Znacząca wysokość fali - Significant wave height

W fizycznej oceanography The wysokość fali ( SWH , HTSGW lub H s ) określa się tradycyjnie jako średnią wysokość fali ( rynny do grzebienia ) najwyższego trzeciej fal ( H 1/3 ). Obecnie jest on zwykle definiowany jako czterokrotność odchylenia standardowego wzniesienia powierzchni – lub równoważnie jako czterokrotność pierwiastka kwadratowego momentu ( obszaru ) zerowego rzędu widma falowego . Symbol H m0 jest zwykle używany dla tej ostatniej definicji. Znaczna wysokość fal mogą w ten sposób odnieść się do H m0 lub H s ; różnica w wielkości między tymi dwiema definicjami wynosi tylko kilka procent.

Pochodzenie i definicja

Pierwotna definicja wynikała z prac oceanografa Waltera Munka podczas II wojny światowej. Znacząca wysokość fali miała matematycznie wyrazić wysokość oszacowaną przez „wyszkolonego obserwatora”. Jest powszechnie używany jako miara wysokości fal oceanu.

Rozkład statystyczny wysokości poszczególnych fal

Rozkład statystyczny wysokości fal oceanicznych

Znacząca wysokość fal, naukowo reprezentowana jako H s lub H sig , jest ważnym parametrem statystycznego rozkładu fal oceanicznych. Najczęstszym fali są mniejsze niż wysokość H y . Oznacza to, że spotykanie się ze znaczącą falą nie jest zbyt częste. Jednak statystycznie można spotkać falę, która jest znacznie wyższa niż fala znacząca.

Ogólnie, rozkład statystyczny poszczególnych wysokości fal jest dobrze przybliżony przez rozkład Rayleigha . Na przykład, biorąc pod uwagę, że H s wynosi 10 metrów (33 stopy), statystycznie:

  • 1 na 10 będzie większy niż 10,7 metra (35 stóp)
  • 1 na 100 będzie większy niż 15,1 metra (50 stóp)
  • 1 na 1000 będzie większy niż 18,6 metra (61 stóp)

Oznacza to, że można napotkać falę, która jest w przybliżeniu dwukrotnie większa od znaczącej wysokości fali. Jednak w szybko zmieniających się warunkach rozbieżność między znaczącą wysokością fali a największymi pojedynczymi falami może być jeszcze większa.

Inne statystyki

Szeroko stosowane są również inne miary statystyczne wysokości fali. W skuteczna wysokość fali, która jest zdefiniowana jako pierwiastka kwadratowego średniej kwadratów wszystkich wysokości fali, jest w przybliżeniu równa H s podzielone przez 1,4.

Na przykład według Irlandzkiego Instytutu Morskiego:

„… o północy w dniu 9/12/2007 zarejestrowano rekordową wysokość fali 17,2 mz [sic] okresem 14 sekund”.

Pomiar

Chociaż większość urządzeń pomiarowych szacuje znaczną wysokość fali na podstawie widma fal , wysokościomierze radarowe satelitarne są wyjątkowe w bezpośrednim pomiarze znaczącej wysokości fali dzięki różnym czasom powrotu z grzbietów i dolin fal w obszarze oświetlanym przez radar. Maksymalna kiedykolwiek zmierzona wysokość fali z satelity wynosi 20,1 m podczas burzy na Północnym Atlantyku w 2011 roku.

Prognoza pogody

Animacja modelu NOAA WAVEWATCH III (R) przedstawiająca przewidywane wysokości fal na Pacyfiku.

Światowa Organizacja Meteorologiczna przewiduje, że niektóre kraje są odpowiedzialne za dostarczenie prognozy pogody na oceanach. Biura meteorologiczne tych krajów są nazywane Regionalnymi Specjalistycznymi Centrami Meteorologicznymi lub RSMCs. W swoich produktach pogodowych podają prognozy wysokości fal oceanicznych przy znacznej wysokości fal. W Stanach Zjednoczonych National Weather Service NOAA jest RSMC dla części północnego Atlantyku i części północnego Pacyfiku. Ocean Prediction Center i Tropical Prediction Center Tropical Analiza i prognoza Branch (TAFB) wydać te prognozy.

RSMC wykorzystują modele fal wiatrowych jako narzędzia do przewidywania warunków na morzu. W USA model WAVEWATCH III (R) firmy NOAA jest intensywnie używany.

Uogólnienie na systemy falowe

W podobny sposób definiowana jest również znaczna wysokość fali , na podstawie widma fal , dla różnych systemów, z których składa się morze. Mamy wtedy znaczną wysokość fali dla wiatru morskiego lub konkretnego falowania.

Zobacz też

Uwagi

Zewnętrzne linki