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    鶯歌海洋站附近海域波浪特征分析

    2021-06-24 06:31:08陳三江賀仕昌梁海燕車志偉陳巧弟王浩展陳川波
    海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2021年2期
    關(guān)鍵詞:波高風(fēng)浪浮標(biāo)

    陳三江,陳 坤,3*,賀仕昌,梁海燕,車志偉,陳巧弟,王浩展,陳川波

    (1.國(guó)家海洋局三沙海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,海南 ???570311;2. 國(guó)家海洋局??诤Q蟓h(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,海南 ???570311;3. 自然資源部海洋環(huán)境探測(cè)技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510310)

    波浪觀測(cè)是海洋觀測(cè)的主要內(nèi)容之一[1]。我國(guó)是海洋大國(guó)、航海大國(guó),有著300多萬(wàn)km2的藍(lán)色國(guó)土。隨著海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,海上活動(dòng)日益增多,人們開始重新認(rèn)識(shí)海洋,隨之對(duì)水文觀測(cè)預(yù)報(bào)及其規(guī)律認(rèn)知的需求也越來(lái)越迫切,尤其是波浪觀測(cè)預(yù)報(bào)及其規(guī)律特征的研究。

    海洋監(jiān)測(cè)是認(rèn)識(shí)海洋、研究海洋、開發(fā)利用海洋的基礎(chǔ)。波浪蘊(yùn)含著巨大的能量,它能使船舶傾覆,對(duì)海上作業(yè)危害很大,對(duì)海岸防護(hù)、港口碼頭等有很大的破壞作用[2];波浪是近海水體運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿χ?,影響近岸沉積物的運(yùn)輸,侵蝕海岸,進(jìn)一步造成海灘后退、地勢(shì)較低的地區(qū)被淹沒(méi),并引起海水倒灌以及地面下沉[3],對(duì)海岸設(shè)施安全構(gòu)成了極大的威脅;同時(shí)河口鹽度提高,加快土壤鹽漬化,導(dǎo)致近岸生態(tài)環(huán)境受到破壞[4],使沿海地區(qū)的農(nóng)業(yè)受到影響。而一些極端的天氣現(xiàn)象如臺(tái)風(fēng)引發(fā)的巨浪狂濤等則會(huì)造成人員傷亡與巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

    波浪是海水運(yùn)動(dòng)的形式之一,是水質(zhì)點(diǎn)周期振動(dòng)引起的水面起伏現(xiàn)象。當(dāng)水體受外力作用時(shí)水質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置往復(fù)運(yùn)動(dòng),并向一定方向傳播,此種運(yùn)動(dòng)被稱為波動(dòng)。海洋里的波動(dòng)可根據(jù)其不同的性質(zhì)及特點(diǎn)進(jìn)行分類:按水深與波長(zhǎng)之比可分為短波和長(zhǎng)波;按波形的傳播分為行波和駐波;按波動(dòng)發(fā)生的位置分為表面波、內(nèi)波和邊緣波;按成因分為風(fēng)浪、涌浪、地震波和潮波等[5]。在眾多的海洋觀測(cè)要素中,波浪是最重要且最復(fù)雜的一種海洋水文要素,也是物理海洋學(xué)研究的重要內(nèi)容之一,是海洋預(yù)報(bào)、海洋工程建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)、海洋權(quán)益維護(hù)和航海安全等領(lǐng)域重要的輸入?yún)?shù)之一。

    1 波浪簡(jiǎn)述

    1. 1 波浪要素

    波浪的大小和形狀是用波浪要素來(lái)說(shuō)明的。波浪的基本要素有:波峰、波頂、波谷、波底、波高、波長(zhǎng)、周期、波速、波向線和波峰線等。波峰是波浪周期性運(yùn)動(dòng)的高處部分,其最高處稱為波頂;波谷是波浪周期性運(yùn)動(dòng)的低處部分,其最低處稱為波底;波高是波峰到波谷之間的垂直距離,波高的單位為m,波高的準(zhǔn)確度等級(jí)分為兩級(jí):一級(jí)最大允許誤差為觀測(cè)值的±10%,二級(jí)最大允許誤差為觀測(cè)值的±15%;波長(zhǎng)是兩個(gè)波峰之間的水平距離,波周期的單位為s,波周期的最大允許誤差±0.5 s;波向的單位為(°),波向的準(zhǔn)確度等級(jí)分為兩級(jí):一級(jí)最大允許誤差為±5°,二級(jí)最大允許誤差為±10°。波向又稱浪向,是指波浪傳來(lái)的方向,通常分16個(gè)方位,分別以符號(hào)N、NNE、NE、ENE、E、ESE、SE、SSE、S、SSW、SW、WSW、W、WNW、NW、NNW表示,與氣象上表示風(fēng)向方位的符號(hào)有相同的意義[6]。

    1. 2 波型分類

    風(fēng)浪(Wind Wave,F(xiàn)):受風(fēng)力的直接作用,波峰較尖,波峰線較短,背風(fēng)面比向風(fēng)面陡,波峰上常有浪花和飛沫。涌浪(Swell,U):受慣性力作用傳播,外形圓滑,波峰線較長(zhǎng),波向明顯,波陡較小?;旌侠耍∕ixed Wave,F(xiàn)U)按主導(dǎo)地位分3類:(1)FU風(fēng)浪涌浪同時(shí)存在,風(fēng)浪波高和涌浪波高相差不大;(2)F/U風(fēng)浪涌浪同時(shí)存在,風(fēng)浪波高明顯大于涌浪波高;(3)U/F風(fēng)浪涌浪同時(shí)存在,風(fēng)浪波高明顯小于涌浪波高。

    2 鶯歌海洋站波浪特征分析

    2. 1 研究背景意義

    鶯歌海站是我國(guó)建站較早的海洋觀測(cè)站,是海南省主要的海洋觀測(cè)站之一。鶯歌海洋站位于海南省樂(lè)東縣鶯歌海鎮(zhèn)鶯歌咀附近。西、南面環(huán)海,面臨北部灣,與越南隔海相望,北靠我國(guó)南方最大的海鹽生產(chǎn)基地——鶯歌海鹽場(chǎng),如圖1所示。鶯歌海地處低緯度,屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候,該海區(qū)受季風(fēng)氣候的影響,近海海浪具有明顯的季節(jié)性變化特征。鶯歌海站波浪自動(dòng)化觀測(cè)設(shè)備是SZF型波浪浮標(biāo)、該浮標(biāo)布放在觀測(cè)場(chǎng)地SW方向,距離觀測(cè)場(chǎng)地約1 km。SZF型浮標(biāo)采用重力加速度原理進(jìn)行波浪測(cè)量,利用波高傾斜一體化傳感器和方位傳感器得到波高、周期、波向等參數(shù);采樣長(zhǎng)度:每個(gè)測(cè)量參數(shù)每次的采樣長(zhǎng)度均為2 048個(gè)點(diǎn);測(cè)量波高范圍為0.3 ~20 m的波浪,誤差小于10%;波浪周期的測(cè)量范圍為2 s到20 s,誤差為0.5 s;采樣間隔可調(diào)0.25 s,0.5 s,0.125 s等[2];工作方式設(shè)定為采樣間隔0.5 s,定時(shí)3 h。本文對(duì)鶯歌海站建站以來(lái)的一線觀測(cè)原始數(shù)據(jù)(2002年5月之前為人工觀測(cè),2002年5月之后為波浪浮標(biāo)自動(dòng)化觀測(cè))進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、研究,了解其規(guī)律特征,為鶯歌海附近海域波浪的預(yù)報(bào)提供參考,為國(guó)家掌握該區(qū)域的水文氣象特征提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

    圖1 鶯歌海站位置示意圖

    該區(qū)域經(jīng)常遭受臺(tái)風(fēng)等海洋災(zāi)害的影響,尤其隨著海洋開發(fā)活動(dòng)的日趨頻繁,影響也愈發(fā)嚴(yán)重。為了能夠更好地掌握該海區(qū)的海洋環(huán)境特性,提高海區(qū)波浪預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和海洋災(zāi)害預(yù)警能力,加強(qiáng)海洋監(jiān)測(cè),研究瓊西南海域海浪的變化規(guī)律就顯得十分必要。波浪觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析研究是海洋水文工作的基礎(chǔ),對(duì)于掌握波浪特征,了解海洋水文環(huán)境,提高沿海人民及港口的災(zāi)害防范能力,減少極端災(zāi)害對(duì)海洋工程、漁業(yè)生產(chǎn)、海洋運(yùn)輸、沿海港口的損失,保障沿海港口、碼頭生產(chǎn)作業(yè)和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,促進(jìn)海洋漁業(yè)發(fā)展和海洋環(huán)境保護(hù)方面具有現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí),海浪蘊(yùn)含巨大能量,可以用于波浪發(fā)電。由此可見(jiàn),研究掌握波浪規(guī)律特征意義重大。

    2. 2 波浪測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

    早期的波浪觀測(cè)方法是目測(cè)法,用目視直接觀測(cè)波浪波高、周期等信息[7]。隨著海洋技術(shù)的發(fā)展和測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步,各種前沿觀測(cè)方法和尖端設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,觀測(cè)儀器種類的日趨多樣標(biāo)志著波浪觀測(cè)逐漸進(jìn)入了一個(gè)新的階段。目前常見(jiàn)的波浪觀測(cè)儀器有資料浮標(biāo)、水壓式波浪計(jì)、重力式測(cè)波儀、遙感測(cè)波儀以及聲學(xué)式測(cè)波儀等。其中,重力式測(cè)波儀是目前較通用的一種測(cè)波儀器,在我國(guó)也是使用最多的一種測(cè)波儀器[8]。各種不同的測(cè)波儀器按照測(cè)量方法可分為:人工觀測(cè)法、儀器測(cè)量法和遙感反演法[1]。

    目前國(guó)內(nèi)外經(jīng)常使用的波浪浮標(biāo)大多是基于加速度傳感器和GPS傳感器的波浪浮標(biāo)[9]。波浪浮標(biāo)在海洋的任何氣象和海域情況下都可以采集海洋環(huán)境不同的水文要素信息,因此浮標(biāo)經(jīng)常被海洋工作者們喻為“海洋自動(dòng)觀測(cè)站”[10]。

    2.2.1 國(guó)外測(cè)波系統(tǒng)現(xiàn)狀 發(fā)達(dá)國(guó)家的海洋監(jiān)測(cè)歷史長(zhǎng)達(dá)百年以上。當(dāng)前全球領(lǐng)先水平的測(cè)波儀器有:SBE26型壓力式測(cè)波儀、RADAC WAVE GUIDE型遙測(cè)式測(cè)波儀、挪威 Nortek公司 的AWAC(Acoustic Wave and Current)坐 底式ADCP[7]、波浪浮標(biāo)有加拿大AXYS公司的TRIAXYS系列測(cè)波浮標(biāo)、英國(guó) ValePort公司的730D方向浮標(biāo)和美國(guó)ENDECO/YSI公司的1156型波浪跟蹤浮標(biāo)等,而荷蘭Datawell公司的波浪騎士浮標(biāo)[11]Directional Waverider buoy(DWR)即Datawell DWR-MkⅢ以其優(yōu)良的可靠性、穩(wěn)定性為世界所公認(rèn)。此外,還有滑翔器、動(dòng)物遙測(cè)系統(tǒng)等是具有很大潛力的新興現(xiàn)代化海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)。美國(guó)在20世紀(jì)80年代就建立了全國(guó)永久性的海洋立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同期,挪威和德國(guó)等國(guó)也相繼建立了自己的觀測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)多學(xué)科的努力,經(jīng)過(guò)幾十年的積累、沉淀,發(fā)展至今技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。像美國(guó)、日本、澳大利亞、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在本國(guó)鄰近海域建立了其關(guān)鍵海域符合本國(guó)利益的浮標(biāo)監(jiān)測(cè)網(wǎng)??傊?,發(fā)達(dá)國(guó)家的海洋觀測(cè)系統(tǒng)正朝著高效率、全覆蓋、數(shù)字化、全球化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展[12]。

    2.2.2 國(guó)內(nèi)測(cè)波系統(tǒng)現(xiàn)狀 相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家而言,我國(guó)的波浪測(cè)量技術(shù)研究起步較晚,從20世紀(jì)60年代開始才逐步進(jìn)行深入的探索和研究,其發(fā)展歷程大致可分為4個(gè)階段。1965—1975年是我國(guó)波浪測(cè)量技術(shù)的探索和起步階段。1975—1985年是積累沉淀階段,即研究實(shí)驗(yàn)階段;我國(guó)在本階段的測(cè)波技術(shù)取得了較大的發(fā)展和進(jìn)步;1985—1990年是我國(guó)波浪測(cè)量技術(shù)的實(shí)用化階段,此階段我國(guó)的測(cè)波技術(shù)得到了快速發(fā)展和應(yīng)用;1990年至今是我國(guó)人工觀測(cè)和自動(dòng)化觀測(cè)實(shí)質(zhì)上的分水嶺,也是我國(guó)測(cè)波技術(shù)獲得長(zhǎng)足發(fā)展的階段。本階段測(cè)波手段越來(lái)越多樣化,測(cè)量參數(shù)不斷增多,測(cè)量精度也得到了顯著提高,在監(jiān)測(cè)技術(shù)和監(jiān)測(cè)產(chǎn)品等方面與海洋發(fā)達(dá)國(guó)家的差距在逐漸縮小。經(jīng)過(guò)海洋戰(zhàn)線幾代人的不懈奮斗,波浪測(cè)量技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,并建成了由海洋觀測(cè)站、海洋調(diào)查船、海洋浮標(biāo)、雷達(dá)觀測(cè)站、飛機(jī)(無(wú)人機(jī))和遙感衛(wèi)星等組成的覆蓋渤海、黃海、東海和南海較為系統(tǒng)、完善的海洋臺(tái)站立體觀測(cè)網(wǎng)[13]。

    國(guó)內(nèi)目前在用測(cè)波系統(tǒng)中,較為成熟的有中國(guó)海洋大學(xué)研制生產(chǎn)的SZF型波浪浮標(biāo)、中山市探海儀器公司研發(fā)的OSB系列測(cè)波浮標(biāo)以及山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所研制的SBF3-2型波浪浮標(biāo)等。其中SZF型波浪方向浮標(biāo)是其中的代表性產(chǎn)品,以其優(yōu)異的穩(wěn)定性和可靠性被廣泛應(yīng)用在我國(guó)的海洋監(jiān)測(cè)臺(tái)站[14]。

    近年來(lái),在國(guó)家的大力支持下國(guó)內(nèi)很多高校、研究所相繼開展了加速度式波浪傳感器的研制工作,取得了豐碩成果,其中在基于捷聯(lián)式“數(shù)字穩(wěn)定平臺(tái)”、數(shù)值積分、PC機(jī)平臺(tái)波浪譜后處理軟件等方面取得了很好的研究進(jìn)展;如中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所開發(fā)的DWS19-1/2微型慣性波浪傳感器,傳感器核心硬件采用國(guó)產(chǎn)工業(yè)級(jí)9軸慣導(dǎo)器件、核心算法采用數(shù)學(xué)姿態(tài)解算方法、數(shù)字式姿態(tài)補(bǔ)償算法、頻域數(shù)值積分算法等,使波浪傳感器體積更小、方便安裝和攜帶;使系統(tǒng)測(cè)量精度、可靠性、自適應(yīng)性更高。

    2. 3 波高和海況特征

    根據(jù)鶯歌海站資料,統(tǒng)計(jì)出全年各月十分之一波高,小于等于0.7 m的天數(shù)全年為228 d,如表1所示。全年各級(jí)海況出現(xiàn)的天數(shù),如表2所示。

    表1 全年十分之一波小于等于0.7 m的天數(shù)統(tǒng)計(jì)

    表2 全年各級(jí)海況出現(xiàn)天數(shù)統(tǒng)計(jì)

    2. 4 波型和波向特征

    鶯歌海累年各季各向風(fēng)浪和涌浪頻率,如表3所示。波向玫瑰圖,如圖2所示。

    波型特征:風(fēng)浪年總出現(xiàn)頻率為80%,涌浪年總出現(xiàn)頻率為41%,說(shuō)明累年統(tǒng)計(jì)的年平均頻率,在該海域風(fēng)浪波型為主。

    波向特征:風(fēng)浪的常浪向是SE,其頻率為19%,次常浪向是SSE,其頻率是12%,涌浪的常浪向是S,其頻率為14%,次常涌浪向是SSW,其頻率為7%。

    2.4.1 各季風(fēng)浪常浪向 春季是SE向,頻率為35%,夏季是SE向,頻率為21%,秋和冬季是NNW向,其頻率分別為16%和15%。

    2.4.2 各季涌浪常浪向 春季是S向,頻率為11%,夏季是S和SSW向,頻率均為10%,秋和冬季是S向,其頻率分別為16%和19%。

    2.4.3 各季風(fēng)浪和涌浪之和統(tǒng)計(jì)特征 春季最大頻率是SSE,為18%;夏季是SE和SSE,頻率分別是19%和18%;秋季是S,頻率為20%,其次是NNW,頻率為17%;冬季是S,頻率為22%,其次是NNW,頻率為16%。

    表3 累年各季各向風(fēng)浪、涌浪頻率

    圖2 波向玫瑰圖

    2. 5 波高和波向特征

    鶯歌海累年各向各級(jí)1/10大波波高分布,如表4所示。從鶯歌海站各向各級(jí)波高統(tǒng)計(jì)頻率看出:海浪常浪向S向,其頻率為18.2%,次常浪向是SE向,頻率為15%,此結(jié)果與表4中風(fēng)浪和涌浪頻率之和出現(xiàn)的常浪向基本一致。

    表4 累年各向各級(jí)1/10大波波高分布

    鶯歌海累年各向海浪要素統(tǒng)計(jì)值如表5所示。從表5鶯歌海多年統(tǒng)計(jì)的最大波高值看出:強(qiáng)浪向是SE,最大波高值9.0 m,次強(qiáng)浪向是S和SSW,它們的最大波高都是7.0 m。N和NE向的平均波高值最大為1.0 m,NNE和WSW向平均波高值次值為0.9 m。

    表5 累年各向海浪要素統(tǒng)計(jì)值

    鶯歌海站累年逐月波浪要素統(tǒng)計(jì)值,如表6所示。鶯歌海在8月的月平均波高值為最大,平均波高值為1.0 m,次值在7月,月平均波高分別為0.8 m;鶯歌海的月平均周期值變化范圍是3.8~4.3 s,一般為4.0 s;而最大波高的最大值出現(xiàn)在9月,其值是9.0 m,最大波高次值是7月和10月,其值為7.0 m;最大周期為9.1 s,次值為8.6 s。

    表6 累年逐月波浪要素統(tǒng)計(jì)值

    3 結(jié)論與建議

    3.1 結(jié) 論

    本文利用鶯歌海站多年的波浪實(shí)測(cè)資料,對(duì)其附近海域的波浪要素的基本特征、變化規(guī)律、風(fēng)與浪的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行分析研究,發(fā)現(xiàn)該海區(qū)海浪的規(guī)律特征如下。

    (1)海區(qū)的波浪主要受季風(fēng)影響,以風(fēng)浪為主,風(fēng)浪占80%,涌浪占41%;東北季風(fēng)期風(fēng)浪向以NNW為主,涌浪以S為主;西南季風(fēng)期風(fēng)浪向以SE為主,涌浪以S和SW為主;風(fēng)浪和涌浪頻率之和出現(xiàn)的常浪向基本一致,最大的方位是SE和S。

    (2)海區(qū)冬季的風(fēng)速比夏季明顯偏大,造成冬季的平均浪高比夏季大,冬季的風(fēng)浪周期亦比夏季大。四季均盛行偏南涌,冬季的大涌數(shù)量多,傳播范圍大,而4—5月出現(xiàn)的大涌數(shù)量最少,海況相對(duì)較好。

    (3)海區(qū)各月的波高以輕浪為主,年平均波高為0.78 m,強(qiáng)浪向是SE,最大波高為9.0 m,年平均周期約4.0 s,最大周期為9.1 s,各向平均周期變化不大;月平均波高最大值出現(xiàn)在8月,其值為1.0 m,其它各季的季平均波高為0.7 m,而9月的月平均波高值最小,其值為0.6 m。

    (4)該海區(qū)是熱帶季風(fēng)氣候區(qū),海區(qū)的波浪主要受季風(fēng)影響,季風(fēng)時(shí)期的風(fēng)向、風(fēng)浪傳播方向、涌浪傳播方向基本一致。

    3.2 建 議

    上述規(guī)律特征對(duì)鶯歌海區(qū)生產(chǎn)生活具有一定的指導(dǎo)意義。由于本文所參考數(shù)據(jù)資料年份跨度大,其中早期人工目測(cè)波浪受光照和惡劣天氣等影響,無(wú)法連續(xù)觀測(cè)波浪,觀測(cè)結(jié)果存在一定的人為誤差;自動(dòng)化觀測(cè)儀器故障等造成數(shù)據(jù)失真甚至數(shù)據(jù)缺漏,致使個(gè)別時(shí)間段數(shù)據(jù)不完整;現(xiàn)運(yùn)行觀測(cè)浮標(biāo)唯一,對(duì)于效驗(yàn)數(shù)據(jù)反映整個(gè)測(cè)區(qū)真實(shí)情況存在一定的局限性;數(shù)據(jù)后處理暫缺少標(biāo)準(zhǔn)化成熟的輔助軟件。本文結(jié)論受上述多方面因素的影響致使分析成果存在一定的誤差。針對(duì)上述不足,結(jié)合我國(guó)波浪測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展需求提出幾點(diǎn)建議:

    (1)優(yōu)化布局,增設(shè)觀測(cè)點(diǎn)位,提高數(shù)據(jù)觀測(cè)密度和監(jiān)測(cè)質(zhì)量。根據(jù)各地區(qū)業(yè)務(wù)實(shí)際需求在現(xiàn)有臺(tái)站觀測(cè)參數(shù)的基礎(chǔ)上合理規(guī)劃,使其新增參數(shù)具有明確的目標(biāo)性和應(yīng)用性,做到整體布局合理,實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。

    (2)提升自主研發(fā)能力,提高新技術(shù)、新工藝在我國(guó)海洋波浪觀測(cè)裝備上的綜合應(yīng)用,以提高儀器設(shè)備的穩(wěn)定性及測(cè)量精度。

    (3)開發(fā)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的波浪數(shù)據(jù)處理分析軟件/平臺(tái)。方便人機(jī)高效互動(dòng),實(shí)現(xiàn)大批量多源數(shù)據(jù)精細(xì)化、多維度、模型化集中處理分析。

    (4)加強(qiáng)計(jì)量和標(biāo)定裝置的研究。波浪測(cè)量方法和手段日趨多樣化,但相關(guān)檢定計(jì)量發(fā)展較為緩慢,不能很好地滿足海洋水文儀器的檢定工作,因此,通過(guò)科學(xué)的測(cè)試檢定來(lái)確保測(cè)量?jī)x器精度和所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性是十分必要的[19]。

    (5)加強(qiáng)全覆蓋、全要素、數(shù)字化、高效率、網(wǎng)絡(luò)化的立體觀測(cè)網(wǎng)建設(shè)。構(gòu)建太空—海上—水面—水下—岸基五位一體多種手段優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)完整的立體觀測(cè)網(wǎng)。但國(guó)內(nèi)海洋儀器的智能化程度還不夠高,在便于操作、實(shí)時(shí)處理、綜合性觀測(cè)和智能采集等方面仍需改進(jìn)。

    (6)建立一個(gè)適合我國(guó)海區(qū)特點(diǎn)的多維動(dòng)態(tài)波浪耦合模式。利用大量的原始數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)、改正已有較密的波浪觀測(cè)網(wǎng)的資料;建立一個(gè)高效穩(wěn)定實(shí)用的通信機(jī)制,是實(shí)現(xiàn)各子模式間數(shù)據(jù)傳遞和同步控制的前提;相對(duì)于非耦合模型,耦合模型能較真實(shí)地反映海浪相互作用的過(guò)程,并改善非耦合模型的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、誤差大的問(wèn)題,且耦合模式在模擬和預(yù)報(bào)中的優(yōu)勢(shì)更加顯著;通過(guò)同化集合方法進(jìn)行耦合模式的集合預(yù)測(cè),能更好地提高權(quán)重選取的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,且同化集合結(jié)果明顯優(yōu)于單個(gè)模式結(jié)果;數(shù)據(jù)同化分析模擬系統(tǒng)是多維耦合模式的重要組成部分,該系統(tǒng)將遙感和現(xiàn)場(chǎng)傳感器得到的實(shí)時(shí)或延時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而對(duì)海洋場(chǎng)分布和演變做出更準(zhǔn)確的估計(jì),對(duì)于改善預(yù)報(bào)效果,提高水文氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)能力具有重要作用[15-18]。

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