有效波高(significant wave height)是指按一定规则统计的实际波高值。由于海面波浪实际上是各种不同波高、周期、进行方向的多种波的无规则组合,因此一个波浪的波高值没有代表性。为此,在任一个由n个波浪组成的波群中,将波列中的波高由大到小依次排列,确定前n/3个波为有效波。有效波的波高和
周期则等于这n/3个波的平均波高和平均周期。
海面上同时出现高低不等的波高,他们的统计性质由波高的
概率密度加以描述。但是,在实际的应用中常常采用具有某种代表意义的特征波高,比如
平均波高,均方根波高,最大波高,某种保证率波高,某部分波的平均波高等。使用何种特征波高,取决于使用目的。这些波高间存在着一定的关系,而这种关系可以由波高的
累积概率来求得。
在航行、
港口设计中很关心海浪的显著部分,因此提出了部分大波平均波高的概念。设有一系列观测波高,按其大小排列,其中最高的 p 部分求平均,称之为 p 部分大波平均波高Hp。例如,1 000个波高中取100个最高的波高(1/10部分)求平均,称之为1/10大波平均波高,计为H1/10。特别是H1/3,是1/3大波平均波高,称之为有效波高。具有有效波高的波称之为有效波,其周期称之为有效周期。
波高(wave height)海浪要素之一,系指相邻的波峰与波谷的高度差。在工程、预报等应用中,通常根据上跨零点定义波高。对于定点观测的海浪波面记录中,波高为上路零点一侧的显著波峰与另一侧的显著波谷间的高度差。于一固定点观察到的波高遵从一定的分布规律。在统计分析中,用出现率和累计率说明波高的分布。在理论分析中则采用分布函数,它给出波高出现于某一范围的概率。在实践中常应用部分波率平均波高,即有效波高和1/10的大波波高累计率波高,即累计率1%和5%对应波高,还有方均根波高、平均波高等。由海浪的谱分析与海浪要素关系的研究,得出各种波高与谱之间的关系。
海面由于存在波浪而起伏不平,高度计发出的脉冲其球面波的波前首先被海面波峰反射,稍后才被波谷反射,使得回波信号的上升出现展宽。根据有关原理,反射信号的平均强度随时间的变化关系为