Havstat - Sea state

NOAA skib Delaware II i dårligt vejr på Georges Bank .

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

Vinter, Nordatlanten - Vand over dæk og luger, storm med enorme bølger (1958)

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
Karakter af havsvulmen
  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:

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 ):

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