北大西洋海域波浪预测中的不确定性
摘要：准确的海洋表面波浪知识对于船舶设计至关重要。随着模型物理和数值资源的显著进步，最近的数值波浪回测数据有潜力为船舶设计过程中的波浪载荷估计提供环境条件。本研究旨在量化现有数值波浪回测产品中的模型不确定性，以便了解波浪回测在船舶设计中的应用。模型不确定性是通过与北大西洋波浪浮标的比较以及与四个波浪模型产品之间的模型比较得出的。在北西大西洋和东北大西洋分布的多个波浪浮标被视为波浪浮标阵列，并用于模型评估。总体而言，这四个模型在估计显著波高$H\_s$方面都表现出非常好且相似的准确性。然而，对于$H\_s$>10的极端波浪条件，模型$H\_s$偏离了浮标，并且在模型之间也存在差异。研究还发现，数值波浪模型与波浪浮标之间在平均波周期$T\_{m02}$方面存在分歧。更具体地说，模型低估了东北大西洋$H\_s$>10的极端波浪条件下的$T\_{m02}$。同时还得出了极端波浪条件下显著波高$H\_s$和平均波周期$T\_{m02}$的联合概率密度函数（JPD）。在这些JPD中，满足$H\_s$>10和8<$T\_{m02}$<14的极端波浪条件的样本总数变动了50\%，尽管四个模型产品的均值接近观测值。本研究表明进一步改进模型以更准确地再现极端条件是必要的。对于模型改进和模型评估，还需要更多的高海况及其波谱信息的测量数据。
作者：Tsubasa Kodaira, Kaushik Sasmal, Rei Miratsu, Tsutomu Fukui, Tingyao Zhu, Takuji Waseda
论文ID：2203.11715
分类：Atmospheric and Oceanic Physics
分类简称：physics.ao-ph
提交时间：2022-03-23