海浪谱的多普勒畸变

关于风驱海浪在谱峰附近频率谱形式的讨论已持续了三十年。1958年，菲利普斯提出猜想，认为波浪破碎是谱形成的主要机制（Phillips, 1958）。这导致了谱衰减~ω^-5，其中ω是波的频率。大量实验数据与该谱存在矛盾。实验经常显示衰减~ω^-4（Toba, 1973），（Donelan et al, 1985），以及（Hwang et al, 1999）。对此现象有多种解释方式。其中之一（由Banner提出（Banner, 1990））考虑了菲利普斯模型中底层波产生的表面环流引起的多普勒效应。本文使用解析和数值方法考虑了多普勒效应对任意平均谱的影响。虽然我们主要关注菲利普斯模型这一非常重要的情形，但所发展的技术和通用公式可用于分析其他谱。对于菲利普斯谱的特殊情况，我们得到了谱峰附近和高频区域的解析渐近式。结果针对谱的两种最重要的角度依赖性获得：各向同性和强各向异性。除了解析研究，我们还在广泛的频率范围内进行了数值计算。高频和低频渐近式都与数值结果非常吻合。结果表明，至少在低频时，由多普勒频移引起的谱修正可以忽略不计。在高频时，存在尾部~ω^-3的渐近式。