风时
相同状态的风持续作用于海面的时间
风时是海洋科学中描述风浪形成与演化的重要参数,定义为相同状态的风持续作用于海面的时间长度。其与风力强度、风区(风作用的海域范围)共同决定了风浪的尺寸特征。当实际风时超过最小风时(波浪达到稳定状态所需的最短时间),波高将受限于风区大小进入定常状态;反之则处于过渡状态,波高持续增长。当风浪能量摄取与消耗平衡时,对应的临界持续时间称为充分成长风时。
定义与动力学机制
风时是衡量风浪成长的核心参数之一,指风向、风速保持稳定状态下对海面持续作用的时间。在海洋动力学中,风浪的生成需同时满足三个条件:足够的风力强度、足够的风区长度以及足够的风时。
当实际风时超过最小风时(特定海域达到定常状态所需最短时间),波浪进入定常状态,此时波高由风区限制;若风时不足则为过渡状态,波高随持续时间延长而增长。当风浪达到充分成长状态(能量收支平衡)时,对应的临界持续时间称为充分成长风时。
观测技术进展
截至2025年,散射仪数据显示中等强度风(如风速<25m/s)作用下的海面应力反演精度较高,其阻力系数(CD)建模可靠性优于强风条件。研究表明,当风速超过25m/s时,CD值会出现显著下降,这可能影响海洋对风暴热量输送的响应效率。
在强风条件下,Ku和C波段散射仪的观测数据存在精度限制,而中等强度风的数据反演算法更为成熟。
海洋工程应用
风时参数被广泛应用于海浪数值预报模型构建。通过建立风时-风区-风力三要素的量化关系,可预测特定海域的波浪谱演变趋势。例如在港口工程中,结合历史风时数据能优化防波堤设计参数,降低极端风浪冲击风险。
学术理论地位
海洋科学导论》将风时理论纳入海浪生成机制的核心框架,明确指出其对波浪谱发展的控制作用。在台风浪模拟研究中,风时参数常与有效波高、谱峰周期等指标联合使用,用于评估能量输入过程的时空特征。
参考资料
科技信息快递.中国气象局气象干部培训学院--中国气象局图.2025-01-13
最新修订时间:2025-10-17 08:15
目录
概述
定义与动力学机制
观测技术进展
参考资料