从观测角度证实了海表面流场对海浪有效波高的调制作用

海表面流场会显著改变海浪的波高、波长、频率等特征。针对海流对波浪场的影响，国际上已有较为成熟的理论，进一步得到了一系列数值模拟结果的支撑。然而，从现场观测角度尚未提供充足有效的证据揭示海流对海浪的调制作用，我们对全球尺度上海流对波浪场的影响仍缺乏较为深刻的认识。

通过比较WAVEWATCH III波浪模式产品（GFS-WW3）与物理海洋教育部重点实验室自主研发的漂流式波浪浮标（DrWBs）现场观测波高之间的差异，从现场角度证实了海流可以显著影响有效波高。特别地，在西北太平洋黑潮延伸体海区，当波浪传播方向与海表面流方向相同（相反）时，DrWBs现场观测的有效波高比GFS-WW3模拟的有效波高偏低（偏高）。在没有考虑海流对波浪场强迫作用的情况下，GFS-WW3产品与现场观测有效波高相比可能存在高达5%的误差。采用卫星高度计观测进一步表明，除海洋涌浪占优的海域（低纬度大洋东部），GFS-WW3波浪产品的模拟误差与海流在波向上的投影在全球海洋中存在一致的关系。如果考虑这一关系，有助于在不增加计算负担的情况下改进波浪模型的模拟结果。

图 1 GFS-WW3模拟与DrWBs观测有效波高之间的偏差与波向和流向之间夹角的关系。

图2 GFS-WW3模拟与高度计测量有效波高之间的偏差与海表面流速在波向上投影的相关关系。

2022-DSR-Surface wave height regulated by ocean currents.pdf