2014年‘浪龙’波浪观测：潮位影响消除与频谱分析验证

本文主要探讨了在使用挪威Nortek公司生产的AWAC声学多普勒波浪海流剖面仪（通常称为“浪龙”）进行波浪观测时，如何有效地消除潮位对其采集的波高数据的影响。该仪器是一种采用声学表面跟踪技术（AST）的座底式测波设备，能够在水深达50米的条件下工作，其波高数据以绝对水深值表示，这就使得潮汐变化对测量结果产生了影响。 研究者耿宝磊、张慈珩、文先华和沈小明针对这一问题，提出了采用线性拟合的方法来校正潮位效应。他们首先通过测量得到的压力、波浪轨道速度和波高表面位置这三组数据，结合AST的精确测量特性，计算出真实的波高值。AST技术的优势在于其不受流速和压力信号衰减的影响，能直接测量水表面，从而实现对微小波高的准确捕捉，最低观测周期可达0.5秒。 为了验证这种方法的有效性，文中应用了自相关函数和傅里叶变换分析波列的频谱。这些统计工具帮助研究人员揭示了波浪数据的周期性和频率分布特性。作者将处理后的波高数据与Storm软件的计算结果进行了对比，结果显示两者吻合，从而确认了所提方法的准确性。 关键词集中在“浪龙”波浪观测、潮位影响以及频谱分析上，这表明了研究的核心内容是对波浪数据处理技术的优化，旨在提高数据质量并减小误差。整个研究对于海洋波流观测领域的实践和技术改进具有重要意义，特别是在处理复杂海洋环境下潮汐影响的波浪数据时，提供了实用的解决方案。 本文不仅介绍了“浪龙”波浪观测设备的工作原理和性能特点，还详细阐述了如何通过科学的数学模型和技术手段，如线性拟合、自相关函数和傅里叶变换，有效地解决潮位对波浪数据的影响问题，从而提高海洋波浪观测的精确度和可靠性。这对于海洋工程、航海导航以及海洋科学研究等领域具有实际应用价值。