用Hassehmann方法從SAR海浪圖像反演海浪方向譜的研究.pdf

1、中國海洋大學碩士學位論文用Hassehmann方法從SAR海浪圖像反海浪方向譜的研究姓名：王來剖申請學位級別：碩士專業(yè)：物理海洋（海洋技術）指導教師：賀明霞2002.7.31第一章前 言1 9 5 2 年P i e r s o n 把通訊理論應用于海浪研究，利用譜的概念來描述隨機海浪成為研究海浪的主要手段。所謂海浪譜或海浪頻譜，即海浪能量在不同頻率上的分布。海浪方向譜則給出了海浪能量在不同頻率和方向上的分布，由海浪方向譜可以得到海浪頻譜

2、以及有效波高、有效波周期、平均頻率、峰值頻率、譜寬、波長和傳播方向等海浪參數(shù)。2 0 世紀5 0 年代后，出現(xiàn)了各種不同形式的海浪頻譜。N e u m a n n 于1 9 5 2 年提出半經(jīng)驗的充分成長的風浪譜[ N e u m a n n ，1 9 5 2 】。1 9 5 9 年B r e t s c h n e i d e r 提出B氏譜，是由波高與波周期的聯(lián)合分布概率密度函數(shù)解析導出的海浪頻譜[ B r e t s c h n

3、e i d e r ，1 9 5 9 ] 。P i e r s o n 和M o s c o w i t z 于1 9 6 4 年提出P M 譜，它基于1 9 5 5 ～1 9 6 0 年北大西洋的觀測資料[ P i e r s o n a n d M o s c o w i t z ，1 9 6 4 】。1 9 6 8 ～1 9 7 0 年，英、荷、美、德等國實施“北海波浪聯(lián)合計劃”( J o i n t N o r t hS e a

4、 W a v e P r o j e c t ，簡稱J O N S W A P ) ，首次在丹麥、德國西海岸進行海浪系統(tǒng)觀測，基于此，H a s s e l m a n n等在1 9 7 3 年提出了J O N S W A P 譜[ H a s s e l m a n n K ．，e ta 1 ．1 9 7 3 】。1 9 7 4 年S n y d e r 分析了1 9 6 8 —1 9 7 2 年A b a c o 灣的觀測資料，對J

5、 O N S W A P 譜進行了驗證f s n y d e r ，1 9 7 4 】。1 9 8 0 年M i s u y a s u 利用日本近海和東海的測波儀數(shù)據(jù)對J O N S W A P 譜進行了分析[ M i s u y a s u ，1 9 8 0 】。1 9 8 1 年H u a n g 等提出了W a l l o p s 譜[ H u a n g ，e ta l ，1 9 8 1 】，其優(yōu)點是僅有兩個參量( ．) 。和

6、‘，其中E 與水深相關，具有較普遍的實用性。1 9 8 8 年文圣常等給出了適用于各種海浪狀態(tài)和水深的海浪頻譜[ W e n S ．C ．e ta 1 ．，1 9 8 8 a ，1 9 8 8 b ] 。1 9 9 4 年文圣常等在1 9 8 8 年譜的基礎上提出了一個新譜，此譜不僅在理論上更加合理，而且采用簡單的形式克服了1 9 8 8 年譜在兩頻段交接處譜的斜率不連續(xù)的缺點[ W e n S ．C ．e ta l ，1 9 9 4

7、a ，1 9 9 4 b ] 。1 9 6 0 年C o t e 等利用航空立體照相海浪觀測的數(shù)據(jù)提出了第一個海浪方向譜[ C o t e ，1 9 6 0 1 。1 9 6 1 年L o n g u e t —H i g g i n s 等提出一個由一維頻譜和方向函數(shù)表示的簡單的方向譜[ L o n g u e t ，e ta l ，1 9 6 1 ] 。1 9 7 0 年，O a r r e t t 得到了四個三維譜( 波數(shù)一頻譜)

8、 [ G a r r e t t ，1 9 7 0 ] 。1 9 7 5 年M i t u s y a s u 等給出了L o n g u e t —H i g g i n s 方向譜中一些參數(shù)的經(jīng)驗關系[ M i s u y a s u ，1 9 7 5 】。1 9 8 0 年H a s s e l m a n n 等根據(jù)J O N S W A P觀測資料提出了L o n g u e t - H i g g i n s 方向譜的不同的

9、經(jīng)驗關系[ H a s s e l m a n n e t a 1 ．，1 9 8 0 】。1 9 8 5 年D o n e l a n 通過對安放在安大略湖內的1 4 個浮標的觀測數(shù)據(jù)，得到風生波浪方向譜[ D o n e l a n ，1 9 8 5 】。H a s s e l m a n n s 于1 9 8 5 年提出求解非線性能量傳輸方程獲得海浪方向譜的新方法，并應用于海浪預報模式。該方法后來發(fā)展成為著名的第三代海浪預報模式[