白浪覆盖率模式中参量的研究

在波面位移为正态过程的假定下,推导出一种以平均周期和风速为参量的白浪覆盖率公式W=1-Φ〔5.11094〔T/U10〕0.7576〕。依据摩擦风速和U10的表达式,进一步推导出白浪覆盖率依赖于摩擦风速的形式W=1-Φ〔0.5227〔T/U*〕0.7576〕。考虑到在实际应用中,经常需要用波龄描述波浪的状态,将白浪覆盖率表示成一种形式简单的波龄的函数W=1-Φ(3.6496ξ0.7576),与Monahan等的海上测量数据符合良好。

一种白浪覆盖率与风要素关系模式

采用Ｇｌａｚｍ ａｎ 提出的“微尺度平均”的方法，在合理选择平均尺度的基础上计算了ＪＯＮＳＷＡＰ谱的四阶矩，并将此结果与Ｓｎｙｄｅｒ提出的白浪覆盖率模式结合，从而建立起依赖于风速和风区两者的半经验、半理论的白浪覆盖率与风要素关系模式。此模式给出的结果与Ｍｏｎａｈａｎ 等汇集的海洋白浪覆盖率测量数据总体符合良好。

以海面质点垂向加速度为判据的白浪绘制

白浪绘制中常用海面高程、Jacobian行列式作为白浪生成的判据,但这两种方法缺乏海洋工程相关理论的支持,绘制结果不够逼真。针对上述问题,本文提出了以海面质点垂向加速度为判据的白浪绘制方法。推导了海面质点垂向加速度的快速傅里叶逆变换形式,并给出了以海面质点垂向加速度为变量的连续型白浪覆盖率随机函数,通过调整该函数的参数来控制白浪消逝的时间。实验结果表明:用该函数计算的白浪覆盖率均值与采用统计模型计算的白浪覆盖率相等。将该白浪覆盖率作为融合因子,融合白浪纹理像素颜色和海面像素颜色。本文提出的白浪绘制方法有合理的理论依据,计算量小,绘制的白浪与蒲氏风级对白浪的描述接近,帧率可以达到实时计算。

白浪法在南海飞沫气溶胶通量计算中的应用和修正

白浪覆盖率法（白浪法）是被广泛应用的计算气溶胶粒子通量的方法,但是公式本身还存在一些问题,且其在低纬度海域的应用情况还未见报道。本文利用2012年8月25日—10月12日在中国南海走航实验观测的气溶胶粒子浓度数据,对Monahan等的白浪覆盖率-风速的公式进行了修正,并利用最小二乘法推导出单位白浪面积上次微米气溶胶产生通量与风速的关系。对半径小于0.3μm的粒子,通量的分布符合对数正态分布,通量的对数与风速呈幂函数关系。与高纬度海域的研究相比,中国南海飞沫气溶胶粒子的排放通量特征表现为较小粒子（r80〈0.2μm）较其他海域偏高,而较大粒子略偏低。当风速在7~13m·s-1时,用新的源函数计算的通量与观测值保持较高的一致性。