《海洋调查与观测技术》课程授课教案（讲稿）第八章 海浪与内波观测 8.1 海浪的基本要素 8.2 目测海浪

课程名称：《海洋调查与观测技术》第10周，第10_讲次摘要第八章海浪与内波观测8.1海浪的基本要素授课题目（章、节）8.2目测海浪本讲目的要求及重点难点：【目的要求】掌握海浪的基本要素，目测海浪的方法、步骤和要素计算。【重点】掌握海浪的基本要素，目测海浪的方法、步骤。【难点】掌握目测海浪的要素计算。内容1

1 课程名称：《海洋调查与观测技术》 第 10 周，第 10 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第八章 海浪与内波观测 8.1 海浪的基本要素 8.2 目测海浪 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】掌握海浪的基本要素，目测海浪的方法、步骤和要素计算。 【重 点】掌握海浪的基本要素，目测海浪的方法、步骤。 【难 点】掌握目测海浪的要素计算。 内 容

【本讲课程的引入】说起大海，大多数人首先想到的就是海浪了，那么我们在进行海浪观测的时候，要进行什么工作呢？。同学们熟悉【本讲课程的内容】的海浪形式有哪些？第八章海浪与内波观测板书“第八章海浪与内波观测”海浪观测的主要对象是风浪和涌浪。本章要讨论的海上波浪或海浪，是指周期为几秒至几十秒的由于风传输给海面能量引起的波动现象。由当地风引起且直到观测时仍处于风力作用下的海面波浪称为风浪。它的成长决定于风速、风区和风时。从观测海区以外传来的涌浪，它的衰减决定于原风区的风浪尺度和传播距离。观测海区内本身形成的涌浪，它的衰减主要决定于原风浪的尺度和风力急剧减弱后的时间。海浪观测既要在岸边台站上进行，也要在海上（或船上）实施。海浪观测的主要内容是风浪和涌浪的波面时空分布及其外貌特征，观测项目包括海浪的波高、周期、波向、波型和海况。仪器目前仅可以测量前三者，其他为目测。海浪观测有目测和仪测两种。海浪观测的时间：大面或断面的测站，船到站即测。海上连续测站，每3小时观测一次，时间为02，05，08，11，14，17，20，23时；海滨测站的目测时间则为08，11，14，17时。板书“8.1海浪的基本要素”8.1海浪的基本要素8.1.1海浪的基本要素板书“8.1.1海浪的基本要素”波峰：波面的最高点；波谷：波面的最低点；波高H：相邻的波峰与波谷间的垂直距离；波长入：相邻的两个波峰（或波谷）间的水平距离，单位米：波陡8：波高与波长之比，它是表示波形陡峭的量；波龄：波速和风速之比，表示波浪发展程度。波幅a：波高的一半称为波幅：周期T：两相邻的波峰（或波谷）相继通过一固定点所需时间；波速C：波峰（或波谷）在单位时间内的水平位移：2

2 【本讲课程的引入】说起大海，大多数人首先想到的就是海浪了，那么我们在进行海浪观测 的时候，要进行什么工作呢？。 【本讲课程的内容】 第八章 海浪与内波观测 板书“第八章 海浪与内波观测” 海浪观测的主要对象是风浪和涌浪。 本章要讨论的海上波浪或海浪，是指周期为几秒至几十秒的由于风传输给海面能量引起 的波动现象。 由当地风引起且直到观测时仍处于风力作用下的海面波浪称为风浪。它的成长决定于风 速、风区和风时。 从观测海区以外传来的涌浪，它的衰减决定于原风区的风浪尺度和传播距离。观测海区 内本身形成的涌浪，它的衰减主要决定于原风浪的尺度和风力急剧减弱后的时间。 海浪观测既要在岸边台站上进行，也要在海上（或船上）实施。 海浪观测的主要内容是风浪和涌浪的波面时空分布及其外貌特征，观测项目包括海浪的 波高、周期、波向、波型和海况 。仪器目前仅可以测量前三者，其他为目测。 海浪观测有目测和仪测两种。 海浪观测的时间：大面或断面的测站，船到站即测。 海上连续测站，每 3 小时观测一次，时间为 02，05，08，11，14，17，20，23 时； 海滨测站的目测时间则为 08，11，14，17 时。 8.1 海浪的基本要素 板书“8.1 海浪的基本要素” 8.1.1 海浪的基本要素 板书“8.1.1 海浪的基本要素” 波峰： 波面的最高点； 波谷： 波面的最低点； 波高 H： 相邻的波峰与波谷间的垂直距离； 波长λ：相邻的两个波峰（或波谷）间的水平距离，单位米； 波陡δ：波高与波长之比，它是表示波形陡峭的量； 波龄：波速和风速之比，表示波浪发展程度。 波幅 a： 波高的一半称为波幅； 周期 T： 两相邻的波峰（或波谷）相继通过一固定点所需时间； 波速 c： 波峰（或波谷）在单位时间内的水平位移； 同学们熟悉 的海浪形式 有哪些？

1/p部分大波的平均波高，记作Hup当H/d值接近零时，属深水区：当H/d值大于零且小于0.5时，属浅水过渡区：当H/d值接近0.5时，属波浪破碎带。8.1.2周期、波长和波速板书“8.1.2周期、波长和波速”当长度和时间的单位分别为米、秒表示，周期为T时，取g=9.8m/s2，则深水波长L。=1.56T2，深水波速C。=1.56T。8.1.3波向和波峰线板书“8.1.3波向和波峰线”波向：波浪传来的方向。波峰线：空间的波系中，垂直于波向的波峰连线。板书“8.2目测海浪”8.2目测海浪海浪观测既要在岸边台站上进行，也要在海上或船上实施。岸边台站的海浪观测者是为了取得沿岸较有代表性的海浪资料，观测地点应面向开阔海面，避免岛屿、暗礁和沙洲等障碍物。海上或船上的观测者获得的离岸较远的开阔海域的海浪资料，可用于理论研究、风浪预报、船舶航行及捕捞等。目测海浪时，观测员应站在船只迎风面，以离船身30m或船长之半以外的海面作为观测区域，来估计波浪尺寸和判断海浪外貌特征。8.2.1海面状况观测板书“8.2.1海面状况观测”海面状况（海况）是指在风力作用下的海面外貌特征，根据波峰的形状，峰顶的破碎程度和浪花出现的多少，可将海况分为10级。8.2.2波型观测板书“8.2.2波型观测”目视判断所属波型：风浪波型记F：涌浪波型记U。两者并存时：波高风浪～涌浪时记FU：风浪>涌浪时记F/U：风浪<涌浪时记U/F。8.2.3波向观测板书“8.2.3波向观测”观测波向时，观测员站在船只较高位置，利用罗经方位仪，使其瞄准线平行于离船眩较远的波峰线，转动90°后读取罗经示度盘上波浪来向的示数即为波向。当海上无浪或浪向不明时波向记C，风浪和涌浪同时存在时，波向分别观测。波向分16个方位。8.2.4周期和平均周期的观测板书“8.2.4周期和平均周期的观测”当波长小于船长时，可以相邻两个显著波峰经过海面浮动的某一标志物的时间间隔作为这个波的周期；当波长大于船长时，应以船身为标志物，相邻两个显著波峰经过此物的时间间隔，作为这个波的周期。一、周期观测：观测员手持秒表，注视随海面浮动的某一标志物，当一个显著的波浪的波峰过此物时，启动秒表，待相邻波峰再经过此物时，关闭秒表，读取记录时间，即为这个波的周期。二、平均周期观测：观测员手持秒表，当波峰经过海面上的某标志物或固定点时，开始记时，测量11个波峰相继经过此物的时间，如此测量三次，将三次时间相加除以30即得平均周期。3

3 1/ p 部分大波的平均波高，记作 H1/ p 当 H / d 值接近零时，属深水区；当 H / d 值大于零且小于 0.5 时，属浅水过渡区；当 H / d 值接近 0.5 时，属波浪破碎带。 8.1.2 周期、波长和波速 板书“8.1.2 周期、波长和波速” 当长度和时间的单位分别为米、秒表示，周期为 T 时，取 2 g = 9.8 m/s ，则深水波长 L0 = 2 1.56T ，深水波速 C0 = 1.56T 。 8.1.3 波向和波峰线 板书“8.1.3 波向和波峰线” 波向：波浪传来的方向。 波峰线：空间的波系中，垂直于波向的波峰连线。 8.2 目测海浪 板书“8.2 目测海浪” 海浪观测既要在岸边台站上进行，也要在海上或船上实施。 岸边台站的海浪观测者是为了取得沿岸较有代表性的海浪资料，观测地点应面向开阔海 面，避免岛屿、暗礁和沙洲等障碍物。 海上或船上的观测者获得的离岸较远的开阔海域的海浪资料，可用于理论研究、风浪预 报、船舶航行及捕捞等。 目测海浪时，观测员应站在船只迎风面，以离船身 30m 或船长之半以外的海面作为观测 区域，来估计波浪尺寸和判断海浪外貌特征。 8.2.1 海面状况观测 板书“8.2.1 海面状况观测” 海面状况（海况）是指在风力作用下的海面外貌特征，根据波峰的形状，峰顶的破碎程 度和浪花出现的多少，可将海况分为 10 级。 8.2.2 波型观测 板书“8.2.2 波型观测” 目视判断所属波型：风浪波型记 F；涌浪波型记 U 。 两者并存时：波高 风浪≈涌浪时记 FU；风浪＞涌浪时记 F/U； 风浪＜涌浪时记 U/F。 8.2.3 波向观测 板书“8.2.3 波向观测” 观测波向时，观测员站在船只较高位置，利用罗经方位仪，使其瞄准线平行于离船舷较 远的波峰线，转动 90°后读取罗经示度盘上波浪来向的示数即为波向。当海上无浪或浪向不 明时波向记 C，风浪和涌浪同时存在时，波向分别观测。波向分 16 个方位。 8.2.4 周期和平均周期的观测 板书“8.2.4 周期和平均周期的观测” 当波长小于船长时，可以相邻两个显著波峰经过海面浮动的某一标志物的时间间隔作为 这个波的周期； 当波长大于船长时，应以船身为标志物，相邻两个显著波峰经过此物的时间间隔，作为 这个波的周期。 一、周期观测：观测员手持秒表，注视随海面浮动的某一标志物，当一个显著的波浪的 波峰过此物时，启动秒表，待相邻波峰再经过此物时，关闭秒表，读取记录时间，即为这个 波的周期。 二、平均周期观测：观测员手持秒表，当波峰经过海面上的某标志物或固定点时，开始 记时，测量 11 个波峰相继经过此物的时间，如此测量三次，将三次时间相加除以 30 即得平 均周期

8.2.5部分大波波高及周期的观测板书“8.2.5部分大波波高及周期的观测”根据观测的平均周期，计算出100个波浪所需时间，在这段时间内目测15个显著波的波高及周期，取其中10个较大的波高平均值，作为1/10部分大波波高值，根据波级表得出波级。8.2.6波长和波速的计算板书“8.2.6波长和波速的计算”若水深d小于L。/2时，则计算的波长、波速必须进行浅水订正。【本讲课程的小结】本讲课程主要介绍了海浪的基本要素，目测海浪的方法、步骤和要素计算。【本讲课程的作业】复习本讲课程内容，预习下一讲的知识。4

4 8.2.5 部分大波波高及周期的观测 板书“8.2.5 部分大波波高及周期的观测” 根据观测的平均周期，计算出 100 个波浪所需时间，在这段时间内目测 15 个显著波的 波高及周期，取其中 10 个较大的波高平均值，作为 1/10 部分大波波高值，根据波级表得 出波级。 8.2.6 波长和波速的计算 板书“8.2.6 波长和波速的计算” 若水深 d 小于 L0 / 2 时，则计算的波长、波速必须进行浅水订正。 【本讲课程的小结】 本讲课程主要介绍了海浪的基本要素，目测海浪的方法、步骤和要素计算。 【本讲课程的作业】 复习本讲课程内容，预习下一讲的知识