渤海-黄海北部海浪特征分析

王冠 郑崇伟 李思祥 仇晓庆

1.中国人民解放军东海舰队司令部37分队，浙江宁波 315122

2.中国人民解放军92538部队12分队，辽宁大连 116041

渤海-黄海北部海浪特征分析

王冠1郑崇伟2李思祥1仇晓庆1

1.中国人民解放军东海舰队司令部37分队，浙江宁波 315122

2.中国人民解放军92538部队12分队，辽宁大连 116041

文本利用CCMP风场驱动国际先进的第三代近岸海浪模式SWAN，对渤海-黄海北部的波周期、极值波高进行模拟研究，为海洋水文保障、海洋能开发、海洋工程等工作提供参考。

CCMP风场；SWAN；波周期；极值波高

狂风巨浪容易造成恶性海难，目前，全球海难事故中有60%～80%是由于大风和巨浪所造成。本文以CCMP风场驱动SWAN模式，得到1988～2009年渤海-黄海北部的海浪场，深入研究该海域的海浪特征，对海洋水文保障、海洋能开发、海洋工程都具有重要意义。

1 资料简介及模拟方法

CCMP风场[1]来自NASA Earth Science Enterprise，结合了ADEOS-II、QuikSCAT、SSM/I、AMSR-E几种资料，其时间分辨率为6小时，空间分辨率为0. 25°×0.25°，时间范围从1987年7月至今，空间范围为78.375°S～78.375°N，0.125°E～359.875°E。CCMP风场具有时间序列长、时空分辨率高等优点，被国内外广泛运用[2-3]。

选取计算范围为37°N～41°N，117°E～127°E，模式分辨率取0.1°× 0.1°，计算时间从1988年01月01日～2009年12月31日，积分步长取为900s，每小时输出一次结果。

2 结果分析

海浪特征分析通常包括[4-5]：波高波向的季节特征、波周期、极值波高、浪级频率、波向频率、波高长时间变化趋势等。关于渤海-黄海北部的海浪特征分析，前人做了较多工作，主要是关于波高波向、浪级和波向频率、波高变化趋势等，本文将重点放在研究不多的波周期、极值波高等方面，而这些均是海洋水文保障、海洋能资源开发利用重点关注的对象。

2.1 波周期的季节特征

波浪能的大小与波高的平方乘以波周期成正比，波周期的大小直接影响到波浪能资源的开发利用，本文分析了渤海-黄海北部的波周期分布特征，见图1。

由图1可见，渤海-黄海北部在近海的波周期小于离岸，渤海及渤海海峡的波周期小于黄海北部。渤海的波周期基本在3s以内，渤海海峡的波周期稍大于渤海，在3s左右，黄海北部的波周期基本在3～4s之间。

图1 渤海-黄海北部海域近22年平均波周期分布特征（单位：s）

2.2 近22年最大波高

利用模拟的逐小时海浪数据，统计了近22年期间渤海-黄海北部的最大波高，见图2。近22年期间，不同海域的最大波高差异较大，渤海-黄海北部在近海的最大波高小于离岸，渤海及渤海海峡的最大波高小于黄海北部。近海的最大波高在1～ 3m左右，由近海向离岸逐渐增大。近22年的最大波高存在2个大值中心：渤海中南部海域（波高在6.5m左右）、山东半岛至朝鲜之间的海域（波高在7～8m）。

图2 近22年期间渤海-黄海北部海域的最大波高(单位：m)

2.3 极值波高

极值波高是海洋工程、航海、海洋能开发与利用等都极为关注的，本文利用模拟得到的海浪数据，采用耿贝尔曲线法[6]，计算了渤海-黄海北部的五十年一遇和百年一遇极值波高。

图3 渤海-黄海北部海域20年一遇、

图4 50年一遇极值波高(单位：m)

由图3可以看出，渤海-黄海北部海域的二十年和五十年一遇极值波高均存在两个明显的大值中心：渤海中南部和山东半岛至朝鲜之间的海域。渤海中南部海域的二十年一遇极值波高在7m左右，五十年一遇极值波高在8m左右；山东半岛至朝鲜之间的海域的二十年一遇极值波高在7～8m左右，五十年一遇极值波高在8～9m左右。近岸大部分海域的二十年一遇极值波高基本都在在4m以内，五十年一遇极值波高在5m以内。

3 结论

3.1 渤海-黄海北部在近海的波周期小于离岸，渤海及渤海海峡的波周期小于黄海北部。渤海的波周期基本都在3s以内， 渤海海峡的波周期稍大于渤海，在3s左右，黄海北部的波周期基本在3～4s之间。

3.2 渤海-黄海北部在近海的最大波高小于离岸，由近海向离岸逐渐增大，渤海及渤海海峡的最大波高小于黄海北部。近22年的最大波高存在2个大值中心：渤海中南部海域、山东半岛至朝鲜之间的海域。

3.3 渤海-黄海北部海域的二十年一遇和五十年一遇极值波高均存在两个明显的大值中心：渤海中南部和山东半岛至朝鲜之间的海域。渤海中南部海域的二十年一遇极值波高在7m左右，五十年一遇极值波高在8m左右；山东半岛至朝鲜之间的海域的二十年一遇极值波高在7～8m左右，五十年一遇极值波高在8～9m左右。近岸大部分海域的二十年一遇极值波高基本都在4m以内，五十年一遇极值波高在5m以内。

[1]郑崇伟. 全球海域风能资源储量分析[J].中外能源，2011，16（7）：43-47

[2]郑崇伟. 基于CCMP风场的近22年中国海海表风场特征分析[J]. 气象与减灾研究，2011，34（3）：40-46

[3]刘志宏，郑崇伟，庄卉等. 近22年西北太平洋海域海表风速变化趋势研究[J]. 海洋技术，2011，30（2）：127-130

[4]郑崇伟，张霞. 基于WAVEWATCH-III模式的近10年南海波候统计分析[J]. 气象与减灾研究，2011，34（1）：48-55

[5]郑崇伟，周林，刘志宏. 近45年大西洋波候统计分析[J]. 海军大连舰艇学院学报，2011，34（2）：50-53

[6]侍茂崇，高郭平，鲍献文等. 海洋调查方法[M]，青岛：青岛海洋大学出版社，2000

王冠，男，助理工程师，主要从事海洋水文气象保障。

郑崇伟，男，硕士，主要从事波候及波浪能资源研究。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.22.003