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海况的分级方法

海况的分级方法 雷海科技
2021-11-19
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导读:讨论不同级别海况形成的原因及分类方法。

一.   相关概念

海况主要指以下两种情况,一是在风力作用下,根据视野内海面状况、波峰的形状及其破裂程度和浪花泡沫出现的多少等,把海况共分为10级;二是海区物理化学生物等性质及其变动情况,包括温度盐度密度的分布,水团和大洋环流的分布状况等。

海况是由天气变化造成的。风与海面之间的表面摩擦使风速减慢,所产生的能就变为。浪在海上移动的总的方向,与引起浪的风的方向是一致的,当波浪起伏向前移动,每一粒水珠都沿圆形路线运动,水珠从表面下落时,圆圈缩小。在深水里,可感觉到波浪影响的深度大约等于波浪长度(简称波长)的一半。因此,当波长为20m时,浪可引起深达10米的漩涡。在浅水里,水面波浪的能量无法用这一方法吸收,结果就产生碎波。

波的性质和情况可以改变波的许多可测量的特性,如长度、高度、形状和速度等,波速等于波长除以周期,这一点是唯一不变的关系。

天气的最重要作用可能是它对海面的影响。除了潮汐和洋外,所有海洋的活动都是风作用的结果。风通过三个不同的方式作用于海洋,即通过风速,风吹的时间,以及风吹过海面的距离(风区)。局部产生的扰动叫做海浪,它是不同于远距离产生的扰动()。涌甚至可能是大洋对面的天气状况的产物。

风可使海面以洋的方式运动。这种风驱动的表层流的方向与风的方向并不一样,而是与风向成45°角。在北半球,表层流的方向是在风向的右面成45°角,而在南半球则是在风向的左面成45°角。这种效应是由地球的自转引起的,叫做科里奥利效应。

风驱动洋的强度,随着深度的不断增加而减小,而且流动的方向也逐渐越来越偏离风向。除在很浅的水里以外,表层流的流速大概相当于风速的百分之三。然而流速是按一定的比率减小的,这种比率是取决于整个水柱的稳定性,风连续吹的时间长短,风吹过的不间断的距离(风区),以及现时的波浪的大小。

海况一般以表格形式来表示的。这通常与蒲福风级表很相符合,蒲福风级表是试图把风速与外界环境的变化联系起来。海况和蒲福风级表的区别是,海况具有在观察时可借助于实际的海洋情况的优点。蒲福风级表指的是充分呈现出的海上的海面风浪状态,在有风的条件下,这种状态可能需要用几个小时才能达到。

二. 分级

海况按海面波动状况、波峰形状及其破碎程度、浪花泡沫出现的多少分为10个等级,由低到高表示为0~9级,分别称为无浪、微浪、小浪、轻浪、中浪、大浪、巨浪、狂浪、狂涛、怒涛。

0级海况海面光滑如镜,或只有涌浪存在;

1级海况浪高0~0.1m,波纹或涌浪和波纹同时存在,微小波浪呈鱼鳞状,没有浪花;

2级海况浪高0.1~0.5m,波浪很小,波长尚短,但波形显著,波峰不破裂,无显著白色;

3级海况浪高0.5~1.25m,波长变长,波峰开始破裂,浪沫光亮,有时可见白浪花,其中一些地方形成连片的白色浪花;

4级海况浪高1.25~2.5m,波浪具有明显形状,到处形成白浪;

5级海况浪高2.5~4.0m,出现高大的波峰,浪花占了波浪上很大的面积,风开始削去波峰上的浪花;

6级海况浪高4.0~6.0m,波峰上被风削去的浪花,开始沿着波浪斜面伸长成带状,有时波峰出现风暴波的长波形状;

7级海况浪高6.9m,风削去的浪花带布满了波浪斜面,并有些地方达到波谷,波峰上布满了浪花层;

8级海况浪高9~14m,稠密的浪花布满波浪斜面,海面变成白色,只有波谷某些地方没有浪花;

9级海况浪高大于14m,整个海面布满了稠密的浪花层,空气中充满了水滴和飞沫,能见度显著降低。

   

1级海况

4级海况

5级海况示例图

参考文献

【1】      马令琪,杨家轩,简俊.恶劣天气和恶劣海况的学术含义分析[J].中国航海,2021,44(01):14-20+26.

【2】      覃潇潇,朱雪慧,余泽太,杨河林.海况对海面目标雷达回波的影响分析[J].现代雷达,2019,41(07):76-79.

【3】      高富东. 复杂海况下新型水下航行器设计与关键技术研究[D].国防科学技术大学,2012.

【4】      吴林键,王元战,肖忠,李怡.移动式海上基地连接构件恶劣海况下水动力响应[J].石油勘探与开发,2016,43(06):997-1004.



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