[發明專利]一種基于海氣溫差的海浪有效波高訂正方法、裝置、計算機設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202210158849.6
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114491386B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 侯放;高志一
• 申請（專利權）人: 國家海洋環境預報中心
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G01C13/00
• 代理公司: 北京華清迪源知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 胡樂

本發明公開了一種基于海氣溫差的海浪有效波高訂正方法、裝置、計算機設備和存儲介質，根據預先獲取的氣溫T_a、氣溫的測量高度z_t、海表面溫度T_w、風速u以及風速測量高度z計算出表征大氣層結不穩定性的理查德森數記作R_b；根據所述理查德森數R_b以及預先獲取的海水深度D計算出修正系數記作ξ；根據所述修正系數ξ以及預先獲取的初始有效波高Hs_mod計算得到訂正后的有效波高記作Hs_correct，得到訂正后的有效波高數據克服了有效波高有明顯偏小的現象，并且補充了目前海浪模式中缺失的物理過程——大氣層結不穩定性對風浪成長關系的影響。

技術領域

本申請涉及海洋預報技術領域，特別是涉及一種基于海氣溫差的海浪有效波高訂正方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

背景技術

海浪是海洋表面最為常見與重要的自然現象，也是影響海上船舶航行、海洋漁業等相關海上活動安全的最為重要的因素之一。因此，對海浪情況進行準確的觀測(即，海浪觀測)對于參與海上活動的人員生命安全及海洋經濟發展均具有非常重要的意義。同時，海浪通過海氣相互作用對大氣狀態也將產生不可忽略的影響，進而影響天氣和全球氣候。因此，無論對于海洋、大氣等學術研究還是人類涉海活動來說，精確的海浪觀測都是極為重要的。

現有的海浪模式有效波高的訂正一般采用回歸分析的方法，根據數值模式在目標點有效波高的檢驗結果，建立合適的回歸方程，將有效波高的觀測值作為因變量，數模計算值作為自變量，根據歷史數據對回歸方程中的關鍵系數進行求解，進而得到擬合關系式，通過該關系可對有效波高的模式計算值進行訂正。

利用回歸分析建立的訂正關系式只具有統計學意義，并不包含物理過程，針對某個單點訂正關系無法適用于整個場的數據，不具備普適性。回歸方程的建立受主觀因素影響大，很難找到最優解。

空氣和水之間的溫差會影響大氣邊界層的層結穩定性。邊界結構的改變會影響風浪的成長關系。研究發現，在大氣層結不穩定條件下，風浪成長率增強，而在穩定條件下，風浪成長率減小。而目前全球常用的海浪模式的風能輸入項中都沒能很好的刻畫這一物理過程。

發明內容

基于此，針對上述技術問題，提供一種基于海氣溫差的海浪有效波高訂正方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

第一方面，一種基于海氣溫差的海浪有效波高訂正方法，所述方法包括：

S1:在待訂正海浪有效波高的海平面上選取任一點作為目標點，獲取氣溫并記作T_a，獲取氣溫的測量高度記作z_t；獲取所述目標點海表面溫度記作T_w，獲取風速并記作u，獲取風速測量高度記作z；獲取所述目標點海水深度記作 D；獲取所述目標點初始有效波高記作Hs_mod；其中，所述目標點初始有效波高Hs_mod是有業務化海浪數值模式的計算結果；

S2:根據海表面溫度數據以及高度z_t處氣溫數據計算出表征大氣層結不穩定性的理查德森數記作R_b；

S3:根據所述理查德森數R_b以及海水深度D計算出修正系數記作ξ；

S4:根據所述修正系數ξ以及所述初始有效波高Hs_mod計算得到訂正后的有效波高記作Hs_correct。

上述方案中，可選的，所述步驟S1包括：所述氣溫的測量高度為距離目標點垂直上方距離；

所述風速測量高度為距離目標點垂直上方距離。

上述方案中，進一步可選的，所述步驟S1包括：獲取所述目標點初始有效波高記作Hs_mod是有業務化海浪數值模式的計算結果。