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海洋构成了地球的绝大部分，从气象、生态、能源方面等众多方面无时不刻地在影响着人类的生活。我国又是一个海域辽阔的国家，海域中的各类岛屿、浅滩、珊瑚礁等构成了丰富的海洋资源，同时由大气海洋运动带来的风能、潮汐能、波浪能等可再生能源也具有极高的经济价值。因此大气海洋科学的研究有着极高的理论意义与现实意义。
而海浪是由海水波动引起的小尺度重力表面波，其在运动过程中改变着海洋与大气边界层结构，同时也对大气与海洋间动量、能量及物质交换起到重要影响。海浪依据产生原因的不同可分为风浪和涌浪，涌浪的波高一般情况下虽不及风浪高，但其具有低频性和长周期的特点，易与船舶及沿海建筑物发生共振，给工程结构带来毁灭性的打击，除此之外，当涌浪传播至浅水或近岸时，将会发生波浪变形，产生波高增大，波长减小的变化，从而形成猛烈的拍岸浪，不仅严重影响沿海的农业、养殖业和海上交通，同时也对沿岸港口、海堤及相关设施的结构稳定造成巨大破坏。南海是我国最大的外海，该区域不仅海洋资源丰富，沿岸更分布着许多重要港口码头。南海每年夏季受台风影响严重，部分区域涌浪作用显著。因此，深入研究南海区域的涌浪传播规律和分布特征，对海上航线的规划、海洋资源开发利用、近海工程结构的防灾减灾都具有重要的意义。
本文基于WRF大气模式和第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ建立了高分辨的南海波浪数值模型，以研究南海区域涌浪时空变化特征和演变规律。该数学模型采用三层嵌套网格双向耦合计算，并以全球波浪场为背景场建立计算区域，有效地提高了模拟的准确性和有效性，具有一定创新性。
为探究南海涌浪的季节分布特征，利用建立的高精度南海波浪数学模型计算了2015年南海区域全年的涌浪场分布情况。结果表明，由于涌浪由风浪离开风区传播产生，南海涌浪波向的整体分布与风向分布具有较大的相关性。即春季受东北向和东向风的影响，涌浪的波向基本以东向为主;夏季受西南季风的影响，涌浪的波向基本以南向为主;秋季南海处于季风过渡期，平均风向为东向，涌浪的波向也基本为东向;冬季南海盛行东北信风，涌浪波向绝大多数呈东北向。通过对比析南海不同季节的涌浪大值区分布规律，得出南海东部的东沙群岛、巴士海峡和三亚南部附近海域为南海受涌浪影响较严重的区域。本文同时选取了中沙群岛和三亚为特征点，探究了南海涌浪的时间序列变化规律。
为避免结构物的破坏，在进行沿岸工程结构的布置和选址时，不仅需要考虑涌浪的季节特点，同时也应分析在极端天气如台风等情况下，涌浪的传播及分布规律。因此本文计算了西北行台风、西行台风、北上台风、折返型台风，这四类典型台风在过境南海期间的涌浪分布结果。结果表明，在非台风期间，南海区域的涌浪一般由西太平洋和南部海域传播而来;台风期间，在风场影响下产生的风浪向四周传播形成了大量涌浪，台风中心波浪主要由风浪构成，台风外围波浪主要由涌浪构成。四种台风中，折返型台风对南海涌浪分布的影响最小，涌浪一般由巴士海峡向南海内海域传播扩散，其他三种台风由于路径和登陆地点的不同，台风登陆后涌浪场的分布各有特点。
目前关于南海涌浪的系统性研究并不多见，本文基于WAVEWATCHⅢ海浪模式的谱分割技术，通过建立高分辨的南海波浪数学模型，模拟计算了南海海域的涌浪场分布，总结了南海涌浪的时空分布特征及演变规律，为海上航线的规划和近海工程结构的选址布置及防灾减灾，提供了一定的参考意义。
而海浪是由海水波动引起的小尺度重力表面波，其在运动过程中改变着海洋与大气边界层结构，同时也对大气与海洋间动量、能量及物质交换起到重要影响。海浪依据产生原因的不同可分为风浪和涌浪，涌浪的波高一般情况下虽不及风浪高，但其具有低频性和长周期的特点，易与船舶及沿海建筑物发生共振，给工程结构带来毁灭性的打击，除此之外，当涌浪传播至浅水或近岸时，将会发生波浪变形，产生波高增大，波长减小的变化，从而形成猛烈的拍岸浪，不仅严重影响沿海的农业、养殖业和海上交通，同时也对沿岸港口、海堤及相关设施的结构稳定造成巨大破坏。南海是我国最大的外海，该区域不仅海洋资源丰富，沿岸更分布着许多重要港口码头。南海每年夏季受台风影响严重，部分区域涌浪作用显著。因此，深入研究南海区域的涌浪传播规律和分布特征，对海上航线的规划、海洋资源开发利用、近海工程结构的防灾减灾都具有重要的意义。
本文基于WRF大气模式和第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ建立了高分辨的南海波浪数值模型，以研究南海区域涌浪时空变化特征和演变规律。该数学模型采用三层嵌套网格双向耦合计算，并以全球波浪场为背景场建立计算区域，有效地提高了模拟的准确性和有效性，具有一定创新性。
为探究南海涌浪的季节分布特征，利用建立的高精度南海波浪数学模型计算了2015年南海区域全年的涌浪场分布情况。结果表明，由于涌浪由风浪离开风区传播产生，南海涌浪波向的整体分布与风向分布具有较大的相关性。即春季受东北向和东向风的影响，涌浪的波向基本以东向为主;夏季受西南季风的影响，涌浪的波向基本以南向为主;秋季南海处于季风过渡期，平均风向为东向，涌浪的波向也基本为东向;冬季南海盛行东北信风，涌浪波向绝大多数呈东北向。通过对比析南海不同季节的涌浪大值区分布规律，得出南海东部的东沙群岛、巴士海峡和三亚南部附近海域为南海受涌浪影响较严重的区域。本文同时选取了中沙群岛和三亚为特征点，探究了南海涌浪的时间序列变化规律。
为避免结构物的破坏，在进行沿岸工程结构的布置和选址时，不仅需要考虑涌浪的季节特点，同时也应分析在极端天气如台风等情况下，涌浪的传播及分布规律。因此本文计算了西北行台风、西行台风、北上台风、折返型台风，这四类典型台风在过境南海期间的涌浪分布结果。结果表明，在非台风期间，南海区域的涌浪一般由西太平洋和南部海域传播而来;台风期间，在风场影响下产生的风浪向四周传播形成了大量涌浪，台风中心波浪主要由风浪构成，台风外围波浪主要由涌浪构成。四种台风中，折返型台风对南海涌浪分布的影响最小，涌浪一般由巴士海峡向南海内海域传播扩散，其他三种台风由于路径和登陆地点的不同，台风登陆后涌浪场的分布各有特点。
目前关于南海涌浪的系统性研究并不多见，本文基于WAVEWATCHⅢ海浪模式的谱分割技术，通过建立高分辨的南海波浪数学模型，模拟计算了南海海域的涌浪场分布，总结了南海涌浪的时空分布特征及演变规律，为海上航线的规划和近海工程结构的选址布置及防灾减灾，提供了一定的参考意义。