有效波高

海面上同時出現高低不等的波高，他們的統計性質由波高的概率密度加以描述。但是，在實際的應用中常常採用具有某種代表意義的特徵波高，比如平均波高，均方根波高，最大波高，某種保證率波高，某部分波的平均波高等。使用何種特徵波高，取決於使用目的。這些波高間存在着一定的關係，而這種關係可以由波高的累積概率來求得。

在航行、港口設計中很關心海浪的顯著部分，因此提出了部分大波平均波高的概念。設有一系列觀測波高，按其大小排列，其中最高的 p 部分求平均，稱之為 p 部分大波平均波高H_p。例如，1 000個波高中取100個最高的波高(1/10部分)求平均，稱之為1/10大波平均波高，計為H_1/10。特別是H_1/3，是1/3大波平均波高，稱之為有效波高。具有有效波高的波稱之為有效波，其週期稱之為有效週期。 ^[2] 

波高（wave height）海浪要素之一，係指相鄰的波峯與波谷的高度差。在工程、預報等應用中，通常根據上跨零點定義波高。對於定點觀測的海浪波面記錄中，波高為上路零點一側的顯著波峯與另一側的顯著波谷間的高度差。於一固定點觀察到的波高遵從一定的分佈規律。在統計分析中，用出現率和累計率説明波高的分佈。在理論分析中則採用分佈函數，它給出波高出現於某一範圍的概率。在實踐中常應用部分波率平均波高，即有效波高和1/10的大波波高累計率波高，即累計率1%和5%對應波高，還有方均根波高、平均波高等。由海浪的譜分析與海浪要素關係的研究，得出各種波高與譜之間的關係。 ^[3] 

從雷達回波的形狀可以確定有效波高，平靜的海面反射回波脈衝密集，而粗糙的海面將脈衝展寬。

海面由於存在波浪而起伏不平，高度計發出的脈衝其球面波的波前首先被海面波峯反射，稍後才被波谷反射，使得回波信號的上升出現展寬。根據有關原理，反射信號的平均強度隨時間的變化關係為

式中：

；

c——光速；

H——衞星高度；

——發射脈衝的半功率寬度；

；

σ_h——海面的均方根波高（與有效波高的關係：SWH=4σ_h）；

；

a_e——地球半徑；

——天線的半功率寬度；

erf(X)——X的誤差函數；

K——與天線、傳輸路徑和反射界面有關的常數。

波高越大，回波信號的展寬亦越大，其斜率則越小。因此，回波信號的上升沿斜率與海面有效波高成反比。

通過下表對雷達高度計數據的處理與分析可以得到多種與海洋現象相關的物理參數，如下表1所示。 ^[4]