[发明专利]一种基于海面风速预报的浪高预报方法

说明书

本发明公开了一种基于海面风速预报的浪高预报方法，其按距离最近的原则为预报海区的当前浪高预报点匹配一个观测点，考虑在短时间内风是海浪生消的主要因素，设定致浪风速的计算方法，根据观测点的风速和浪高的历史观测资料进行相关统计分析或经验，确定不同风速等级下致浪风速计算时往前的时间跨度，进而统计得出浪高与致浪风速的回归方程；基于气象数值模式的海面风速预报，计算预报海区的当前浪高预报点的预报时刻的致浪风速，从而能够自动、客观、准确地预报出浪高，能够为海洋航运和海上作业提供风险预报和预警，起到风险决策、趋利避害的作用，具有较高的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种海浪预报技术，尤其是涉及一种基于海面风速预报的浪高预报方法。

背景技术

大风和大浪都能单独形成自然灾害，很多时候这两种自然灾害同时出现，更加剧了灾害的程度。海洋气象预报服务不仅需要关注灾害性大风，还需要关注与之相关的灾害性大浪。灾害性大浪主要是由台风、温带气旋、寒潮等较强的天气系统造成的大浪过程，台风掀起的惊涛骇浪易导致航道、港口、船只和海堤等出现重大损失，造成较大的海浪灾害。

通常所说的海浪，是指海洋中由风产生的波浪，包括风浪、涌浪和近岸浪。无风的海面也会出现涌浪和近岸浪，这就是人们所说“无风三尺浪”，但实际上它们是由别处的风引起的海浪传播来的。风浪由风导致，而涌浪事实上是风浪遗留下来的浪，浪总体来说都由风所引起，因此有“无风不起浪”的俗语。涌浪相对风浪变化较缓慢，在一定的时间内具有更高的连续性，而风浪受风的影响较大，如果风速或风向突变，则风浪也随之发生很大的变化。风浪的成长与下列三个主要因素有关：①风速；②风作用于海域水面的持续时间，简称风时；③风作用于海域水面的主要范围，风区长度，简称风距。风浪的成长还与传播过程中海域的地形、水深条件和海流影响等有关，但是，最关键的是前三者，故将风速、风时和风距称为风场三要素。某海区某时刻的风浪与前期一段时间内的风密切相关，而越接近该时刻的风，对风浪的作用越大，随着风速的增大，浪也越大，一般来说，7级风对应巨浪，这时海浪中风浪成分较大，浪高更多与同时刻的风速相关。

虽然目前已有海洋数值模式能够预报海浪的变化，但由于海洋数值模式存在浪流耦合和很难精确刻画海岸线的问题，因此可能会造成如边界流和海岸等局部强流区，输出结果会出现较大错误。气象数值模式对大气的预报能力准确率更高，可以通过风对浪形成所起的作用，利用风速预报来进行浪高预报，目前都是采用半经验半理论预报法和经验统计预报法，基于待预报时刻的风速预报来实现的，但是输出结果的准确性有待提高。事实上浪高与前面一段时间内的风速都有关系，因此可以考虑用前段时间的平均风速来进行浪高预报，有望提高预报效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于海面风速预报的浪高预报方法，其能够自动、客观、准确地计算出浪高，进而能够为海洋航运和海上作业提供风险预报和预警。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于海面风速预报的浪高预报方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将海面风速划分为三个风速等级，将小于10.8米/秒的风速划分为一级风速，将大于或等于10.8米/秒且小于13.9米/秒的风速划分为二级风速，将大于或等于13.9米/秒的风速划分为三级风速；

步骤2：对于任一个海区的一个浪高待预报点，将该浪高待预报点定义为当前浪高预报点；然后按距离最近的原则，为当前浪高预报点匹配一个观测点，该观测点具有至少一年以上时间内整点时刻的风速观测值和浪高观测值；

步骤3：将观测点当前待处理的整点时刻定义为当前时刻；