Повторяемость и обеспеченность волнения.

Реальные ветровые волны отличаются разнообразием своих характеристик.

ПРИ различных условиях формирования волнения - скорости

ветра продолжительности его действия, разгона волн - наблюдаются волны от начинающих формироваться до максимальных.

Однако наблюдения показывают, что существуют статистические закономерности в разнообразии характеристик волн.

Простейший статистический анализ разнообразия волн состоит в определении повторяемости и обеспеченности элементов волн в точке при определенных параметрах ветра, а также в заданном районе за длительные промежутки времени.

Повторяемость волнения — вероятность появления волны определенных размеров (высота, длина, период) из общего числа наблюдений.

Обеспеченность волнения характеризует распределение элементов волн по размерам из общего числа наблюдений. Для расчета обеспеченности последовательно суммируют повторяемости, начиная с повторяемости наибольших значений элементов. На рис. 53 приведены кривые повторяемости и обеспеченности высот волн в безразмерной форме, отнесенные к средней вы соте волны.

Использование относительных величин элементов волн позволяет сравнивать характеристики, полученные при различных наблюдениях.

Кривая повторяемости вы сот волн позволяет установить ряд закономерностей в их распределении, характерных для ветрового волнения. Например, как видно из рис. 53, большинство наблюдающихся волн имеет высоты около 0, 8 высоты средней волны. Повторяемость волн как с большей, так и с меньшей высотой быстро уменьшается. Повторяемость длин волн характеризуется теми же значениями, что и повторяемость высот. Разнообразие волн по периодам значительно меньше. Наибольшую повторяемость имеют волны со средним периодом.

Обеспеченность средней высоты волн составляет 46 %, т. е. только это количество волн имеет высоту выше средней. Обеспеченность волн высотой 2h равна примерно 5 %, следовательно, только пять волн из 100 будут иметь высоту 2/г и более.

Расчет обеспеченности периодов показывает, что максимальный период волн превышает средний не более чем в два раза. Обеспеченность среднего периода близка к 50 %.

Следует отметить, что в большинстве навигационных гидрометеорологических пособий приводятся волны 3 %-ной обеспеченности. Следовательно, если на карте нанесены изолинии волн высотой 5 м, то это следует читать так: три волны из ста имеют высоту 5 м и более.

Для практических задач судовождения используется многолетняя повторяемость волнения той или иной высоты в определенном районе океана на различные месяцы или сезоны года.

В табл. 14 дана повторяемость высот волн в наиболее штормовых зонах Мирового океана (в %).

Из табл. 14 видно, что наибольшая повторяемость штормовых волн высотой 6 м и более наблюдается летом и зимой в южных частях Индийского и Тихого океанов. В северных и южных частях Атлантического океана и северной части Тихого океана в летнее время волнение высотой 6 м и более практически не встречается. Отдельные волны в зоне сильного шторма могут достигать значительно больших размеров, чем их средние значения. Так в Северной Атлантике при ветре 20 м/с наблюдались волны высотой 15—20 м.

Статистический анализ элементов волн позволяет определить, помимо повторяемости и обеспеченности волнения, эмпирические зависимости между скоростью ветра и (м/с), продолжительностью его действия t (ч), длиной разгона X (км) и средними значениями элементов волн, числовые значения которых даны в «Океанографических таблицах».