河北沿海波浪特征统计分析

张坤兰 李桂敏 杨 超 傅圆圆* 姚 远

（国家海洋局秦皇岛海洋环境监测中心站，河北 秦皇岛 066002）

海浪包括风浪、涌浪和近岸浪。风浪指在风的直接作用下产生的水面波动。当风浪离开风的作用区域后，在风力甚小或向无风海域传播的波浪称为涌浪[1]。

海浪是一种致灾性的自然现象，强大的海浪具有摧垮一切的巨大能量和威力。自古以来，无数海上航行悲剧的发生多与海浪有关，海上和海岸建筑倒塌失事，也多由海浪所致，沿海人民的生命安危与海浪发生息息相关[1]。河北海岸类型多样，即有侵蚀台地，也有冲积平原。该区的海岸、海上建筑猛增，海上航运事业日趋繁忙，相应海浪灾害也日趋严重，仅9711 号台风浪就造成该区数十条渔船翻船，南堡盐场500 米防波堤被海浪摧毁，造成很大的经济损失。可见了解和掌握海浪的时空分布和变化规律十分重要[5]。本文利用秦皇岛和曹妃甸海洋站6 年海浪逐时实测资料，对海浪基本要素进行统计分析，研究讨论秦皇岛和曹妃甸海浪的基本特征，为当地海浪预报预警提供依据和参考。

1 背景介绍

秦皇岛和曹妃甸海洋站位于渤海西岸，隶属于国家自然资源部北海局，属于温带季风型气候，受季风影响显著。目前河北只有秦皇岛和曹妃甸海洋站进行海浪观测，且冬季受海冰影响不进行海浪观测，每年只能获得3 月～11 月的海浪观测数据。本文实测海浪资料为秦皇岛和曹妃甸海洋站2014-2019 年定点观测资料。

2 海浪要素基本特征

2.1 波型

海洋监测站海浪观测的主要对象是风浪和涌浪。海浪的波型一般分为四种类型：风浪（F）、涌浪（U）和混合浪- 风浪为主（F/U）、涌浪为主（U/F）[2]。曹妃甸海洋站没有进行波型人工观测，因此本文只对秦皇岛数据进行了波型统计分析，在不同月份和年份下秦皇岛站波型均是风浪为主，出现概率在91%以上，最高概率为96.5%；混合浪为辅，在混合浪中又以U/F 居多；受地形水深等观测条件限制，涌浪出现的次数为0。

2.2 盛行波浪向

根据2014-2019 年秦皇岛和曹妃甸站海浪观测数据进行统计分析，可以看出每年秦皇岛和曹妃甸海域波向分布频率差别比较大：秦皇岛海域以SSE 和SE 浪向居多，ESE 和S 浪向次之；曹妃甸海域以E 和SE 浪向居多，ESE 和SW 浪向次之，表1为秦皇岛和曹妃甸常浪向及频率。

表1 2014-2019 年秦皇岛和曹妃甸常浪向及频率

2.3 波高和周期

在海浪观测中波高分为最大波高、十分之一波高、有效波高和平均波高，与之对应的周期为最大周期、十分之一周期、有效周期和平均周期[2]。对秦皇岛和曹妃甸站海浪不同形式的波高和周期分别做月平均和年平均，如图1 和图2。不同月份下两个海域波高和周期分布呈现明显的季节特征：冬季值最大，春秋次之，夏季最小，波高和周期在10 月份开始增大；不同年份下波高和周期的分布情况见图2，可以看出，2018 年波高最大，2014年最小，其它年份波高值相差不大，2015-2018 年周期值较高，且比较平稳，2019 年周期值最小。

图1 不同月份下波高和周期的分布情况（秦皇岛●、曹妃甸◆）

图2 不同年份下波高和周期的分布情况（秦皇岛●、曹妃甸◆）

3 海浪灾害

表2 为2014-2019 年河北沿海出现2.5 米以上大浪（有效波高）次数及当年灾害损失情况，导致河北沿海大浪灾害的天气形势主要为冷空气(冷高压)、温带气旋、冷空气和温带气旋共同作用以及热带风暴等天气系统。

表2 2014-2019 年河北沿海2.5 米以上大浪（有效波高）次数及灾害损失情况

从历年统计数据来看，近六年河北沿海的大浪次数有波动减少的趋势。根据各地市统计的海洋灾害损失情况，2016 年、2018 年和2019 年河北灾害损失较大，主要是由出海气旋、冷空气和热带气旋影响造成的。

4 结论

本文利用秦皇岛和曹妃甸海洋站2014-2019 年3 月-11 月的实时海浪观测数据，秦皇岛海域波型以风浪为主，混合浪为辅；通过海浪玫瑰图可以看出，两个海域波浪的常浪向及频率，秦皇岛海域以SSE 和SE 浪向居多，ESE 和S 浪向次之，曹妃甸海域以E 和SE 浪向居多，ESE和SW 浪向次之；通过对波浪要素年际、月变化分析，发现波高和周期具有明显的季节变化特征；统计分析了河北沿海2.5米以上的大浪次数及灾害损失情况。掌握和了解本地区的海浪特征对本地区的海洋灾害预警预报具有参考意义。