（1.舟山市普陀区气象局；2.舟山市气象局）
摘要：本文利用58573舟山浮标站和K9613海礁浮标站2016年1月—2017年12月的有效波高观测资料，着重针对波高与潮汐、波高与风之间的关系进行分析，以期能够为提高海浪预报准确率提供一定的参考。
关键词：舟山；海域风；潮汐；波高
海洋灾害，是指海洋自然环境发生异常或激烈变化，导致在海上或海岸发生的灾害。海洋灾害主要有灾害性海浪、海冰、赤潮、海啸和风暴潮，其中海浪灾害是我国发生最频繁的海洋灾害。1968年至2008年，我国巨浪灾害共出现70次，沉船52063艘、死亡（含失踪）13475人，造成直接经济损失233.5亿元。就舟山海域和渔场而言，仅2014年就有6艘渔（货）船因灾害性海浪而沉没。因此，提高海浪预报的准确率对保障广大渔民的生命、财产安全有着十分重要的现实意义。
1.资料处理：
本文所使用的资料为：
（1）舟山南部海域代表站：58573舟山浮标站（29°45′，122°45′）相对应时刻的有效波高观测数据，资料时段位2016年1月～2017年12月，时间分辨率为1h。
（2）舟山北部海域代表站：K9613海礁浮标站（30°43′，123°8′）相对应时刻的有效波高观测数据，资料时段位2016年1月～2017年12月，时间分辨率为1h。
选取出有效波高大于1.25米（中浪）的数据，舟山浮标站共得有效数据43554个；海礁浮标站共得有效数据11156个。由于浮标站维护困难，资料连续性不好。
相同风向产生中浪以上浪高的频率有明显不同。统计南北两个代表站各个风向出现中浪及以上的频率，得出：北风频率最高，西北风次之，再次是东北风，这跟舟山市冬季盛行北风，夏季盛行南风的季节性特征一致。在东海边，容易受入海低压和海上东风系统影响，东风频率也较高；西风频率最少，南部海域西风尤为少，北部海域则以西南风为最少，西风次之。
2.波高与潮汐的关系
舟山海域属半日潮，即在一个太阴日即农历日内出现２次高潮和２次低潮，涨潮过程和落潮过程的时间也几乎相等。根据经验总结，取每日高潮位浪高，对实际工作较有意义。经潮汐表资料统计可得，北部海域高潮位平均值为4.0m,平潮位时平均值为3.6m，低潮位时平均值为3.5m，潮高基准值在平均海面下240cm；南部海域高潮位平均值为4.1m,平潮位时平均值为3.5m，低潮位时平均值为3.1m，潮高基准值在平均海面下252cm。
3.波高与风的关系
3.1剔除潮汐影响
为得到实际波高与风的关系，需将观测数据进行剔除潮汐影响处理。综前所述可得，对于北部海域，高潮位日、低潮位日及平潮位日潮汐所对中浪以上波高贡献均值分别为1.6m、1.1m及1.2m；对于南部海域，高潮位日、低潮位日及平潮位日潮汐所对中浪以上波高贡献均值分别为1.58m、0.58m及0.98m。
3.2风力大小与浪高关系的最小二乘法拟合
首先考虑风力大小和剔除潮汐影响后的海浪波高的二元关系。在统计分析中，利用拟合优度（R２）来评价回归值对观测值的拟合程度，Ｒ２ 值越大，说明回归值对观测值的拟合程度越好；反之，Ｒ２值越小，说明回归值对观测值的拟合程度越差。具体公式为:
3.3.2 舟山南部海域拟合结果
经统计分析，舟山南部海域各风向中，北风拟合度最好。无论什么风向，二次拟合的程度均优于一次拟合。北风线性拟合效果公式为：y = 0.2632x - 1.4957，R2 = 0.4749，二次拟合结果为y = 0.0429x2 - 0.6213x + 2.5447，R2 = 0.7278，线性与曲线均通过95%置信检验，从数据及关系图中可以明显看出二次拟合的效果完全优于一次拟合。
3.3.3舟山海域北风与日最大浪高相关关系
根据上文所述可得，对于舟山北部海域，高潮位日、低潮位日及平潮位日北风与日最大浪高所对应相关关系分别为：y = 0.016x2 - 0.0516x + 1.7074；y = 0.016x2 - 0.0516x + 1.2074；y = 0.016x2 - 0.0516x + 1.1074；对于南部海域，高潮位日、低潮位日及平潮位日北风与日最大浪高所对应相关关系分别为：y = 0.0429x2 - 0.6213x + 4.1247；y = 0.0429x2 - 0.6213x + 3.1274；y = 0.0429x2 - 0.6213x + 3.5247。
4.结论
舟山南北部海域的日最大波高均与北风风力大小直接相关，风力大则浪大，南部海域的相关性优于北部海域；总体波高还与风向有关，北风和东风浪大，其余风向浪稍小，这与实际经验相吻合；同时与农历时间是否为潮汛期等都有一定影响。
本文所得关系模型体现了较高的预报能力，但还存在许多不足。首先显而易见的，便是对风向的限制，除北风外的其余风向，并不能进行很好的预报；其次对物理过程响应不够，如在增浪过程中，浪是多数滞后于风力增大过程的，依据风力预报海浪数值会偏大；但在减小时，浪的衰减明显比风力衰减要慢，依据风力报海浪数值会偏小。而本关系模型中没能体现这一点，需要在实际应用中订正。第三，对极值或小概率事件响应不够，比如大风小浪和小风大浪情形，说明还应深入分析基于小概率事件发生时的大气和海洋环境、物理机制，找出事件反常的真正原因。
参考文献：
[1]张蔺廉,基于舟山多年风浪资料的近海海浪预报研究[J], 海岸工程,2018(3):25-33.
[2]杨昀，王惠群，管卫兵.舟山海域风暴潮特征及数值模拟研究[J].海洋学研究，2015（3）：7-16.
作者简介：李弈茗（1988-）女，汉族，浙江省舟山市定海区人，本科学历，工程师，从事天气预报工作。
论文作者:李弈茗1,徐颖2,金正婷1
论文发表刊物:《科技研究》2018年12期
论文发表时间:2019/3/27
标签：舟山论文; 潮位论文; 海域论文; 潮汐论文; 北风论文; 浮标论文; 关系论文; 《科技研究》2018年12期论文;