高志一,文 凡,李 洁

(1.国家海洋环境预报中心 海洋灾害预警报技术重点实验室,北京 100081;2.中国海洋大学 物理海洋实验室, 山东 青岛 266003)

波破碎的研究是当今海浪研究中的热题。近年研究结果表明波群是影响波破碎的重要因素[1-4]。波群由一连串波高超过某一临界值的波构成,而波群中单个波的最大振幅出现位置对波的破碎具有重要影响。Banner等[5]研究认为：波群中单个波的振幅和波陡在波群中央达到最大,当单个波振幅超过临界值时,该波发生破碎。最大振幅的波出现在波群中央,意味着波群具有某种对称性。但如果波群结构前后不对称,波群前侧波动振幅将可能大(小)于后侧波动的振幅,在这种情况下,波群中最大波高可能出现在波群前(后)部,而不是在波群中央,波群前侧波动的波破碎率就大(小)于后侧。基于这种设想,本文对波群结构和波群中单个波的位置以及其对波破碎的影响进行了实验研究。研究中依据波包络线理论[6]研究波群,分析风浪波包络时间导数分布的结果表明：波群结构是不对称的,波群中波动的最大振幅出现在波群前部而不是波群中央,波群的这种不对称性导致波群前部单个波出现大波陡的概率大于后部单个波出现大波陡的概率。波群前部与后部单个波波陡的差异随谱宽度和平均波陡增大而增大,实验研究表明：波群前部单个波的波陡大于后部单个波波陡,因此导致波群中单个波在波群前部发生破碎的概率较大。……