[发明专利]一种基于海气温差的海浪有效波高订正方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本发明公开了一种基于海气温差的海浪有效波高订正方法、装置、计算机设备和存储介质，根据预先获取的气温T_a、气温的测量高度z_t、海表面温度T_w、风速u以及风速测量高度z计算出表征大气层结不稳定性的理查德森数记作R_b；根据所述理查德森数R_b以及预先获取的海水深度D计算出修正系数记作ξ；根据所述修正系数ξ以及预先获取的初始有效波高Hs_mod计算得到订正后的有效波高记作Hs_correct，得到订正后的有效波高数据克服了有效波高有明显偏小的现象，并且补充了目前海浪模式中缺失的物理过程——大气层结不稳定性对风浪成长关系的影响。

技术领域

本申请涉及海洋预报技术领域，特别是涉及一种基于海气温差的海浪有效波高订正方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

海浪是海洋表面最为常见与重要的自然现象，也是影响海上船舶航行、海洋渔业等相关海上活动安全的最为重要的因素之一。因此，对海浪情况进行准确的观测(即，海浪观测)对于参与海上活动的人员生命安全及海洋经济发展均具有非常重要的意义。同时，海浪通过海气相互作用对大气状态也将产生不可忽略的影响，进而影响天气和全球气候。因此，无论对于海洋、大气等学术研究还是人类涉海活动来说，精确的海浪观测都是极为重要的。

现有的海浪模式有效波高的订正一般采用回归分析的方法，根据数值模式在目标点有效波高的检验结果，建立合适的回归方程，将有效波高的观测值作为因变量，数模计算值作为自变量，根据历史数据对回归方程中的关键系数进行求解，进而得到拟合关系式，通过该关系可对有效波高的模式计算值进行订正。

利用回归分析建立的订正关系式只具有统计学意义，并不包含物理过程，针对某个单点订正关系无法适用于整个场的数据，不具备普适性。回归方程的建立受主观因素影响大，很难找到最优解。

空气和水之间的温差会影响大气边界层的层结稳定性。边界结构的改变会影响风浪的成长关系。研究发现，在大气层结不稳定条件下，风浪成长率增强，而在稳定条件下，风浪成长率减小。而目前全球常用的海浪模式的风能输入项中都没能很好的刻画这一物理过程。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种基于海气温差的海浪有效波高订正方法、装置、计算机设备和存储介质。

第一方面，一种基于海气温差的海浪有效波高订正方法，所述方法包括：

S1:在待订正海浪有效波高的海平面上选取任一点作为目标点，获取气温并记作T_a，获取气温的测量高度记作z_t；获取所述目标点海表面温度记作T_w，获取风速并记作u，获取风速测量高度记作z；获取所述目标点海水深度记作 D；获取所述目标点初始有效波高记作Hs_mod；其中，所述目标点初始有效波高Hs_mod是有业务化海浪数值模式的计算结果；

S2:根据海表面温度数据以及高度z_t处气温数据计算出表征大气层结不稳定性的理查德森数记作R_b；

S3:根据所述理查德森数R_b以及海水深度D计算出修正系数记作ξ；

S4:根据所述修正系数ξ以及所述初始有效波高Hs_mod计算得到订正后的有效波高记作Hs_correct。

上述方案中，可选的，所述步骤S1包括：所述气温的测量高度为距离目标点垂直上方距离；

所述风速测量高度为距离目标点垂直上方距离。

上述方案中，进一步可选的，所述步骤S1包括：获取所述目标点初始有效波高记作Hs_mod是有业务化海浪数值模式的计算结果。