近岸波浪破碎指数的参数化
摘要：相位平均的近岸波浪变形模型的表现在很大程度上取决于波浪破碎指数r（破碎高度与水深比），这是一个自由的模型参数，主要控制破碎能量的耗散量。尽管先前的研究已经提出了r与近岸波浪陡峭度（s0）或标准化局部水深（kh）之间的分离关系，但r的参数化仍需进一步研究考虑到更多的条件和更坚实的物理基础。在本研究中，我们利用波高的现场数据集和逆向建模方法揭示了r对s0和kh的复合依赖关系。具体而言，结果显示较大s0时r对kh呈正依赖关系，而较小s0时r对kh呈负依赖关系。基于这种复合关系，提出了一个新的r公式，并通过三个海岸和14个实验室测试的现有数据集对其性能进行了验证。在参数化波浪模型中实施这个新公式，相对于文献中广泛使用的七个模型，可将波高预测的误差减少10~24％（平均= 19％）。特别是在具有低近岸波浪陡峭度的波浪条件下，获得了较高的模型准确性，这对于研究岸上输沙和滩涂恢复具有重要意义。我们建议了两种相互作用的波浪非线性效应的物理机制，即破碎加强机制和破碎阻力机制，以解释不同范围内s0对r-kh关系的相反影响。
作者：Chi Zhang, Yuan Li, Yu Cai, Jian Shi, Jinhai Zheng, Feng Cai, Hongshuai Qi
论文ID：2104.00208
分类：Atmospheric and Oceanic Physics
分类简称：physics.ao-ph
提交时间：2021-06-10