随着全球人口的增加,陆地上的资源已经难以满足需求,海洋正在成为人类的资源基地和第二生存空间。海洋资源开发利用首先依赖于海上工程设施,但随着海洋开发利用的规模日趋复杂和庞大,近海油气开发不断向深水发展,这些海上结构物有可能承受实际海况下强非线性波浪的作用,反常波就是这样的一种波浪,它波高极大,波峰尖瘦,能量很集中,其波峰的速度远远大于同等波高的其他波浪,破坏力极大。因此,研究反常波的基本特性、演化过程、生成机理、内外部结构、对于相关范畴的理论研究及其工程应用、并最终减少或者避免这种对人类有潜在威胁的波浪的危害具有重要意义。本文首先介绍了了反常波的定义、基本特征,及其研究现状,之后从空间聚焦、色散聚焦、波流相互作用、非线性调制、波与波相互作用等几个方面介绍了海面反常波的产生机理。在海洋学中,利用谱以随机过程来描述海浪是进行海浪研究的主要途径之一,本文在介绍了几种常用的海谱之后,提出了将长短波非线性调制后的海浪看成变幅、变频、变波长海浪的思想。该思想的核心在于:短波受长波调制,反过来长波参数受短波的影响变成“非线性长波”,其幅度、频率等参数随时空变化而改变。为实现非线性长波海面模型,本文提出了“非线性长波”离散化技术。论文提出了一种计算反常波海面参数和其色散关系的数值方法。该方法将反常波海面看成变幅变频的波列,在各个具体时间空间点用不同参数的延拓正弦波进行插值。并在具体的时间空间点处,根据海面及其一阶、二阶导数关系,求出相应的延拓正弦波各个参数。论文针对已提出的具体空时点的反常波非线性海面参数初值计算方法,根据推导出来的有关公式,以一种解析反常波表征函数为例,推导并数值计算了具体反常波海面的波数、角频率、波幅等参数,同时也提出了奇异点的处理方法。通过与小波分析和Hilbert变换等方法进行的比较,给出了本数值计算方法的优点。论文的最后对所做的工作进行了总结,指出存在的问题和今后继续研究工作的思路。