基于浮标数据评估三阶Stokes波的非线性海浪谱

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作者 贺超超 王子韵 +4 位作者 蔡烽 王海丽 王锦 刘雨立 董昌明 《海洋学研究》 北大核心 2025年第3期11-20,共10页

海浪是海洋动力要素的关键组成部分,对海上航行与海上作业具有显著影响。利用海浪谱可以有效表征海浪能量在频率域上的统计分布特性。本文利用70个NDBC浮标站点的数据,分别基于JONSWAP谱与三阶Stokes波的非线性谱进行有效波高反演。结... 海浪是海洋动力要素的关键组成部分,对海上航行与海上作业具有显著影响。利用海浪谱可以有效表征海浪能量在频率域上的统计分布特性。本文利用70个NDBC浮标站点的数据,分别基于JONSWAP谱与三阶Stokes波的非线性谱进行有效波高反演。结果表明,与JONSWAP谱反演结果相比,非线性谱的绝对误差和相对误差平均提升程度均超过10%,最大提升程度分别达到28.54%和22.29%,具有显著优势。非线性谱相对于JONSWAP谱的提升程度与有效波高、风速、风向与波向的夹角以及站点水深的关系表明:提升程度随有效波高增加而增加;风速越大,提升程度越大;夹角越小,提升程度越大,且风速对于提升程度的影响远大于夹角的影响;在水深500 m以浅,两种海浪谱的反演精度均高于500 m以深,但在500~5500 m水深区间内,非线性谱的提升程度超过浅水区,存在线性增加趋势。 展开更多

关键词 海浪谱 波高反演 非线性谱 三阶Stokes波 JONSWAP谱 NDBC浮标

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海南岛三亚红塘湾海域波浪特征

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作者 陈宜展 曹永港 +2 位作者 刘长建 曾灿升 廖世智 《广东海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期50-56,共7页

【目的】了解海南岛三亚市红塘湾海域波浪基本特征,揭示海南南部海域不同季节波浪变化规律。【方法】利用2021年5月1日至2022年4月30日的波浪资料进行相关分析和波谱分析,得到红塘湾海域季风影响和台风期间的波浪要素分布特征。【结果... 【目的】了解海南岛三亚市红塘湾海域波浪基本特征,揭示海南南部海域不同季节波浪变化规律。【方法】利用2021年5月1日至2022年4月30日的波浪资料进行相关分析和波谱分析,得到红塘湾海域季风影响和台风期间的波浪要素分布特征。【结果与结论】该海域浪向主要受到风浪影响,各月份常浪向为SE或SSE,年最大波高427 cm,年平均有效波高65 cm,波周期主要集中在3.0~6.0 s区间,观测海区出现长周期波和较大波高的波浪;春季观测海域波浪易受偏南风影响,夏季观测海域受西南季风作用明显,易形成南向大浪,秋冬季波高逐渐变小;台风期间观测海域的波向为S―W,台风“雷伊”影响期间的波浪谱能量最大,达到19.7530 m^(2)/Hz。海南岛南部红塘湾海域夏季平均波高大于冬季,冬季波浪谱主要是多峰谱,夏季则主要是单峰谱。可见,海南岛南部红塘湾海波浪特征具有典型局地性特征。 展开更多

关键词 波浪 波高分布 波浪周期 波谱 海南岛 红塘湾

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长江口附近海域台风浪特征分析 被引量：14

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作者 孔亚珍 丁平兴 +1 位作者 周根源 徐小弟 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期85-90,共6页

为了解长江口附近海域台风浪特征 ,于 1999年台风季节利用SBE - 2 6型浪潮仪在长江口外牛皮礁测点对 990 4、990 6和 9912号三次台风过程进行波浪观测 ,并对H1/ 3>1.2m波高及其对应周期进行统计分析 ,对测到的全部 90组波面记录进行... 为了解长江口附近海域台风浪特征 ,于 1999年台风季节利用SBE - 2 6型浪潮仪在长江口外牛皮礁测点对 990 4、990 6和 9912号三次台风过程进行波浪观测 ,并对H1/ 3>1.2m波高及其对应周期进行统计分析 ,对测到的全部 90组波面记录进行功率谱分析 ,得到了一系列有用的结论。 展开更多

关键词 台风浪 波高分布 周期分布 海浪谱 长江河口 波浪观测 功率谱分析

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利用X波段雷达提取海浪信息的分析 被引量：12

4

作者 楚晓亮 徐铭 +1 位作者 王峰 王剑 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期110-113,共4页

利用X波段雷达海浪信息提取系统,通过对龙口屺姆岛海域岸基试验数据分析,获得了有效波高、主波频率、主波波向等海况参数,并和该区域的浮标数据进行了比较分析,结果表明利用X波段雷达系统能够有效地获得海况信息。

关键词 X波段雷达 傅里叶变换 有效波高 海浪谱

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东、黄海波浪的统计特征及谱分析 被引量：8

5

作者 王云天 伊辉延 《大连水产学院学报》 CSCD 1997年第3期33-39,共7页

根据实测数据对我国主要渔区（东、黄海）的波浪进行了统计分析，得出适用于该海区的有效波高与有效周期及有效波高与平均周期的统计关系式。同时用上述关系式对目前工程上常用的几种海浪谱计算公式进行了对比分析，并与实测谱进行了比... 根据实测数据对我国主要渔区（东、黄海）的波浪进行了统计分析，得出适用于该海区的有效波高与有效周期及有效波高与平均周期的统计关系式。同时用上述关系式对目前工程上常用的几种海浪谱计算公式进行了对比分析，并与实测谱进行了比较，结果表明所得关系式与实际拟合良好。 展开更多

关键词 有效波高 有效周期 海浪谱 东海 黄海

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高频地波雷达浪高参数提取的一种新算法 被引量：1

6

作者 姚敏 文必洋 +1 位作者 黄亮 董志飞 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1729-1733,共5页

从Howell深水无表面流情况下的二阶窄波束雷达截面方程出发,提出了一种变换积分对象、不等分积分区间构成稀疏矩阵方程来反演无向浪高谱的新算法.在不同信噪比和不同海况条件下进行数值仿真,当信噪比高于35dB时,该算法有较高的反演精度... 从Howell深水无表面流情况下的二阶窄波束雷达截面方程出发,提出了一种变换积分对象、不等分积分区间构成稀疏矩阵方程来反演无向浪高谱的新算法.在不同信噪比和不同海况条件下进行数值仿真,当信噪比高于35dB时,该算法有较高的反演精度.并将该方法应用于“高频地波雷达现场对比验证试验”,反演结果与观测船输出结果比较,有效浪高的平均绝对误差为0.32m,并与Barrick法和Howell法进行了比较.模拟结果和实测结果都表明该反演算法的正确性和可行性. 展开更多

关键词 高频地波雷达 二阶截面方程 无向浪高谱 稀疏矩阵 有效浪高

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大型LNG储罐内罐壁高的地震动力响应分析 被引量：5

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作者 黄欢 张超 +3 位作者 扬帆 段品佳 陈团海 刘洋 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS 北大核心 2021年第1期90-93,共4页

介绍了大型LNG全容储罐内罐壁高的设计原理;为应对长周期地震动作用激发储液产生的大幅晃动,分析了多个规范中的地震反应谱在内罐壁高设计中的适用性,从而选择了规范EN 1998-1:2004和GB/T 50761-2018中的水平设计反应谱;并以某20×1... 介绍了大型LNG全容储罐内罐壁高的设计原理;为应对长周期地震动作用激发储液产生的大幅晃动,分析了多个规范中的地震反应谱在内罐壁高设计中的适用性,从而选择了规范EN 1998-1:2004和GB/T 50761-2018中的水平设计反应谱;并以某20×104m3大型LNG储罐为例,通过理论计算与数值模拟进行了水平设计反应谱可靠性验证。在地震安评数据缺乏时,可以参考推荐的反应谱计算晃动波高、内罐壁高等数值。 展开更多

关键词 储罐 内罐壁高 LNG 地震反应谱 晃动波高

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斋堂岛东南海域波浪特征及海浪谱分析 被引量：6

8

作者 杨忠良 叶钦 +1 位作者 欧阳伟 羊天柱 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2017年第2期91-95,共5页

利用斋堂岛东南海域2013年至2014年的实测波浪资料,统计分析了本海域波浪特征,为波浪能资源评估提供基本波浪参数。统计结果表明,本海域年平均有效波高为0.60 m,最大波高为5.30m,平均周期为3.3s,最大周期为8.3s,常浪向为E-SE向。本文亦... 利用斋堂岛东南海域2013年至2014年的实测波浪资料,统计分析了本海域波浪特征,为波浪能资源评估提供基本波浪参数。统计结果表明,本海域年平均有效波高为0.60 m,最大波高为5.30m,平均周期为3.3s,最大周期为8.3s,常浪向为E-SE向。本文亦讨论了本海域波高分布和波高与周期的关系,并基于JONSWAP谱谱型的基本结构,拟合得到适用于本海域的海浪谱谱型,可为海洋能发电装置的布设及相应的工程建设提供一定的参考。 展开更多

关键词 斋堂岛 波浪特征 波高分布 波高-周期联和分布 海浪谱

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X波段雷达测波信息再处理 被引量：3

9

作者 王作超 石爱国 杨新栋 《中国航海》 CSCD 北大核心 2013年第4期7-11,共5页

为解决X波段雷达在测波过程中出现的某些问题,对利用该波段雷达进行海浪测量的基本原理进行了总结,并对测量结果中的有义波高、主波波向、主波周期等参数进行了可信度综合分析。从两方面对雷达测波的信息进行再处理:一是针对有义波高机... 为解决X波段雷达在测波过程中出现的某些问题,对利用该波段雷达进行海浪测量的基本原理进行了总结,并对测量结果中的有义波高、主波波向、主波周期等参数进行了可信度综合分析。从两方面对雷达测波的信息进行再处理:一是针对有义波高机测值与实际值存在偏差的问题,从有义波高测量方程出发,利用双因素优选法对方程中的两参数进行优化校正,给出更为真实的波高;二是针对测波雷达给出的幅值归一化的相对海浪谱不能满足计算流体力学(CFD)海浪场反演需求的问题,利用谱相似原理,完成了相对海浪谱到绝对海浪谱的转化,给出了具有真实幅值的绝对海浪谱。 展开更多

关键词 船舶、舰船工程 X波段雷达 海浪测量 有义波高 参数调整 海浪谱

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剪切波速对设计反应谱的影响研究 被引量：32

10

作者 兰景岩 薄景山 吕悦军 《震灾防御技术》 2007年第1期19-24,共6页

本文采用一维土层等效线性化波动理论模型,研究了3种单一均质不同土性的土层剖面,在一定范围内剪切波速变化对场地设计反应谱的影响,重点分析设计反应谱的特征周期Tg和平台值αmax的变化趋势,其结果对于指导地震安全性评价中的勘察试验... 本文采用一维土层等效线性化波动理论模型,研究了3种单一均质不同土性的土层剖面,在一定范围内剪切波速变化对场地设计反应谱的影响,重点分析设计反应谱的特征周期Tg和平台值αmax的变化趋势,其结果对于指导地震安全性评价中的勘察试验工作以及提高土层地震反应计算精度具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 剪切波速 设计反应谱 特征周期 平台值

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西太平洋赤道海域秋季混合浪特征及其谱拟合 被引量：1

11

作者 黎满球 陈俊昌 陈荣裕 《热带海洋》 CSCD 1993年第3期67-74,共8页

根据西太平洋赤道海域秋季实测海浪资料,分析了该海域的混合浪特征,拟合出混合浪的波高、周期分布函数及波高-周期联合分布函数。应用文圣常等提出的深水风浪谱公式,对其稍作改变后拟合涌浪谱;应用他们的改进理论风浪谱公式拟合风浪谱,... 根据西太平洋赤道海域秋季实测海浪资料,分析了该海域的混合浪特征,拟合出混合浪的波高、周期分布函数及波高-周期联合分布函数。应用文圣常等提出的深水风浪谱公式,对其稍作改变后拟合涌浪谱;应用他们的改进理论风浪谱公式拟合风浪谱,两分谱公式叠加为混合海浪谱公式。对混合海浪谱的拟合表明,拟合效果良好。 展开更多

关键词 海浪 波高 谱拟合 西太平洋 混合浪

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强台风“珍珠”引起的近岸波浪场数值分析 被引量：6

12

作者 赵凯 栾曙光 张瑞瑾 《海洋预报》 2011年第4期35-42,共8页

台风浪的研究对于船舶航行、避风以及港口、海洋和近岸建筑物的安全有着重要的现实意义。本文基于考虑波浪折射、底部损耗及波浪破碎等的波谱模型,在充分考虑风能量输入、白帽耗散、水深诱导以及波-波间的非线性相互作用等物理过程,对... 台风浪的研究对于船舶航行、避风以及港口、海洋和近岸建筑物的安全有着重要的现实意义。本文基于考虑波浪折射、底部损耗及波浪破碎等的波谱模型,在充分考虑风能量输入、白帽耗散、水深诱导以及波-波间的非线性相互作用等物理过程,对袭击广东省和福建省沿海的0601号强台风"珍珠"引起的台风浪过程进行了数值模拟计算,计算结果与云澳海洋站和遮浪海洋站的观测资料基本吻合。经分析得到了近岸台风浪场有效波高分布的变化规律,为近岸海域台风浪场模拟与预报提供了一种有效的方法,为船舶和港口的防灾减灾提供了较为重要的参考依据。 展开更多

关键词 波谱模型 波浪场 有效波高

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风浪波高和周期的联合概率密度分布 被引量：6

13

作者 尹志军 潘玉萍 +1 位作者 沙文钰 孟营 《海洋预报》 2007年第2期39-46,共8页

本文采用有代表性的44008美国国家浮标站2003年1～3月实测的海浪谱密度资料,选取三次大风过程进行风浪谱分析。通过对实测平均海浪谱与PM谱、JONSWAP谱及Torsethaugen谱的比较,得到PM谱拟和最好。然后用国际上最先进的随机波分析方法,... 本文采用有代表性的44008美国国家浮标站2003年1～3月实测的海浪谱密度资料,选取三次大风过程进行风浪谱分析。通过对实测平均海浪谱与PM谱、JONSWAP谱及Torsethaugen谱的比较,得到PM谱拟和最好。然后用国际上最先进的随机波分析方法,根据协方差矩阵的循环嵌套技术,以实测平均谱与PM谱为靶谱,对随机波面进行模拟。得到由模拟波面统计的特征值及估计的谱与实测谱结果极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致。说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征。利用Longuet-Higgins(1983)模型计算波高-周期联合概率密度分布,得到变换高斯过程计算的波高、周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布。 展开更多

关键词 风浪谱 循环嵌套技术 模拟波面 波高-周期联合密度分布

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理论风浪谱修正方法及数值验证 被引量：1

14

作者 邹丽 张九鸣 +2 位作者 裴玉国 于宗冰 宗智 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1438-1443,共6页

为了研究特定海域范围内海浪的内部能量相对于频率的分布规律,本文以目标岛屿处"波浪骑士"式浮标提供的实际观测资料为依据,提出了一种基于实测资料的风浪数据筛选和理论风浪谱修正方法。通过讨论实测频谱与理论频谱的谱峰位... 为了研究特定海域范围内海浪的内部能量相对于频率的分布规律,本文以目标岛屿处"波浪骑士"式浮标提供的实际观测资料为依据,提出了一种基于实测资料的风浪数据筛选和理论风浪谱修正方法。通过讨论实测频谱与理论频谱的谱峰位置关系筛选出研究针对的风浪数据点,将实测风浪频谱与理论频谱进行对比分析,进而提出理论风浪谱的修正方法,并以增加参数的JONSWAP谱为靶谱对实测风浪数据进行拟合,得到了可以表达目标岛屿处风浪内部能量的理论谱形式,并进行了对比验证。研究结果表明:所提出的理论风浪谱修正方法,能够有效地筛选出实测数据集中的风浪数据,并完成对特定海域处风浪频谱的描述表达。 展开更多

关键词 实测海浪资料 海浪频谱 谱峰频率 风浪筛选 JONSWAP谱 峰高因子 二元拟合 waveWATCH-III模型 数值验证

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基于海浪谱分解与重构的资料同化试验 被引量：1

15

作者 毛科峰 萧中乐 +1 位作者 宋海波 钟奕飞 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期15-26,共12页

针对有效波高资料提出一种海浪谱分解与重构的资料同化方案:利用历史时段内的有效波高观测资料和模式计算波高场,采用最优插值方法得到分析波高场;在WAVEWATCH-Ⅲ模式的波浪能量密度谱和有效波高分析值之间引入一个变异系数矩阵,描述模... 针对有效波高资料提出一种海浪谱分解与重构的资料同化方案:利用历史时段内的有效波高观测资料和模式计算波高场,采用最优插值方法得到分析波高场;在WAVEWATCH-Ⅲ模式的波浪能量密度谱和有效波高分析值之间引入一个变异系数矩阵,描述模式的误差,以此为状态向量构建卡尔曼滤波系统,对分解过的海浪谱进行修正和重构,得到同化后的海浪谱初始场。利用美国阿拉斯加湾北部海域的7个浮标站进行同化和72h预报试验,对连续1个月的预报结果进行统计表明:采用该同化方案后24h预报结果的有效波高均方根误差比未同化的结果降低了0.13m;同化方案对预报效果的影响可持续36h左右,随着预报时效延长,同化的效果减弱。 展开更多

关键词 海浪谱 有效波高 同化 waveWATCH-Ⅲ模式 卡尔曼滤波

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双峰谱型海浪的波高和周期分布 被引量：2

16

作者 陈雪英 《黄渤海海洋》 CSCD 1996年第2期1-8,共8页

本文利用收集到的实测双峰谱型海浪过程资料，把这些资料以波高和周期的相关系数为参数分成５组，讨论每组双峰谱型下被高、周期的统计分布．并探讨了相关系数对波高分布和周期分布的影响。

关键词 双峰谱 波高分布 周期分布 海浪

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湖泊风浪特性及风浪要素的计算 被引量：20

17

作者 乔树梁 杜金曼 +1 位作者 陈国平 邹山 《水利水运科学研究》 CSCD 1996年第3期189-197,共9页

对太湖风浪观测资料的分析，得到了浅水湖泊中波高、波周期的统计分布，以及特征波要素之间的关系。采用自相关涵数法和最大熵法进行谱分析，得出了相应的无因次谱。文中的湖泊风波计算方法可供计算水库风浪参考。

关键词 风浪实测资料 波高 波周期 谱分析 湖泊 水库

全文增补中

近岸波浪破碎方向谱模型

18

作者 赵子丹 刘百桥 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期628-632,共5页

在线性海浪方向谱折绕射联合模型基础上 ,通过引入破碎波高概率分布和单个破碎波的处理方法 ,提出了在能量控制上与我国港口工程规范基本等效的近岸波浪破碎方向谱模型 ,使海浪方向谱折绕射联合模型的适用范围拓展到了破碎带内 .模拟地... 在线性海浪方向谱折绕射联合模型基础上 ,通过引入破碎波高概率分布和单个破碎波的处理方法 ,提出了在能量控制上与我国港口工程规范基本等效的近岸波浪破碎方向谱模型 ,使海浪方向谱折绕射联合模型的适用范围拓展到了破碎带内 .模拟地形上的数值计算实验表明 ,该模型既能从宏观上较好地控制破碎波的沿程能量变化 ,又能通过波浪的内在结构反映近岸波浪的变形特征 . 展开更多

关键词 近岸波浪 破碎 波高 概率分布 方向谱折绕射联合模型 海洋工程 破碎带

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以海浪波要素表示的外频谱形式

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作者 戴德君 王忠 王伟 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期676-681,共6页

孙孚等 (1 994)提出了外频谱的概念 ,并推导出外频谱的理论形式 ,但其控制参量是由内频谱导出的 ,不便于实际应用。通过对实测海浪数据的分析 ,得到了控制外频谱的 3个和内频谱有关的参量与波浪要素之间的关系 ,进而将外频谱表示为以有... 孙孚等 (1 994)提出了外频谱的概念 ,并推导出外频谱的理论形式 ,但其控制参量是由内频谱导出的 ,不便于实际应用。通过对实测海浪数据的分析 ,得到了控制外频谱的 3个和内频谱有关的参量与波浪要素之间的关系 ,进而将外频谱表示为以有效波高和有效波周期作为控制参量的形式。应用实测资料将本文得到的外频谱形式与理论外频谱进行了比较 ,发现二者符合良好。 展开更多

关键词 外频谱 有效波高 有效波周期

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近40年中国近海波浪数据库的建立及极值分析 被引量：15

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作者 徐佳丽 时健 +3 位作者 张弛 郑金海 张继生 陈天 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2019年第6期94-103,共10页

采用TOMAWAC模型模拟近岸40年的波浪要素。波谱计算采用36个方向,模拟波周期范围为1.5~29 s,并对极值波况进行分析。统计了1979—2018年间有效波高的年极值,算得百年一遇的有效波高,发现百年一遇波高由北往南总体呈现增大趋势:渤海和黄... 采用TOMAWAC模型模拟近岸40年的波浪要素。波谱计算采用36个方向,模拟波周期范围为1.5~29 s,并对极值波况进行分析。统计了1979—2018年间有效波高的年极值,算得百年一遇的有效波高,发现百年一遇波高由北往南总体呈现增大趋势:渤海和黄海的百年一遇的波高不超过10 m;东海百年一遇的波高在15~22 m之间;南海北部百年一遇波高的范围比较大,靠近台湾部分最大达到了22 m,海南岛西部较小,在10~15 m之间。引用SET值相关指标对极端波浪的发生次数、持续时间和强度进行分析,发现渤海、黄海北部、台湾海峡以及南海西北部极端事件频繁发生,平均每年有5~7次,台湾岛西南部极端事件的平均历时最大,达到了32 h。 展开更多

关键词 TOMAWAC 波浪模拟 极值波高 极端波况 波浪数据库 波浪谱

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