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绪论一、海岸线、海岸带与海岸1、海岸线：海洋与陆地的交界线称为海岸线。
2、海岸带：海岸线两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。
海岸带的宽度各国规定不尽相同，我国规定：一般岸段，自海岸线向陆地延伸10km左右；向海扩展到10-15m等深线。
海岸带包括潮上带、潮间带和潮下带。
位于高潮位之上的区域为潮上带，位于高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带，位于低潮位以下的区域为潮下带。
3、海岸：由后滨、前滨、外滨组成。
后滨（或后滩）常位于高潮位之上，属于潮上带。
前滨又称滩面，位于波浪冲击的上限与低潮海滨线之间的地区，也称潮间带，是受拍岸波浪作用强烈的地区。
外滨又称滨面，属潮下带，从低潮海滨线向外延伸，经过宽度不等的破波区或破波带。
这个区域是破碎的波浪强烈作用下的泥沙运动区域。
二、海岸类型根据海岸的形态、成因、物质组成和发展阶段等特征分为：基岩海岸：一般是陆地山脉或丘陵延伸与海面相交，经过波浪作用形成的海岸。
砂砾质海岸：又称堆积海岸，主要是平原的堆积物被搬运到海岸边，再经波浪或风的改造堆积形成。
淤泥质海岸：主要由江河携带入海的大量细颗粒泥沙，在波浪和潮流的作用下输运沉积形成。
生物海岸：包括红树林海岸和珊瑚礁海岸。
红树林海岸由红树植物与淤泥质潮滩组合而成；珊瑚礁海岸由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成。
三、海岸线变化的影响因素1）河流影响：河流入海的泥沙在近海沉积和岸滩堆积，造成海岸线的推进。
2）波浪作用：当波浪冲击海岸时，造成岸滩的侵蚀与后退，砂砾质海岸尤为严重。
3）潮汐作用：潮汐相伴产生潮流，潮流冲击岸滩，从而造成对海岸的冲蚀。
4）人类在沿海生产活动的影响：在沿海兴建突堤、丁坝等海工建筑物时会破坏原有的沿岸输沙平衡，岸线必然会改变其轮廓以求达到新的平衡第二章、潮汐一、波浪1.波型：风浪：在风场中风直接作用下形成和传播的波浪。
涌浪：离开风场继续传播的波浪称为涌浪。
混合浪：涌浪在传播进入另一个风场后的波浪。
特征: 涌浪和风浪的频率比风浪：波面粗糙，波长和周期短，波峰陡峭，波峰线短，常出现波浪溢浪(白帽)现象。
第17卷 第3期 中 国 水 运 Vol.17 No.3 2017年 3月 China Water Transport March 2017收稿日期：2017-01-26作者简介：刘巍，上海海事大学。
浅析夏季印度洋风浪状况刘 巍（上海海事大学，上海 201306）摘 要：印度洋是世界第三大洋，印度洋的航运业虽然不像太平洋和大西洋那样发达，但由于中东盛产石油，且印度洋地区资源十分丰富，其战略经济利益巨大，因此印度洋航线在世界航路上占有重要地位，在所有印度洋航线中，对我国影响最大的无疑是中非航线，数据表明每年仅中非航线上的捕鱼量达300万t。
但是大部分的渔船结构没有大型商船那么强，而由于印度洋具有明显的热带海洋性和季风性特征，导致印度洋风浪状况复杂，其中又以夏季的风浪状况最为复杂，严重影响渔船以及其它小型船舶的航行安全。
在此背景下，本文通过观察船队在线网站（hifleet）的每日气象报告，收集了2016年5~8月印度洋每天四张气象图的（分别是0，6，12，18），通过对这些气象图中的风浪状况分析，总结出夏季五月至八月印度洋上的风浪情况，为印度洋中非航线上航行的船舶提供参考，保证在印度洋上航行的船舶（尤其船体结构差，抗风能力较弱的船舶）的航行安全。
关键词：印度洋；风浪；航行安全中图分类号：P731 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）03-0121-02众所周知，印度洋由于其地理条件的影响，风浪状况十分复杂，而其中又以夏季海况最为复杂，所以很有必要对夏季印度洋的海况进行分析，为在印度洋航线上航行的船舶提供宝贵的参考意见。
首先，本文对夏季（5~8月）的印度洋的风浪数据进行了收集，数据来自船队在线每日0，6，12，18更新的全球海洋气象图。
图1是气象图的示意图，图2则是选取的每月有代表性的风浪图。
图1 气象示意图图2 八月五日印度洋风浪图由上述图片可以看出夏季印度洋大部分水域处于大风大浪的环境下，风速可达30kn 以上，部分浪高达6~8m 甚至以上，在这样的风浪环境下航行，势必会影响船舶的航行安全。
南海风浪\涌浪\混合浪波周期的空间分布特征研究作者：郑崇伟李思祥王冠仇晓庆来源：《科学与财富》2011年第07期[摘要] 利用来自ECMWF的ERA-40 wave reanalysis海浪再分析资料，对南海的风浪、涌浪、混合浪波周期进行研究，为海洋水文保障、海洋工程、海洋权益的维护等提供参考。
[关键词] 中国海风浪涌浪混合浪波周期0、引言海浪波周期是指两个相邻波峰（或波谷）经过一定点所隔的时间，一般海浪周期为0-30秒，最常见为4-12秒。
海浪通常分为风浪、涌浪、近岸浪，风浪的波周期通常较小，涌浪的波周期往往较长。
近年来对涌浪的研究正成为热点，在实际海洋中，涌浪往往具有惊人的破坏力，能使舰船发生中拱、中垂等现象[1]，这些现象会给舰船造成严重损伤，甚至损毁；由于涌浪能量的稳定性，近年来国际上对波浪能中涌浪发电的研究和开发十分重视，近期一家澳大利亚公司Oceanlin，利用涌浪发电取得了较好的效果[2]，而波浪能流密度与波高的平方乘以波周期成正比，也就是说波浪能很大程度上取决于波周期。
我国位于西太边缘，深入研究海浪波周期，对海洋水文保障、波浪能资源开发、防灾减灾等都具有现实意义。
目前对我国近海海浪波周期的研究较少，且也多是针对混合浪波周期的研究。
徐艳清曾利用T/P高度计观测资料对东中国海的海浪波周期进行了统计分析，研究发现东中国海的海浪波周期主要集中分布于3-7s 之间[3]。
本文利用来自ECMWF（欧洲中期天气预报中心——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）将1957年-2002年共45年风浪和涌浪分离的ERA-40 wave reanalysis 海浪再分析资料，对南海的海浪波周期进行统计分析，为海洋水文保障、海洋工程等提供科学依据。
2、资料简介ERA-40 wave reanalysis海浪再分析资料来自ECMWF，是全球第一份耦合海浪（WAM）和大气环流模式模拟结果并同化观测资料得到的再分析产品。
东中国海大浪频率和极值波高统计分析刘成;郑崇伟;李荣波;贾云龙【摘要】基于目前国际先进的第三代海浪模式SWAN,以QuikSCAT/NCEP混合风场为驱动场,对东中国海1999年8月-2009年7月间的海浪场进行模拟,利用模拟结果对25°N以北的大浪频率、极值波高进行统计分析.结果表明:(1)东中国海的大浪出现频率在11月最高,5月最低.西部和北部的大浪频率低于南部和东部;(2)中国沿岸的最大波高不超过3m,而东部琉球群岛附近海域的最大波高在7 m以上,最高可达11m.【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2014(031)002【总页数】6页(P8-13)【关键词】SWAN模式;QuikSCAT/NCEP混合风场;东中国海;大浪频率;极值波高【作者】刘成;郑崇伟;李荣波;贾云龙【作者单位】91550部队,辽宁大连116023;92538部队气象台,辽宁大连116041;92538部队气象台,辽宁大连116041;92538部队气象台,辽宁大连116041【正文语种】中文【中图分类】P731.221 引言恶劣海况对航、海洋工程等有着重要影响，大风大浪能致使舰船失速、转向、上浪和摇荡，导致航行与操纵困难，严重时甚至造成灾害。
深入研究我国近海的大浪频率具有重要的实用价值。
邓兆青等[1]利用RAMS模式输出的20年风场驱动SWAN（Simulating WAves Nearshore）模式，对渤海近20年的海浪场进行了模拟研究，研究发现渤海极值波高的大值区位于渤海东南部海域（38°—39°N，119.5°—120.5°E），百年一遇极值波高能达到6.7 m。
郑崇伟等[2]曾利用QN （QuikSCAT/NCEP）风场驱动WW3（WAVEWATCH-III）模式，对南海近10年的海浪场进行数值模拟，发现南海海浪场受季风影响显著，极值波高的大值区分布于南海北部海域。
第十届全国大中学生海洋知识竞赛知识点（物理海洋）第十届全国大中学生海洋知识竞赛知识点知识点：潮汐现象是海洋中普遍存在的自然现象，是海水在天体引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面的升降称为潮汐，而海水在水平方向的周期性流动称为潮流。
知识点：通常把由北赤道流和南赤道流跨过赤道的部分组成的、沿南美北岸的流动称为圭亚那流和小安的列斯流，经尤卡坦海峡进入墨西哥湾以后称为佛罗里达流，佛罗里达流经佛罗里达海峡进入大西洋后与安的列斯流汇合处视为湾流的起点。
此后它沿北美陆坡北上，到35°N附近，离岸向东，直到45°附近的格兰德滩以南，海流都保持在比较狭窄的水带内，此段称之为湾流。
湾流是世界海洋中流速最大、影响深度最深的最强大的暖流。
知识点：水色三要素为总悬浮物、叶绿素和黄色物质。
知识点：当月相为新月、满月时，月球、太阳和地球在一条直线上，两天体产生的天体引潮力方向相同，使潮汐增强，潮差出现极大值，称为天文大潮或朔望潮；当月相为上、下弦月时，月球和太阳引潮力方向接近正交，几乎没有叠加效应，故潮差达极小值，称为小潮或方照潮。
知识点：海水的比热容是1千克海水温度升高1℃所吸收的热量。
海水比热容较大，是空气的4倍。
由于海水密度远大于空气密度，1立方米海水温度变化1℃的热量，能使大约3100立方米大气产生1℃的变化，因此海洋水温较气温变化缓慢滞后，其日变化幅度远小于气温的日变化。
知识点：地球表面上平均温度最高的纬向带状称之为热赤道，平均在7°N左右。
知识点：同10题。
知识点：太平洋和大西洋上层南北副热带海区均存在一反气旋式水平环流，在亚北极海域存在一气旋式水平环流。
在副热带流环中，在大洋的西边界处出现海流流幅变窄，流层加厚和流速增大的现象，称之为西向强化。
该处的海流称之为西边界流，是海洋中的强流区。
北半球的西向强化现象比南半球更为显著，即北半球的西边界流强于南半球。
黑潮和湾流分别是北太平洋和北大西洋中的西边界流，也是两大洋中最强的洋流。
风浪和涌浪分离方法的比较李水清;赵栋梁【摘要】海浪通常以风浪和涌浪混合的形式存在.文中利用模型试验和实测资料,对目前提出的一种二维谱风涌浪分离方法(2D法)和3种一维谱风涌浪分离方法(PM 法、WH法、JP法)进行了检验,分析发现:2D法给出的结果整体而言最为可靠,与2D法相比,PM法明显高估了风浪成分,WH法低风速时高估了风浪,高风速时跟2D 法比较接近,而JP法在整体上高估了风浪成分.通过调整分割频率的比例系数,改进了PM法,改进后的PM法给出的分离结果与2D法最为一致.%The ocean waves are generally a mixer of wind-wave and swell. In this paper,a two-dimensional (2D) wave spectrum partitioning techniques and three one-dimensional (ID) wave spectrum partitioning techniques (I. E. PM technique, WH technique, JP technique) used to identify wind-wave and swell are examined based on the model results and the observations, it is shown that the 2D technique could provide most reliable results; compared with 2D technique, PM technique obviously overestimates the wind-wave components, WH technique overestimates the energy of wind-wave at low wind speed, while shows better agreement with 2D technique at higher winds, overestimations also occur in the case of JP technique; PM technique is modified to show better agreement with the 2D scheme, it is found that the improved PM technique provides most consistent results with the 2D scheme among the ID techniques.【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2012(034)002【总页数】7页(P23-29)【关键词】风浪;涌浪;分离;海浪;频谱【作者】李水清;赵栋梁【作者单位】中国海洋大学物理海洋研究所,山东青岛266100;中国海洋大学物理海洋研究所,山东青岛266100【正文语种】中文【中图分类】P731.321 引言在海洋中，海浪经常以风浪和涌浪并存的混合浪形式存在，风浪是指当地风产生，并一直处在风作用下的波浪，而涌浪对应那些当地风减小或转向后海面上遗留下来的或是其他海区传来的波浪，风浪的主要特征是周期较小，波峰尖削，而涌浪的周期相对较大，波面比较平坦光滑；由于风浪和涌浪的内在作用机制和外部表现特征都存在明显的差异，在海浪研究中有必要将它们分别对待，准确的分离、识别海浪中的风浪成分和涌浪成分，有利于更准确的描述海浪状态，对于海浪理论研究，海浪预报、海洋船舶工程等都有重要的意义。
DOI! 10. l'878/ki.jnu/t.2018.0'.014傅晨$’2罗耀1杨磊1王东晓$’2周峰华$’2北印度洋-南海季风区热带海洋极端波候变化特征摘要利用 1979—2016 年ERA-Interim 有效波高（SWH)和海表风场数据，分析了南海-北印度洋极端海浪场分布和变化. 结果表明：南海-北印度洋极端SW H分 布和极端风速分布形态以及年际变化趋势高度一致，说明了涌浪为主的北印度洋和风浪为主的南海一样，极端SW H都 由局地的极端风速控制；强极端SW H主 要分布在阿拉伯海以及南海北部，阿拉伯海北部增长与该区域气旋强度增强有着密切关系，而南海的极端SW H主要受东北季风控制；东非沿岸极端SW H线性增长趋势则与索马里急流的年代际尺度上有逐渐增强的线性趋势有关.北印度洋及南海海域极端SW H距平场的EOF 分析结果表明，南海极端SW H与北印度洋表现出反相变化的特征.北印度洋（南 海海域）极端SW H多出现在西南季风(东北季风）期间，因为在西南季风（东北 季风）期间，极端风速也相对增强.关键词南海；北印度洋；极端波候；年际变化中图分类号P731文献标志码A收稿日期2018-04-09资助项目中国科学院国际合作局对外合作重 点项目（131551KYSB20160002)作者简介傅晨，男，硕士生，研究方向为波候变化. fuchen@ 罗耀(通信作者*，男，博士，助理研究员，研究方向为近岸动力.ya〇luo@ 1中国科学院南海海洋研究所，广州，510301 2中国科学院大学，北京’100049〇引言开阔海洋环境的变化规律尤其是海面风场和波浪场的运动、变 化规律历来都是环境物理海洋学的重点研究对象之一，与之相关的 应用性技术对促进工程经济发展、海上航线安全等方面都有着重要 意义.海浪作为最重要的海域动力因素，不但能提供巨大波浪能资源，造福人类，同样也能产生巨大破坏力，给人类带来巨大灾难.南海和北 印度洋同属季风影响海域，其中南海为典型半封闭海盆，受涌浪影响 较小，以风浪为主，大浪主要受台风以及东北季风控制[12];北印度洋 有所不同，它被非洲大陆、亚洲大陆三面环抱，使得海洋气候受大陆 影响极大，是其成为世界著名季风区的根源.广阔的大陆与邻接的海 洋间产生很大的温差，而季风是由海陆温差引起的，并且随着海陆上 空气压差的变化而变化.北印度洋几乎没有岛屿和浅滩地形的遮挡，外海涌浪影响剧烈，其海浪受季风和涌浪共同影响.南海-北印度洋是 我国海上丝绸之路倡议的核心区域，也是最重要的海上能源通道之 一.而有效波高（S W H)是海浪最重要的属性之一，它代表着着最大 1/3波浪波高的平均值[3]，反映了海浪中最重要的部分.针对波候变化，许多区域性研究工作已经开展.在南海区域，宗芳 伊等[4]应用S W A N得到南海海域1986—2005年较高分辨率的波浪 场，计算了南海海域的波浪能流密度，对南海海域波浪能资源进行了 研究.梅勇等[5]采用W A V E W A T C H-#波浪模式对印度洋及南海的波 浪场、风场的年际变化特征进行了讨论.沈春等[6]基于Quik S C A T海 面风场产品，对海面风场资料进行了 E O F分析和随机动态分析，以此 分析南海海面风场的变化特征.郑崇伟等[7]以C C M P风场驱动海浪模式发现冬季在南海北部海域大浪频率有较强的递增趋势（约1%~ 2k aW).针对北印度洋海域波候的研究工作则相对较少.Vethamony 等[8]利用卫星高度计及模式数据研究了印度洋1986—1989年的波 候，指出在7月整个阿拉伯海都受到高浪况的影响，而有效波高在孟 加拉湾表现得相对较弱（<3 m) .Saji等[9]基于2008—2011年的观测 数据研究了印度半岛西岸Honnavai•沿岸9 m水深处的波浪特征变 化，在夏季季风期间，该地有效波高最高达到4.3 m，平均有效波高为 1.7 m.Shanas 等[10]利用 ERA-Interim 1979—2012 年间的资料探究了 东阿拉伯海Honnavai•沿岸风速和有效波高的年际变化，指出年平均 有效波高呈现略微上升趋势（0.012 cm • aW)，而观测到的年最大有380傅晨，等.北印度洋-南海季风区热带海洋极端波候变化特征.FU Chen,et al.'\^ariations of extreme wave climate of tropical ocean and monsoon region in the nortli效波高有较大的上升趋势（1.4 cm • aW).Anoop 等[11]基于E C M W F ERA-Interim 1979—2012 年34 a 期间再分析资料研究了整个北印度洋的波候及其变 率，发现北印度洋的年平均有效波高范围为1.5 ~ 2.5 m，在夏季季风期间（6—9月）有效波高的平均 值高达3 ~3. 5 m，并且在大部分北印度洋海域，季风 期间的有效波高年际变化增长趋势高于季风期后(post-monsoon )，而季风期前（pre-monsoon )的有效波高年际变化有减弱的趋势.郑崇伟等[12]利用ERA- 40 海表10 m风场驱动海浪数值模式，得到南海-北 印度洋1957—2002年的海浪场，发现该海域的波高 波向、风速风向受季风影响显著，且北印度洋大部分 海域的海表风速呈显著性逐年线性递增趋势，南海 线性递增的区域则较少.本文基于1979年1月一 2016年12月ERA-Interim的风浪数据对北印度洋 及南海海域的极端S W H变化趋势进行较为精细化 的统计分析，为防灾减灾、海浪能开发等提供参考. 1数据和方法ERA-Interim[13]是由大气同化系统同化常规资 料和卫星观测资料获得的海洋大气分析数据.相比 于前一代E R A-40数据同化模型，ERA-Interim使用 了最新的四维变分分析(4D-V a r)同化技术，并且结 合改进的湿度分析、卫星数据误差校正等技术，实现 了再分析资料质量的提升，所以ERA-Interim再分析 数据提供了更高精度的全球范围内的海浪场和风场 数据.它推出了多种空间分辨率的数据，考虑到计算 效率的问题，本文选用0.5° x0. 5°水平分辨率的S W H，其时间分辨率为6 h，时间跨度为1979年1月一2016年12月，计算范围为40~130X，6X ~26° Y本文极端S W H采用95k分位数S W H表示，即取 时间序列的前5k大波平均作为极端S W H，表示为 :5，极端风速则为合成后的风速取时间序列前5k 平均作为相应的极端风速，表示为*5.经验正交分解（Empirical Orthogonal Function，E O F)又被称为主成分分析（Principal Component Analysis，P C A)，最早由Pearson 提出[14]，20 世纪50 年 代L oenz将该方法引入大气科学领域[15]，随后被广 泛应用至今.EO F方法的优点在于它能对分布不规则 的气象要素场进行时空分解，得到的各特征向量（空 间模态和时间系数）相互正交，其中空间模态（EOF) 在一定程度上可反映要素场的空间分布特点，而时间 系数(P C)则反映相应空间模态随时间的权重变化.除此之外，E O F方法还具有展开收敛速度快，容易将原 始要素场的变化信息浓缩在前几个模态上的特点.因 此，该方法常用于气象要素场时空变化特征规律研究. 2结果分析2.1极端波高整体变化趋势由图1可知，极端S W H年平均分布主要有3个 大值海域，亚丁湾以东洋面、孟加拉湾和南海北部海 域.其中亚丁湾以东洋面极端S W H年平均最大，达 到4 m以上，分布范围也最广;南海极端S W H最高 达3.5 m，主要分布在南海北部和吕宋海峡附近海 域.极端S W H和极端风速年平均分布形态高度一致，说明即使在受南大洋涌浪影响巨大的印度洋北 部，极端S W H仍然主要受到局地极端风速控制，郑 崇伟等[16]的研究结果也表明北印度洋及南海海域 极值波高的分布特征与极值风速大体一致.图2通 过线性拟合各点年极端S W H，得到极端S W H年平 均增长趋势分布.可知极端S W H增加趋势加大的区 域位于阿拉伯海北部和南海北部，以及非洲大陆以 东部分洋面，其中阿拉伯海北部和南海北部极端S W H年增加达1 c m s.A n o p等[11]提到以热带气旋 的最大强度来作为衡量标准，在1996年后阿拉伯海 北部热带气旋的强度有显著的增强，并指出这与季 风的提前爆发有关，因为亚洲大陆和赤道印度洋之 间的陆地海洋热对比增强，使得北向压力梯度增强，从而加强了季风和气旋剪切涡度；与此同时，1993、1997、2010年强气旋期间S W H也显著增强，因此阿 拉伯海北部极端S W H的显著上升趋势可能与该区 域气旋强度增强有关.在阿拉伯海的低纬度区域，即东非沿岸极端S W H也有较强的增长趋势，该区域 S W H受索马里急流控制，而索马里急流强度在年代 际尺度上有逐渐增强的线性趋势[17]，因此该区域极 端S W H增强的趋势可能与索马里急流增强的趋势 有关.而极端S W H呈减小趋势主要分布在孟加拉湾 口的中纬度区域和同纬度的菲律宾附近海域.取极 端S W H降低趋势区间80~99°E，6~15°N进行进一 步的研究，将该极端S W H和极端风速空间平均，计 算极端风速变化趋势及两者相关性，发现该区域极 端风速也呈下降趋势，且两者相关系数达0.743，因此极端S W H下降趋势应由极端风速变化引起.比较 图2和图3可知，极端S W H的变化趋势远远大于平 均S W H的变化趋势，其主要变化趋势分布形态也完 全不一样.2.301980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015年份a•极端波高丑95图3年平均有效波高増长趋势（CE a )(蓝色等值线和黄色等值线分别代表〇和〇. 5)Fig. 3 Trends of annual mean S W H ( cn^a) ,blue andyellowcontours represent 0 and 0• 5，respectively(y= 0.003 9!-5. 249 2)，但是在近 11 年（2006—2016 年）呈下降趋势（" = -0. 010 8! + 24. 317 9)，平均每年下降1.08 cm.从极端风速的变化趋势可以看 出，极端风速在2000年后呈现明显的下降趋势，可能是导致极端S W H变化的主要原因，充分说明该海域极端S W H主要的控制因素为局地极端风速.2.2极端有效波高季节变化春季期间（图5a ，6a )，北印度洋的风场相对较弱，最大风速出现在东非沿岸，这主要受冬、春季索 马里急流消失并且在该区域经向风风向反转（为北 风）影响所致.北印度洋的极端S W H相对较弱，最大S W H不超过2.5 m，出现在印度洋赤道东部以及东非沿岸.但两者有着较为显著的差异，赤道东印度洋 的极端S W H有着从南至北的递减趋势，可能与南半球涌浪的传递有关，因为在北半球春季期间，南半球 极地西风较强，且此时北半球的东北季风已开始逐渐衰弱，因此南半球向北半球传递的涌浪可能在此 季节的极端波浪中占主导作用.而东非沿岸的较强54° E 72。
第19卷 第5期 中 国 水 运 Vol.19 No.5 2019年 5月 China Water Transport May 2019收稿日期：2018-12-03作者简介：张亚敬（1982-），女，河北人，硕士，交通运输部天津水运工程科学研究院工程师，从事港口及近岸工程。
基金项目：一带一路枢纽港口群台风浪预报关键技术研究（17JCYBJC21900）；天津市应用基础与前沿技术研究计划。
海上丝绸之路关键节点海浪数值预报技术（TKS160206）；中央级科研院所基本科研业务费资助项目。
印度洋爪哇岛南岸涌浪近岸波向分布规律研究张亚敬，徐亚男，赵 旭（交通运输部天津水运工程科学研究院，天津 300456）摘 要：针对印度洋爪哇岛南侧海岸涌浪特征，以欧洲中长期数据资料为基础，采用数值计算分析印度洋南岸涌浪由深海传入近岸波浪方向的分布规律，并以近岸实测数据进行对比分析，利用折射模型分析印度洋南岸波浪方向高度集中的规律及原因，对类似环境下工程实施提供具有指导意义。
关键词：爪哇岛；涌浪；波向集中；数值模拟中图分类号：U652 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）05-0166-02印度尼西亚近60%人口居住在爪哇岛，爪哇岛也是其首都雅加达、经济特区日惹和主要经济城市泗水、万隆、三宝垄所在地，爪哇岛近年来大力发展水运及港口建设，爪哇岛南侧港工建设越来越多。
由于面对印度洋，爪哇岛南侧的海岸均处于长周期涌浪的作用，具有浪向高度集中的特点[1]。
印度洋海域波浪以涌浪为主，风浪为辅，受地形、洋流等影响，涌浪自印度洋中心形成，呈面状袭击爪哇岛南侧海域[2]，波浪传入浅水区，受到水深、地形、地物等的影响，发生浅水效应、折射、绕射、反射，当波浪与水下等深线成斜向传播时，水深较大处波浪的传播速度快于浅水处波浪的，因而使波浪的传播方向（波向）逐渐发生变化[3]。
对于工程波浪的研究一般由大范围风浪计算推算工程近岸波浪计算，而在波浪由深水向浅水传播过程中，波向不断变化，正确判断波浪方向分布对海岸工程设计施工及稳定性均有重要的影响[4]。
印度洋的风浪、涌浪和混合浪的时空特征郑崇伟;李崇银;李训强【摘要】为了展现印度洋的海浪特征,利用来自欧洲中期天气预报中心的 ERA-40海浪再分析资料,对印度洋的海表风场、风浪、涌浪、混合浪场进行研究,主要分析了季节特征、月变化特征、风速和波高的变化趋势、涌浪指标,定义了南印度洋西风指数和涌浪北伸脊点。
结果表明：印度洋的风浪场与海表风场整体上对应较好,尤其是季风期间的北印度洋,涌浪场与混合浪场对应较好；从波高来看,阿拉伯海在15月和912月的涌浪以及孟加拉湾全年的涌浪对混合浪的贡献大于风浪；印度洋海表风速呈显著递增的区域主要集中在咆哮西风带和30°S以北,风浪波高变化趋势的分布与风速大体一致,大部分海域的涌浪波高、混合浪波高表现显著性逐年递增；印度洋的涌浪在混合浪中占据主导地位,40°S 以北的涌浪常年向北传播,且南印度洋西风带西南季风的强度直接决定着涌浪北传的程度。
%To exhibit the characteristics of wave field in the Indian Ocean,the characteristics of wind field, windsea,swell and mixed wave,were presented using the ERA-40 wave reanalysis data and wind field data from European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF ).The seasonal characteristic, monthly characteristic,long-term trends of wind speed and waveheight,swell index were introduced.Def-inition was also given to"South Indian Ocean westerly index"and"north stretches point of swell".Results show that,there is a good agreement between the wind field and the windsea field,especially the monsoon seasons.There is also an excellent agreement between the swell and mixed wave.Based on the wave height,the swell has a dominant role in the mixed wave from January toMay and from September to De-cember,while the windsea has a dominant role from June to August in the Arabian Sea.In the Bay of Ben-gal,the swell has a dominant role in the mixed wave all year round.The areas with significant increase trend in wind speed are mainly located in the roar westerly belt,north of 30°S,similar as the windsea wave height.The swell wave height and mixed wave height in most of the Indian Ocean exhibit an obvious in-crease trend.The swell plays a dominant role in the Indian Ocean.In the north of 40°S,the swell direction is toward north all year round.The strength of west wind in the southern Indian Ocean determines the stretch of swell toward the north waters.【期刊名称】《解放军理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(017)004【总页数】7页(P379-385)【关键词】印度洋;ERA-40海浪再分析资料;风浪;涌浪;涌浪北伸脊点【作者】郑崇伟;李崇银;李训强【作者单位】解放军理工大学气象海洋学院，江苏南京 211101; 中国科学院大气物理研究所，北京 100029;解放军理工大学气象海洋学院，江苏南京 211101; 中国科学院大气物理研究所，北京 100029;解放军理工大学气象海洋学院，江苏南京 211101【正文语种】中文【中图分类】P731.22作为全球海上航运中心之一的印度洋，有着众多海上能源通道乃至咽喉要道，但是，复杂的海洋环境会大大增加海洋开发的难度，只有做到“海洋开发、评估先行”[1]，方可在安全可靠的前提下，实现高效的开发利用。
相对于太平洋，国内外对于印度洋海洋环境的研究较少，直到1999年“印度洋偶极子”(Indian Ocean dipole，IOD)提出之后，才从不同角度开展了围绕IOD以及其他印度洋海洋状况的研究，揭示了印度洋海温、海流等特征及其变化[2-4]，为进一步认识和开发印度洋奠定了基础。
目前，我国进口的85%以上的石油需经过印度洋—南海海域[5]，该海域海浪特征分布复杂，对航海、海洋工程设计、军事、海洋能的开发与利用等方面都有重要影响。
目前，已有一些南海波浪特征的研究[6-7]，但是对印度洋海域波浪的研究并不多。
张弦等[8]利用46 a的5°×5°网格分辨率的气象船舶报资料，分析了南印度洋海浪场的时空分布特征，发现南印度洋海浪场的季节变化特点不如北半球各大洋显著，10°S以北为季风气候区，而其他海域常年盛行东南向浪，40°S以南盛行偏西向浪。
郑崇伟等[9]曾利用来自欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)的ERA-40海浪再分析资料，制作了全球海域的风浪、涌浪、混合浪波候图集，发现全球大洋的涌浪指标普遍较高，表明涌浪在混合浪中占据主要地位。
以往的研究在空间分辨率方面相对粗糙，容易将一些关键区域遗漏，且多是针对混合浪展开研究，未能将风浪和涌浪分离。
涌浪能使舰船发生中拱、中垂、触底搁浅等现象，会造成舰船严重损伤，甚至损毁。
同时，由于涌浪能量巨大、稳定性好，近年来国际上对涌浪发电愈加重视[7]。
因此，深入研究印度洋的海浪特征，尤其是风浪、涌浪分离后的特征，具有实用价值。
本文利用来自ECMWF的风浪、涌浪分离的ERA-40海浪再分析资料，对印度洋的风浪、涌浪、混合浪的波候特征进行分析研究，并重点分析南印度洋西风带涌浪的传播特征，为印度洋涌浪能开发、海浪预报等提供科学参考。
1.1 方法介绍本文首先统计了印度洋海表风场(含风速、风向)、风浪、涌浪和混合浪场(含波高、波向)的季节特征，重点海域(阿拉伯海、孟加拉湾)风速、波高的月变化特征，以及风速和波高的变化趋势、涌浪指标等。
同时，本文还定义了印度洋西风指数和涌浪北伸脊点2个指数，并利用这2个指数定量地分析南印度洋西风带强度对涌浪北传的影响。
1.2 ERA-40海浪资料ERA-40海浪再分析资料将涌浪、风浪进行了分离，这是其最大优点[10]。
ERA-40海浪再分析资料[11]是全球第1份耦合海浪和大气环流模式模拟结果并同化观测资料得到的再分析产品。
其空间范围为90°S～90°N，0°～360°E，时间范围为1957年09月01日00时至2002年08月31日18时，空间分辨率为1.5°×1.5°，时间分辨率为6 h。
由于同化资料的改变，海浪再分析资料分为4个不同时期，其中由于观测资料的问题，1991年12月至1993年5月的同化资料误差稍大。
为此，有人利用浮标资料进行过有效波高的修正，但由于缺乏大量波浪谱的浮标观测资料，暂时无法对模式风浪和涌浪谱分离技术进行改进。
由于ERA-40海浪再分析资料里含有海表风速，但其为标量场，不含风向。
因此，本文利用ECMWF提供的ERA-40海表10 m风场资料，对印度洋的海表风场特征进行统计，与海浪场进行对比分析。
ERA-40海表10 m风场资料覆盖全球，其空间分辨率为2.5°×2.5°，时间分辨率为6 h，时间范围从1957年09月01日00时至2002年8月31日18时[12]。
2.1 海表风场的季节特征利用ERA-40海表10 m风场资料，统计了印度洋6-8月(JJA)和12月至翌年2月(DJF)2个季度的海表风场特征，如图1所示，风速单位为m/s。
为了便于观察，风向均取单位矢量，以背景色表示风速的大小。
由图1可以看出：40°S以南为咆哮西风带，盛行较强的偏西风，10°S～30°S盛行东南风；北印度洋的阿拉伯海和孟加拉湾受季风影响显著，夏季盛行西南季风，冬季盛行东北风；季风期间，阿拉伯海(尤其是索马里附近海域)和孟加拉湾为风速大值区。
30°S～40°S常年为低值风速带，赤道附近也存在一个低值风速带，在DJF期间，此低值风速带偏南，约在10°S附近。
在季风过渡季节(春季、秋季)，北印度洋的风向呈圆弧形逆时针环绕印度半岛。
春季阿拉伯海的风向表现为反气旋特征。
文献[13]利用来自ECMWF近36 a(1979-2014年)的ERA-interim风场资料，统计分析了南海—北印度洋的风候特征。
对比发现，在风向分布上，本文的结果与之保持了很好的一致，只是本文的风速略偏低。
2.2 海浪场的季节特征利用ERA-40海浪再分析资料，统计了3-5月(MAM)、JJA、9-11月(SON)、DJF 期间的风浪场、涌浪场、混合浪场。
对于风浪场，从整体来看，风浪波高分布与海表风速分布在各个季节都较为一致。
在季风期间，北印度洋的风浪波向与风向保持了更好的一致，在季风的过渡季节，它们的一致性明显降低。
