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1、第5讲 海浪,海浪与海洋波动,观测的物理事实,海浪是最常见的海洋动力现象。 浪：风浪、涌浪 波：表面波、内波；线性波、非线性波；开尔文波、罗斯贝波. 海啸、潮波 浪与波的关系 浪由波组成； 以上现象本质上是波动的不同表现形式。,另一方面，波的物理本质具有普遍性： 电磁波 物质波，波粒二象性。,观测的物理事实,观测的物理事实,观测的物理事实,波的描述,波峰：波面的最高点 波谷：波面的最低点。 波高(H)：相邻的波峰和波谷间的垂直距离。 振幅(d)：波高(H)的一半。 波长（ ）：两相邻的波峰或波谷间的水平距离。 周期(T) ：两相邻的波峰或波谷通过某一固定点所需的时间。 波速(c)：波峰(或波形
2、)的传播速度。 波陡（ ）：波高与波长之比。 波峰线垂直于波向线。 波数（K）：单位距离中波形的个数。,波的描述,海浪的统计特性,实际海洋中的海浪波形十分复杂。 复杂中表现出明显的周期性。 数学上，将浪视为若干个不同频率(或周期)正弦波叠加的结果。,海浪的统计特性,海浪的统计特性,O-O为零线，记录曲线于O1,O3,O5等点由下方向上跨过零线、这些点称为上跨零点；O2,O4,O6为下跨零点. C1,C2,C3等为波面的极大值，D1,D2,D3等为极小值。在一组上跨零点与下跨零点之间可能出现一个以上的极大值(如C3,C4)，其中最大的一个称显著波峰。 这样,海浪波高的定义修改为：在下跨零点前后相
3、邻的显著波谷与显著波峰间的高度差(如H1)。 周期定义为相邻两个显著波峰出现的时间间隔，或相邻两上跨零点或下跨零点)出现的时间间隔。 波长则为相邻两显著波峰(或显著波谷）间的水平距离，,海浪的统计特性,在一段时间所观测的波高系列中，所有波高的平均值称为平均波高，反映波高的平均状态，可以作为各种波高换算的媒介。 将观测到的波高按大小排列起来，就最高的部分波的波高计算平均值，为部分大波的平均波高。 例如对于最高的1100，110，l3波，其平均值分别以Hl100，Hl/10,H1/3表示，如果共观测了3000个波，它们分别代表最高的30，300，1000个波的平均波高。 将H1/3称为有效波高；具备这种波高的波称为有效波。,海浪的数学物理模型,水波动力学理论 线性波 非线性波 随机海浪理论,两种理论均有重要意义，且不可代替。后面将进行详细讲解。,