Dự báo sóng biển
5.4.2.Phương pháp vật lý thống kê dự báo trường sóng đại dương
Tại Trung tâm Khí tượng Thủy văn (Nga) Z. K. Abuziarov [2,3] đã xây dựng phương pháp dự báo trường sóng cho vùng Bắc Đại Tây Dương trên cơ sở xử lý thống kê những quan trắc sóng của các tàu thời tiết và tàu tuyến và thiết lập những mối phụ thuộc giữa trường sóng và trường khí áp.
Đối với dự báo sóng người ta thấy rằng nên sử dụng trực tiếp trường khí áp bao quát một không gian lớn trên đại dương chứ không phải là những dữ liệu về gió. Và trong trường hợp này trường áp suất được khai triển thành hàm giải tích của toạ độ (khai triển Chebưsev hoặc khai triển thành các thành phần trực giao tự nhiên).
Xét mối phụ thuộc của độ cao sóng với các trường khí áp lấy cách nhau 6 hoặc 12 giờ, có thể tính tới một cách gần đúng trạng thái không ổn định của gió, và do đó, sự phát triển của sóng gió và sóng lừng trong thời gian và không gian. Cách tiếp cận này thuận lợi ở chỗ không còn cần thiết phải xác định đà sóng và thời gian tác động của gió. Để thiết lập những mối phụ thuộc dự báo đã sử dụng dữ liệu quan trắc về sóng và khí áp có trong lưu trữ của Trung tâm Khí tượng Thủy văn Liên bang Nga [14]. Những số liệu về độ cao và hướng truyền sóng lấy từ các bản đồ cho một mạng lưới cố định các điểm tính sóng trên Bắc Đại Tây Dương. Để dự báo được cả độ cao và hướng sóng, tại mỗi điểm tính đã xét một vectơ quy ước hướng theo hướng truyền sóngψ. Độ lớn của vectơ là giá trị độ cao sóngh. Sau đó tính những hình chiếu của các vectơhx,hylên các trục toạ độ (các phương kinh tuyến và vĩ tuyến) theo các công thức
hx=hsinψ,hy=hcosψ.(5.16)
Khi đó độ cao sóng và hướng truyền sóng dự báo bằng
h=√hx2+hy2,ψ = arctg(hx
hy). (5.17)
Đối với mỗi điểm tính trên mạng đã nêu đã thiết lập được những mối phụ thuộc dự báo dạng
hx(tn) =f1[Bij(tn− 12),hx(tn− 12)],
hy(tn) = f2[Bij(tn− 12),hy(tn− 12)]. (5.16)
ở đâyhx(tn) vàhy(tn) − những đại lượng cần dự báo ứng với thời điểmtn,Bij− các hệ số khai triển trường khí áp ứng với thời điểm 12 giờ trước thời điểm dự báo,hx(tn− 12)và
hy(tn− 12) − các hình chiếu của vectơ sóng ứng với thời điểm 12 giờ trước thời điểm dự báo.