印度洋的风浪、涌浪和混合浪的时空特征

为了展现印度洋的海浪特征,利用来自欧洲中期天气预报中心的ERA-40海浪再分析资料,对印度洋的海表风场、风浪、涌浪、混合浪场进行研究,主要分析了季节特征、月变化特征、风速和波高的变化趋势、涌浪指标,定义了南印度洋西风指数和涌浪北伸脊点。结果表明:印度洋的风浪场与海表风场整体上对应较好,尤其是季风期间的北印度洋,涌浪场与混合浪场对应较好;从波高来看,阿拉伯海在1-5月和9-12月的涌浪以及孟加拉湾全年的涌浪对混合浪的贡献大于风浪;印度洋海表风速呈显著递增的区域主要集中在咆哮西风带和30°S以北,风浪波高变化趋势的分布与风速大体一致,大部分海域的涌浪波高、混合浪波高表现显著性逐年递增;印度洋的涌浪在混合浪中占据主导地位,40°S以北的涌浪常年向北传播,且南印度洋西风带西南季风的强度直接决定着涌浪北传的程度。

近43年北大西洋海浪场与AO的相关性研究

利用来自ECMWF的ERA-40 wave reanalysis海浪资料,分析了近43年北大西洋海浪场与AO(北极涛动——Arctic Oscillation)的关系。研究发现如下主要特征:1、北大西洋海域的海表风场和(风浪、涌浪、混合浪)海浪场与AO有着密切的关系,且存在3.71年左右的共同周期和26年的长周期震荡;2、通过交叉谱分析发现,在波数k=7(周期T=3.71年)这一频率上,AO、海表风速、波高振动的凝聚是显著的。

近45年全球海域波浪能资源研究及等级区划

基于来自ECMWF的资料将1957年09月—2002年08月风浪、涌浪分离的ERA-40 wave reanalysis,对全球海域的波浪能资源进行重新审视.充分依据涌浪具有能量大、稳定性好等优点,利于波浪能的采集与转换,从提高波浪能资源有效利用率的角度出发,综合考虑能流密度的大小、能级频率、能流密度的稳定性和长期变化趋势等,对全球海域的波浪能资源进行系统性研究,并构建一套波浪能资源评估系统,对全球海域的波浪能资源进行功能区划,为海浪发电、海水淡化等波浪能资源开发工作提供科学依据.

北大西洋海域波浪能资源特征分析

利用来自ECMWF的ERA-40海浪资料对北大西洋的波浪能资源进行统计分析,研究方法可为我国的波浪能资源评估提供参考。研究发现如下主要特征:(1)北大西洋蕴藏着丰富的波浪能,波浪能流密度的大值区常年位于冰岛南部及西南部海域;(2)整个北大西洋能流密度大于2 kW/m出现的频率较高,基本都在90%左右;(3)在北大西洋,涌浪的能流密度比风浪能流密度更为稳定,低纬度海域的波浪能流密度比中高纬海域更为稳定。充分依据涌浪具有能量大、稳定性好等优点,在该海域进行海水淡化、海浪发电等波浪能资源开发工作,有利于缓解人类能源危机,将具有广阔前景。

全球海域波浪能资源储量分析

利用1957-2002年ECMWF的ERA-40 wave reanalysis海浪再分析资料,初次计算了全球海域波浪能资源的总储量和有效储量,为海浪发电、海水淡化等波浪能资源开发利用提供科学依据。研究发现:①全球大部分海域的年平均波浪能流密度在10kW/m以上,高值区位于南北半球西风带,呈东西带状分布,南半球西风带的能流密度能达到(60～100)kW/m,北半球西风带约(30～50)kW/m;②全球大部分海域的波浪能资源开发可用波高出现频率在90%以上,南大洋可用波高出现频率整体高于北大洋,大洋中部出现频率高于近岸海域,大洋东部近岸出现频率高于大洋西部近岸;③全球海域的波浪能资源储量可观,总储量的高值区位于南北半球西风带海域,南半球西风带海域的单位面积波浪能资源总储量基本都在50万kW/(h·m)左右,北半球西风带海域基本在(30～50)万kW/(h·m),中低纬海域在(5～30)万kW/(h·m),仅部分零星海域的总储量在5万kW/(h·m)以下,有效储量的分布特征与总储量分布特征较为一致;④综合能流密度的大小、可用波高出现频率、资源储量来看,中国海虽然并不处于全球波浪能资源的优势区域,但仍处于可用区域,相对富集区分布于南海北部、东海中南部海域。