潮波

matlab 潮波分解摘要：一、引言二、潮波分解的基本概念1.潮波的定义2.潮波分解的目的三、MATLAB 在潮波分解中的应用1.MATLAB 的基本功能2.MATLAB 在潮波分解中的实例四、潮波分解结果的分析与讨论1.结果的可靠性2.结果的实用性五、总结正文：一、引言随着科学技术的不断发展，海洋学研究在国民经济的多个领域中发挥着越来越重要的作用。

其中，潮波作为海洋中的一种重要现象，对于理解海洋环境、预测海洋灾害等有着关键作用。

潮波分解作为研究潮波的重要方法之一，可以帮助我们更好地了解潮波的产生、传播和变化规律。

本文将介绍MATLAB 在潮波分解中的应用。

二、潮波分解的基本概念1.潮波的定义潮波是指由于地球自转、月球和太阳引力等因素引起的海面周期性上升和下降的现象。

潮波可以分为四种类型：正规半日潮、正规全日潮、混合潮和随机潮。

2.潮波分解的目的潮波分解的目的是将复杂的海面高度数据分解为潮汐和潮流两部分，以便更好地研究潮汐和潮流的产生、传播和变化规律。

潮波分解的方法主要有频谱分析法、小波分析法和卡尔曼滤波法等。

三、MATLAB 在潮波分解中的应用1.MATLAB 的基本功能MATLAB 是一种高性能的科学计算软件，具有丰富的函数库和强大的绘图功能。

在潮波分解中，MATLAB 可以用于处理和分析海面高度数据，计算潮汐和潮流，以及绘制分解结果。

2.MATLAB 在潮波分解中的实例以频谱分析法为例，首先需要利用MATLAB 对采集到的海面高度数据进行预处理，包括去除噪声、数据插补和平滑等。

接下来，利用MATLAB 的FFT 函数计算频谱，通过分析频谱可以得到潮汐和潮流的成分。

最后，将分解结果绘制成图表，以便于分析和比较。

四、潮波分解结果的分析与讨论1.结果的可靠性MATLAB 在潮波分解中的应用可以得到较为可靠的结果，这主要得益于MATLAB 丰富的函数库和强大的计算能力。

然而，结果的可靠性还受到数据质量和分析方法的影响，因此在实际应用中需要对数据进行严格的质量控制，选择合适的分析方法。

海水的运动海水运动的形式主要是波浪、潮汐和洋流。

（一）波浪波浪就是海水质点在它的平衡位置附近产生一种周期性的振动运动和能量的传播。

波浪运动只是波形的向前传播，水质点并没有随波前进，这就是波浪运动的实质。

这是由于水质点同时受到动力和复原力这两个互相垂直的力共同作用的结果。

动力，如风力、潮汐、地震或局部大气压力的变动等，使水质点产生水平位移。

复原力（物理学称为弹性力），如重力、水压力和表面张力等，使水质点恢复原位。

因此，水质点在动力的作用下产生水平位移的同时，受复原力的作用有恢复原位的趋势而产生垂直运动，这样水质点便沿着上述两个力的合力方向运动的结果，便在它的平衡位置附近产生了一种周期性的圆周运动。

而运动着的水质点又将它所获得的能量依次相传，于是连续的“能流”就随波前进。

故波浪只是形状的前进，水质点并没有随波前进。

1．波浪要素波浪的大小和形状是用波浪要素来说明的。

波浪的基本要素有：波峰、波顶、波谷、波底、波高、波长、周期、波速、波向线和波峰线等（图5．33）。

波峰是静水面以上的波浪部分。

波顶是波峰的最高点。

波谷是静水面以下的波浪部分。

波底是波谷的最低点。

波高h，是波顶与波底之间的垂直距离。

波长λ，是相邻波顶（或波底）间的水平距离。

周期τ，是相邻波顶（或波底）2．波浪分类波浪的种类很多，这里介绍几种主要的分类方法：（1）按成因分类风浪和涌浪：在风力的直接作用下形成的波浪，称为风浪；当风停止，或当波浪离开风区时，这时的波浪便称为涌浪。

两者的性质、波形、波高与波长、波速等都不同。

风浪的性质属于强制波，其波形的轮廓和余摆线差别大，波峰尖陡，波谷平广，海面凹凸不平，此起彼伏；其波高较高，波长较短；波速较慢，最大仅达40～50km／h。

而涌浪的性质是属于自由波，其波形的轮廓和余摆线较接近，波峰圆滑，海面较规则，波浪呈一排排的样子，其波高较矮，波长较长（可达500m至600m，甚至800m以上），波速较快，每小时能达100多km，故可以比风速大，可利用它来预报台风或风暴。

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。

珠江河口潮波传播过程的系统响应特征研究的开题报告一、选题背景珠江河口位于华南地区，是珠江流域的出海口，也是中国的大型港口之一。

珠江河口海域所受的潮汐影响较大，潮汐波能够传播到河口海域并对海域水动力特征产生影响。

针对珠江河口潮波传播过程的研究，是深入了解珠江河口水文特征和环境变化的必要内容之一。

因此，本课题从珠江河口潮波传播过程的角度入手，探究珠江河口海域的水动力环境特征，具有很好的实际应用价值。

二、研究目的本研究旨在系统研究珠江河口潮波的传播过程及其对海域水动力特征的影响，探究珠江河口潮波传播的动态变化规律，为进一步了解南海及珠江口的水文特征提供参考，并对海洋环境保护和海洋经济发展提供支持。

三、研究内容本研究主要包括以下内容：1.潮汐观测数据的分析和处理：收集珠江河口及周边地区的潮位、流速等数据，并对数据进行分析和处理，以获得珠江河口的潮汐参数和潮汐特征。

2. 潮波传播的数值模拟：利用数值模型，对珠江河口潮波传播过程进行模拟，并对模拟结果进行验证和分析，以获得珠江河口潮波传播的规律性和特征。

3.系统响应特征的研究：利用潮波传播的数值模拟结果，对珠江河口海域的水动力特征进行分析和探究，以得出其对珠江河口海域生态和环境变化的影响。

四、研究方法本研究主要采用数值模拟方法，结合实际观测数据，利用数学模型对潮波传播过程进行模拟，并分析模拟结果，探究珠江河口潮波传播的规律性和特征。

同时，应用系统响应理论，分析珠江河口潮波对海域水动力特征的影响，为进一步研究南海及珠江口的水文特征提供基础数据。

五、预期成果本研究预期获得如下成果：1. 珠江河口潮波传播过程的规律性与特征的研究结果。

2.对珠江河口海域的水动力特征进行分析，揭示潮波对珠江口海域生态和环境变化的影响。

3.提出优化南海及珠江口防风防浪措施和发展海洋经济的建议。

六、研究意义本研究对于深入了解南海及珠江口的水文特征与环境变化，推进海洋环境保护和海洋经济发展，具有重要实用价值。

第3章波浪海洋运动可按周期性与非周期性运动区分，也可按大尺度、小尺度、高频、低频运动来区分。

周期性运动有风浪、涌浪、潮波等。

由海表面风应力产生的风浪是空间小尺度、高频周期性运动。

涌浪是远处扰动产生的波浪，在传播过程中已滤掉了高频的、小尺度的波动。

潮波则是由天体引潮力产生的外重力长波的传播，较之于风浪，属大尺度、低频波动。

3.1波浪参数的定义波浪为机械能通过水体的传播，是能量而不是水体随着波速传播，这个现象是容易观测到的。

观测一个漂浮瓶子，随着每个波的经过而上下浮动，我们可以发现波能通过海表面快速的水平传播，但漂浮瓶子自身只作上下运动。

在开阔大洋，瓶子在垂向做圆周运动。

在浅海地区，例如大陆架坡，在垂直方向作椭圆运动。

我们在水中实际看到的是波能驱动水体的形态或者波形。

每个波形有一些确定的性质。

5个典型的参量用来描写海洋波浪，它们是（1）波长L；（2）周期T；（3）水深D；（4）波高H；（5）波速C(相速)；波长L：波形上任意两个相似点之间的距离，例如两个连续的波峰和波谷。

波长测量需平行于波的传播方向。

周期T：某个参考点两个连续波峰通过所需的时间间隔。

波高H：从波峰到波谷测量的垂向距离。

水深D：从波谷到海底的水深。

波速C：波的传播速度，它为波长／周期，即C=L/T；这5个参量定义示意图见图3.1。

波的运动轨迹如图3.2所示。

图3.1 波参量图3.2波的轨迹运动3.2风浪(wind-generated waves)形成：由移动空气（风）向水体传输能量，形成于海表面。

尺度：风产生波的范围由毛细波（最小波）到飓风产生巨浪。

最小的波，如毛细波，周期小于1/10s，波长小于2cm。

这些波可以在非常平静的海面和湖面上，被一阵风初始扰动后观测到。

风和风浪之间的关系：风浪的高度和周期是三个因子的函数：（1）风速；（2）风期；（3）风区（风吹在海面上的距离），见图3.3图3.3影响风浪高度和周期的因子：风区，风速和风期。

一、大致介绍①升支：脉搏波形中由基线至主波峰顶的一条上升曲线，是心室的快速射血时期。

②降支：脉搏波形中由主波峰顶至基线的一条下降曲线，是心室射血后期至下一次心动周期的开始。

③主波：脉图的主体波幅，一般顶点为脉图的最高峰，反映动脉内压力与容积的最大值。

④潮波: 又称重搏前波，位于下降支，主波之后，一般低于主波而高于重搏波，反映左心室停止射血，动脉扩张降压，逆向反射波。

⑤降中峡：或称降中波，是主波降支与重搏波升支构成的向下的切迹波谷，表示主动脉静压排空时间，为心脏收缩与舒张的分界点。

⑥重搏波：是降支中突出的一个上升波，为主动脉瓣关闭、主动脉弹性回缩波。

①脉位：根据10个取法压力段的系列脉图中取脉压力P和主波幅h1的对应值，首先描画出“P-h1”趋势曲线图，依脉位的曲线形态和脉图出现压力P出的变化再行分析。

②脉数：根据最佳取法压力脉图的脉动周期t值求出脉率、最大与最小的t值之差，确定脉律整齐与否。

③脉形：根据最佳脉图量取时间、波幅、角度、面积和比值有关参数以反映脉图的形态特征。

④脉势：根据“P-h1”趋势曲线图中最佳取法压力的P值的大小及脉搏耐切脉压力的程度变化确定脉势。

二、参数含义（1）时间指标① t：脉动周期，即脉图起始点到终点的时值。

t值对应于左心室的一个心动周期。

测量方法：测量U-U’点间隔的时间。

正常参考值：0.6～1.0s。

② t1：升支时间，即脉图起点到主波峰点的时值。

t1值对应于左心室快速射血期。

测定方法：主波峰点到基线的垂线与基线的交点与U点之间的时值。

正常参考值：0.07～0.11s③ t4：心缩时间，即脉图起点到降中峡之间的时值。

t4值对应于左心室的收缩期。

测量方法：降中峡切迹点到基线的垂线与基线的交点与U点之间的时值。

正常参考值：0.28～0.44s。

④ t5：缓降时间，即降中峡到脉图终点之间的时值。

t5值对应于左心室舒张期。

测量方法：降中峡切迹点到基线的垂线与基线的交点与U’点之间的时值。