导师,主要从事海洋环境预警预报和海洋防灾减灾研究。E-mail:zhaangty@sina.com

  • 中图分类号: P731

Statistical analysis of the characteristics of freak wave elements in the northwest South China Sea

  • 摘要: 基于实测波浪资料,结合随机波浪理论和JONSWAP谱,研究了南海西北部海域畸形波的发生概率;并通过浮标观测数据对该海域的畸形波个数和波浪要素进行了特征统计分析,同时探讨了有效波高与周期、风速等主要参数的关联特性。结果表明:南海西北部海域畸形波的发生概率为0.0059%。分析该海域不同季节中有效波陡$ \delta $的特征分布情况,发现该海域在春季过渡时期和西南季风时期的波浪中涌浪出现频率相对较高,这可能是这两个季节畸形波发生概率相对较高的原因之一。对于全年分布的特征,有效波高与平均周期的相关性相对较高,而畸形波基本无相关性。全年有效波高与风速的相关系数为0.83,畸形波的相关系数为0.63,表明波浪的全年分布情况受风浪影响较大,而风浪、涌浪混合区中涌浪所占相对比例可能对畸形波的生成有一定的影响。
  • 图  1  典型实例畸形波序列

    Fig.  1  Typical case sequence of freak waves

    图  2  $ {H}_{s} $季节玫瑰图

    Fig.  2  $ {\mathit{H}}_{\mathit{s}} $ seasonal rose diagram

    图  3  各特征波高线性关系拟合

    Fig.  3  Fitting of linear relationships for characteristic wave heights

    图  4  各特征波周期线性关系拟合

    Fig.  4  Fitting of linear relationships for characteristic wave periods

    图  5  各季节有效波陡分布图

    Fig.  5  Seasonal distribution map of effective wave steepness

    图  6  2020年南海西北部有效波高-平均周期散点分布

    Fig.  6  Scatter distribution of significant wave height and mean period in the northwestern South China Sea in 2020

    图  7  畸形波有效波高-平均周期散点分布

    Fig.  7  Scatter distribution of significant wave height and mean period for freak waves

    图  8  全年有效波高和风速

    Fig.  8  Annual significant wave height and wind speed

    图  9  畸形波所在各序列的风速和有效波高

    Fig.  9  The wind speed and significant wave height in each sequence where freak waves occur

    表  1  各特征波高之间的关系

    Tab.  1  The relationship between various characteristic wave heights

    特征波高比 变化范围 线性回归系数 标准差 深水Rayleigh分布值
    $ {\mathit{H}}_{\mathit{s}} $/$ {\mathit{H}}_{\mathit{m}} $ 1.000~2.000 1.582 0.007 1.598
    $ {\mathit{H}}_{1/10} $/$ {\mathit{H}}_{\mathit{m}} $ 1.333~3.000 1.837 0.106 2.032
    $ {\mathit{H}}_{\mathit{m}\mathit{a}\mathit{x}} $/$ {\mathit{H}}_{\mathit{m}} $ 1.500~4.000 2.187 0.181 _____
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    表  2  各特征波周期之间的关系

    Tab.  2  The relationship between various characteristic wave periods

    特征波周期比 变化范围 线性回归系数 标准差 合田建议值
    $ {\mathit{T}}_{\mathit{s}} $/$ {\mathit{T}}_{\mathit{m}} $ 0.864~1.439 1.398 0.229 1.1~1.3
    $ {\mathit{T}}_{1/10} $/$ {\mathit{T}}_{\mathit{m}} $ 0.875~1.652 1.451 0.312 1.1~1.3
    $ {\mathit{T}}_{\mathit{m}\mathit{a}\mathit{x}} $/$ {\mathit{T}}_{\mathit{m}} $ 0.604~2.623 1.429 0.604 1.1~1.3
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    表  3  各季节浪型出现频率

    Tab.  3  The frequency of wave patterns in each season

    春季过渡时期西南季风时期秋季过渡时期东北季风时期
    风浪/%35.3220.5989.8051.50
    未成熟涌浪/%54.7066.369.3446.16
    成熟涌浪/%9.9813.150.862.34
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-11-06
  • 修回日期:  2025-05-06
  • 网络出版日期:  2025-06-03

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