1. 引言
海浪是航海、海洋能开发、抢滩登陆、布设鱼水雷、海洋工程等极为关注的海洋要素，大浪尤其是台风浪的破坏能力已为大家共识，研究发现[1] ：1982~1990年间，中国近海因台风浪翻沉各类大小船只14,345艘，损坏9468艘，死亡、失踪4734人，伤近40,000人，平均每年沉损各类船只2600余艘，死亡、失踪520余人。如1999年11月24日“大舜号”客混船从烟台驶往大连途中因遭遇寒潮大风而倾覆，全船304人仅22人生还，直接经济损失9000余万元，是建国以来最大的一次海难事故，又如诺曼底登陆，虽然整体上是成功的，但恶劣的海况也造成了严重的非战斗减员和许多装备的损失，如此事例不胜枚举，深入研究我国近海的大浪出现频率具有重要的实用价值[2] -[6] 。本文利用CCMP (Cross-Calibrated, Multi-Platform)风场驱动第三代海浪模式WW3 (WAVEWATCH-III)，模拟得到了1988~2011年逐3小时的中国海海浪场，并利用Grads (Grid Analysis and Display System)软件，结合Fortran程序，统计了中国海2.0 m以上大浪、4.0 m以上大浪出现的频率，以期可为防止和减少海浪灾害、航海、海洋能开发等提供参考。
2. 数据和方法
Step 1：利用CCMP风场驱动目前国际先进的第三代海浪模式WW3，模拟得到1988年1月~2011年12月逐3小时的海浪场数据。选取计算范围：0˚~41˚N，95˚E~135˚E，空间分辨率取0.25˚ × 0.25˚，计算时间步长取为900 s，每3小时输出一次结果，计算时间为1988年01月01日00:00时~2009年12月31日18:00时。数据经验证具有很高精度[7] ，在此不列出具体验证过程。
Step 2：从模拟的海浪场数据中，提取近24年逐3小时的有效波高数据。
Step 3：编写相应的ctl描述文件，对得到的逐3小时有效波高进行描述，ctl文件如下：
DSET D:\hs(1988-2011).dat TITLE wave data UNDEF -999.9 XDEF 161 LINEAR 95.0 0.3 YDEF 181 LINEAR 0.0 0.3 ZDEF 1 LINEAR 1000 1
TDEF 71000 LINEAR 00:00z01jan1988 3hr VARS 1 hs 1 99 wnd ENDVARS
3. 大浪频率统计
Step 1：编写Fortran程序，对1988年01月~2011年12月逐3小时的有效波高数据进行统计，主要统计波高大于2.0 m、大于4.0 m出现频率。在此仅列出2.0 m以上大浪频率的统计方法，4.0 m以上大浪频率的统计方法同上。统计程序如下：
PROGRAM main IMPLICIT NONE INTEGER,parameter::m=151,n=171 REAL,DIMENSION(24)::U(M,N)
INTEGER::I,J,L INTEGER,DIMENSION(24)::A(M,N)=0 open(10,file='hs.dat',form='unformatted',& access='direct',recl=M*N)
DO L=1,71000
READ(10,REC=L)U
DO I=1, N
DO J=1, M
IF(U(I,J)>=2.0)THEN
A(I,J)=A(I,J)+1
ENDIF ENDDO PRINT*,L ENDDO OPEN(30,FILE='TONGJI.DAT')
DO I=1,N WRITE(30,"(
I8)")(A(j,i),J=1,M)
ENDDO CLOSE(10)
ENDPROGRAM Step 2：利用Grads软件，对统计结果进行绘图，为了便于观察，将图片绘制为阴影图，配合色标可清晰地观察大浪频率，具体绘图结果见图1、图2。绘图所用的gs文件如下：
'open D:\f.ctl'
'enable print D:\f.gmf'
'set gxout shaded'
'd 100*f/71000'
'cbarn 1 1 9.3 4.3'
'print'
'disable print'
Figure 1. Frequencies of big wave in the China Sea in January, units: %
图1. 中国海1月份2.0 m以上大浪出现的频率，单位：%
Figure 2. Frequencies of big wave (greater than 2.0 m) in the China Sea in July, units: %
图2. 中国海7月份2.0 m以上大浪出现的频率，单位：%
中国海大浪频率：1月(代表冬季)，2.0 m以上大浪出现频率较高的海域主要分布于吕宋海峡、中南半岛东南海域，出现频率基本在30%以上，高值中心可达35%以上；渤海、渤海海峡、黄海北部海域、以及山东沿海2.0 m以上大浪出现的频率基本在5%以内；东海2.0 m以上大浪出现的频率在10%~25%之间，出现频率表现出南高北低、东高西低的分布特征；南海2.0 m以上大浪出现的频率为我国近海几个海域中最大，大部分海域出现频率在20%以上，等值线呈东北-西南走向。
中国海大浪频率：7月(代表夏季)，该月的大浪频率较冬季明显降低，大部分海域2.0 m以上大浪出现的频率在18%以内，高值区集中分布于中南半岛东南海域，约4%~18%；渤海、渤海海峡、黄海大部分海域、南海南部海域、北部湾、泰国湾的2.0 m以上大浪出现的频率基本在2%以内，这应该是由于夏季虽然容易遭受台风侵袭，但台风频率远不如冬季冷空气出现的频繁，因而导致夏季的大浪频率明显低于冬季的大浪频率，研究结论与李训强[8] 、周良明[9] 等的结论具有很好的一致性。
4. 小结与讨论
1) 利用Grads软件，可以很好地对海浪数据按要求进行截取、描述、可视化制作等，操作方便易懂，效果较好。将Grads软件与Fortran程序结合，可顺利实现中国海大浪频率的统计分析、可视化制作。
2) 1月(代表冬季)，2.0 m以上大浪出现频率较高的海域主要分布于吕宋海峡、中南半岛东南海域，出现频率基本在30%以上；渤海、渤海海峡、黄海北部海域、以及山东沿海基本在5%以内；东海出现的频率在10%~25%之间；南海出现的频率为我国近海几个海域中最大，大部分海域出现频率在20%以上。
3) 7月(代表夏季)，大浪频率较冬季明显降低，大部分海域2.0 m以上大浪出现的频率在18%以内，高值区集中分布于中南半岛东南海域，约4%~18%；渤海、渤海海峡、黄海大部分海域、南海南部海域、北部湾、泰国湾的2.0 m以上大浪出现的频率基本在2%以内。