海洋极端环境条件及平台安全性研究是海洋工程设计、建造中需要考虑的关键问题。在全球气候变化背景下，对台风及台风引起的巨浪等极端海洋环境条件及该条件下平台的响应情况进行研究对海洋工程设计具有十分重要的意义。本文通过对热带气旋的数据统计及波浪演化过程的数值模拟，给出了我国南海地区平稳及非平稳过程下台风的极值风速及其过境时南海地区波浪参数。进一步的，我们计算了南海地区典型半潜式平台在极端大风及巨浪作用下的风载荷、波浪载荷和响应情况。本文围绕以上中心展开了以下4个方面的工作：　　 1．系统总结了全球气候变化背景下西北太平洋及南海地区热带气旋活动趋势特征，并首次提出了“热带气旋非平稳随机过程”的新概念。通过对收集到的1945-2008年的西北太平洋热带气旋数据进行统计分析，给出了西北太平洋和南海地区热带气旋风速、能量耗散系数和年发生频次趋势特征及热带气旋发生的空间分布特征。　　 2．建立了非平稳过程下的极值风速预报模型。在全球气候变化的背景下，热带气旋的活动增强，用传统的平稳极值理论对热带气旋极值风速求解是不合理的。通过对极值理论的发展，我们建立了非平稳过程下极值风速的预测模型，得到了平稳及非平稳过程下的西北太平洋及南海地区不同重现期的极值风速值并进行了比较。另考虑到热带气旋发生的空间分布不均匀性，我们也给出了不同重现期极值风速的空间分布特征。　　 3．讨论并改进了现阶段通用的海浪预报模式WAVEWATCHⅢ。通过研究分析波龄及飞沫对阻力系数、波浪传播方向对海浪能量耗散的影响，我们对WAVEWATCHⅢ模式波作用量守恒方程中了风能输入项、耗散项进行改进。通过对0814号台风“黑格比”经过南海时波浪演化过程进行模拟，给出了现阶段最好的海浪预报方案。在此基础上，我们利用改进后的WAVEWATCHⅢ模式对南海地区平稳及非平稳过程下50年、100年、200年一遇台风引起的波浪演化过程进行了计算，为海洋工程设计提供重要的波浪参数。　　 4．计算了我国南海地区典型半潜式平台在平稳及非平稳过程下的风载荷、波浪载荷和响应情况，以期为海洋工程设计改进规范提供科学依据。