Havstat - Sea state
I oceanografi er havtilstand den generelle tilstand for den frie overflade på et stort vandområde - med hensyn til vindbølger og svulmer - på et bestemt sted og øjeblik. En havtilstand er kendetegnet ved statistikker , herunder bølgehøjde , periode og effektspektrum . Havtilstanden varierer med tiden, da vindforholdene eller svulmende forhold ændrer sig. Havet tilstand kan enten blive vurderet af en erfaren iagttager, som en uddannet sømand, eller gennem instrumenter som vejret bøjer , bølge radar eller telemåling satellitter .
I tilfælde af bøjemålinger bestemmes statistikken for et tidsinterval, hvor havtilstanden kan betragtes som konstant. Denne varighed skal være meget længere end den enkelte bølgeperiode, men mindre end den periode, hvor vind- og dønningsforholdene varierer betydeligt. Typisk bruges optegnelser på hundrede til tusind bølgeperioder til at bestemme bølgestatistikkerne.
Det store antal variabler, der er involveret i oprettelse og beskrivelse af havtilstanden, kan ikke hurtigt og let opsummeres, så enklere skalaer bruges til at give en omtrentlig, men kortfattet beskrivelse af betingelser for rapportering i et skibs log eller lignende.
WMO søstatskode
Verdensstatens meteorologiske organisations (WMO) søtilstandskode vedtager i vid udstrækning definitionen af 'vindhavet' af Douglas Sea Scale .
WMO Sea State Code | Bølgehøjde | Egenskaber |
---|---|---|
0 | 0 meter (0 fod) | Rolig (glasagtig) |
1 | 0 til 0,1 meter (0,00 til 0,33 fod) | Rolig (kruset) |
2 | 0,1 til 0,5 meter (3,9 tommer til 1 fod 7,7 tommer) | Glat (bølger) |
3 | 0,5 til 1,25 meter (1 ft 8 in til 4 ft 1 in) | Let |
4 | 1,25 til 2,5 meter (4 ft 1 in til 8 ft 2 in) | Moderat |
5 | 2,5 til 4 meter (8 ft 2 in til 13 ft 1 in) | Ru |
6 | 4 til 6 meter (13 til 20 fod) | Meget ru |
7 | 6 til 9 meter (20 til 30 fod) | Høj |
8 | 9 til 14 meter (30 til 46 fod) | Meget høj |
9 | Over 14 meter (46 fod) | Fænomenal |
0. Ingen | |
Lav | 1. Kort eller gennemsnit 2. Lang |
Moderat | 3. Kort 4. Gennemsnit 5. Lang |
Høj | 6. Kort 7. Gennemsnit 8. Lang |
9. Forvirret |
- Den retning, hvormed svulmen kommer, skal registreres.
Havstater i havteknik
I tekniske applikationer er havtilstande ofte karakteriseret ved følgende to parametre:
- Den signifikante bølgehøjde H 1/3 - den gennemsnitlige bølgehøjde for de en tredjedel højeste bølger.
- Den gennemsnitlige bølgeperiode, T 1 .
Havtilstanden er ud over disse to parametre (eller variation af de to) også beskrevet af bølgespektret, som er en funktion af et bølgehøjde-spektrum og et bølgeretningsspektrum . Nogle bølgehøjde spektre er angivet nedenfor. Dimensionen af bølgespektret er , og mange interessante egenskaber om havtilstand kan findes fra spektret.
Forholdet mellem spektret og bølgeamplituden for en bølgekomponent er:
- Den International Towing Tank Conference (ITTC) anbefalede spektrummodel til fuldt udviklet hav (ISSC-spektrum / modificeret Pierson-Moskowitz-spektrum ):
- ITTC-anbefalet spektrummodel til begrænset hentning ( JONSWAP-spektrum )
hvor
og
(Den sidstnævnte model er siden oprettelsen forbedret baseret på Phillips og Kitaigorodskiis arbejde for bedre at modellere bølgehøjde-spektret for høje bølgetal .)
Et eksempel på en funktion kan være:
Havtilstanden bestemmes således fuldt ud og kan genskabes ved hjælp af den følgende funktion, hvor er bølgehøjden, er jævnt fordelt mellem 0 og og er tilfældigt trukket fra retningsfordelingsfunktionen
Ud over de kortvarige bølgestatistikker, der er præsenteret ovenfor, er langvarige søtilstandsstatistikker ofte angivet som en fælles frekvenstabel over den signifikante bølgehøjde og den gennemsnitlige bølgeperiode. Fra de lange og kortsigtede statistiske fordelinger er det muligt at finde de ekstreme værdier, der forventes i et skibs driftstid. En skibsdesigner kan finde de mest ekstreme havtilstande (ekstreme værdier på H 1/3 og T 1 ) fra den fælles frekvenstabel, og fra bølgespektret kan designeren finde den mest sandsynlige højeste bølgehøjde i de mest ekstreme havtilstande og forudsige de mest sandsynlige højeste belastninger på individuelle dele af skibet fra skibets responsamplitudeoperatører . At overleve havtilstanden en gang i 100 år eller en gang i 1000 år er en normal efterspørgsel efter design af skibe og offshore-strukturer.
Se også
Fodnoter
Referencer
- Bowditch, Nathaniel (1938), American Practical Navigator , HO pub nr. 9 (revideret udgave), United States Hydrographic Office, OCLC 31033357
- Faltinsen, OM (1990), Sea Loads on Ships and Offshore Structures , [Cambridge University Press], ISBN 0-521-45870-6