基于自适应波谱斜率的海面风速反演算法研究

来源：电子测量技术杂志2023年第3期北京时间：

作者：张维星，张锁平，党超群，王斌，孔佑迪

单位：国家海洋技术中心 天津 300112

摘要：对于波浪谱风速反演研究，虽然已经建立了波谱平衡范围斜率为-4幂律的初步反演模型，然而对于复杂多变的实测波谱，单一斜率模型的反演效果不佳。针对可变波谱斜率的问题，通过量化波谱函数对应的谱系数，提出一种自适应波谱斜率的风速反演算法。为了验证该算法估算风的准确性，本文通过对NDBC浮标观测的大量风浪数据进行海面风速反演研究，结果显示自适应波谱斜率算法反演风速与实测风速相关系数R=0.83，呈显著相关，且平均偏差BIAS和均方根误差RMSE分别为0.75 m/s和2.48 m/s。通过近海海试实验验证表明该算法依然有效具有普适性。总的来看，自适应波谱斜率反演风速算法与实测风速之间误差相对较小，反演精度较好，为风浪观测和风浪研究提供了一种新思路，且该算法能够融合应用于海洋观测应用平台，使理论研究和工程实际相结合。

关键词：海面风速;波浪谱;可变波谱斜率;反演方法

基金资助：国家重点基础研究发展计划(2018YFC1406004)、江苏省自然资源发展专项(JSZRHYKJ202009)、青岛海洋科学与技术国家实验室鳌山科技创新计划(2017ASKJ01-02)项目资助