[發(fā)明專(zhuān)利]中國(guó)近海極端波浪事件分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910474879.6
• 申請(qǐng)日: 2019-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110175725B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)健;張弛;徐佳麗;鄭金海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/04
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開(kāi)了中國(guó)近海極端波浪事件分析方法，包括如下步驟：通過(guò)TOMAWAC波浪模型計(jì)算得到近M年的波浪數(shù)據(jù)；定義極端波浪事件的臨界值；定義極端波浪事件的強(qiáng)度；定義極端波浪事件的次數(shù)；定義極端波浪事件的歷時(shí)；根據(jù)定義的極端波浪事件的臨界值、強(qiáng)度、次數(shù)以及歷時(shí)對(duì)中國(guó)近海每年的波浪事件進(jìn)行綜合評(píng)估。本發(fā)明通過(guò)定義極端波浪事件的臨界值、極端波浪事件發(fā)生的頻率、歷時(shí)以及強(qiáng)度，并根據(jù)定義的臨界值、頻率、歷時(shí)以及強(qiáng)度來(lái)計(jì)算每年發(fā)生極端波浪事件的年平均次數(shù)、年平均持續(xù)時(shí)間和年平均強(qiáng)度，可以更加準(zhǔn)確有效地對(duì)近年來(lái)中國(guó)近海發(fā)生的極端波浪事件進(jìn)行綜合評(píng)估，并對(duì)中國(guó)近海未來(lái)發(fā)生極端波浪事件的情況進(jìn)行預(yù)估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海浪參數(shù)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體是中國(guó)近海極端波浪事件分析方法，利用極端波浪事件在各海域發(fā)生的頻率、強(qiáng)度以及歷時(shí)來(lái)綜合分析極端波浪事件的方法。

背景技術(shù)

波浪是河口海岸區(qū)域重要的水動(dòng)力因素，不僅對(duì)近岸水動(dòng)力過(guò)程和物質(zhì)輸移有重要影響，也是沿海建筑物設(shè)計(jì)必須考慮的動(dòng)力因素。同時(shí)我國(guó)東南沿海，夏秋兩季頻繁發(fā)生的臺(tái)風(fēng)常伴隨巨浪對(duì)近岸建筑物和人員安全造成巨大威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009-2016年全國(guó)海洋災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失共達(dá)到了872.67億元，死亡或失蹤人員合計(jì)611人。最大波高通常作為表征海浪強(qiáng)度和危險(xiǎn)強(qiáng)度的重要指標(biāo)，既是設(shè)計(jì)波浪推算的依據(jù)，也對(duì)海岸及海洋防災(zāi)有重要的作用，因此對(duì)近岸波浪極值分布的研究是有必要的。

目前對(duì)極端波浪事件的研究方法并不統(tǒng)一，王智峰等用有效波高的年極值來(lái)定義極端波浪事件；張薇等認(rèn)為1/10的大波波高大于或等于3m的波浪為極端波浪；邢闖等認(rèn)為有效波高大于或等于4m的波浪為極端波浪。對(duì)波高的分析可以獲得極端波浪的分布，但是極端波浪事件發(fā)生的頻率、歷時(shí)和強(qiáng)度同樣也是影響航運(yùn)以及海洋工程建設(shè)的重要指標(biāo)。因此需要采用更全面的方法來(lái)評(píng)估極端波浪事件。

公告號(hào)為CN104050514B的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種基于再分析數(shù)據(jù)的海浪有效波高的長(zhǎng)期趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于步驟包括：一、收集ERA-Interim各時(shí)次氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；二、獲取各格點(diǎn)坐標(biāo)；三、計(jì)算SLP距平值及標(biāo)準(zhǔn)偏差；四、SLP距平值主成分分析；五、對(duì)海區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行Box-Cox變換；六、計(jì)算海浪有效波高的預(yù)測(cè)因子；七、計(jì)算有效波高和預(yù)測(cè)因子的標(biāo)準(zhǔn)偏差；八、預(yù)測(cè)因子帶入預(yù)測(cè)模型；九、有效波高滯后值帶入模型；十、在EOF基礎(chǔ)上的SLP場(chǎng)預(yù)測(cè)；十一、優(yōu)化選擇預(yù)測(cè)因子；十二、模型預(yù)測(cè)海浪有效波高；十三、評(píng)估預(yù)測(cè)水平；十四、計(jì)算海浪有效波高長(zhǎng)期趨勢(shì)；十五、繪制有效波高長(zhǎng)期趨勢(shì)圖。本發(fā)明可預(yù)報(bào)多時(shí)次的有效波高的長(zhǎng)期趨勢(shì)，且準(zhǔn)確率高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供中國(guó)近海極端波浪事件分析方法，本發(fā)明利用極端波浪事件在各海域發(fā)生的頻率、強(qiáng)度以及歷時(shí)來(lái)綜合分析極端波浪事件，有利于綜合評(píng)估近年來(lái)發(fā)生的極端波浪事件以及對(duì)中國(guó)近海未來(lái)發(fā)生極端波浪事件的預(yù)估。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

中國(guó)近海極端波浪事件分析方法，包括以下步驟：

S1，通過(guò)TOMAWAC波浪模型計(jì)算得到近M年的波浪數(shù)據(jù)；

S2，定義極端波浪事件的臨界值；

S3，定義極端波浪事件的強(qiáng)度；

S4，定義極端波浪事件的次數(shù)；

S5，定義極端波浪事件的歷時(shí)；

S6，根據(jù)定義的極端波浪事件的臨界值、強(qiáng)度、次數(shù)以及歷時(shí)對(duì)中國(guó)近海每年的波浪事件進(jìn)行綜合評(píng)估。

具體地，步驟S2中，所述極端波浪事件的臨界值定義為：累計(jì)頻率大于1％的大波波高值；所述波浪數(shù)據(jù)中波高大于臨界值的情況定義為極端波浪事件。

具體地，步驟S3中，所述極端波浪事件的強(qiáng)度定義為：所述波浪數(shù)據(jù)中波高的最大值與臨界值的差值。