Ozeanographie ist die wissenschaftliche Untersuchung von Meereswellen und -strömungen und wird durch die Wirkung der Ozeane auf das globale Klima mit der Wettermeteorologie verbunden. Schiffe und andere Meeresinteressenten benötigen Informationen über Meeresströmungen und Wellen für Schifffahrtsrouten und den Schutz von Häfen und Marinas. Wissenschaftler haben eine signifikante Wellenhöhe entwickelt, um konsistente Informationen für Karten und Vorhersagen anzuzeigen. Die signifikante Wellenhöhe (Hsig) ist die durchschnittliche Höhe von einem Drittel der höchsten Wellen während einer bestimmten Zeit, normalerweise weniger als 30 Minuten.
Die Höhe einer Welle ist definiert als die Differenz zwischen ihrem Wellenberg und ihrem Wellental. Ein Kamm ist der höchste Punkt einer Welle, und das Tal ist der niedrigste. Meeresbojen können diese Unterschiede mit Instrumenten messen, und geschulte Beobachter können visuelle Schätzungen vornehmen. Wellen variieren stark in Höhe und Richtung, insbesondere in Buchten oder Kanälen, in denen sich Wellen auf komplexe Weise bewegen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass Hsig mit der Verschiebung der Meeresoberfläche zusammenhängt, einem statistischen Durchschnitt der vertikalen Bewegung der Oberfläche im Laufe der Zeit. Wissenschaftler können die Oberflächenverschiebung mit Lasern oder schwimmenden Instrumenten messen und die Daten verwenden, um die signifikante Wellenhöhe zu berechnen. Die berechneten Werte stimmen gut mit visuellen Bestimmungen von geschulten Beobachtern überein.
Ein für historische Aufzeichnungen verwendeter Wert ist die maximale signifikante Wellenhöhe. Dieser Wert ist die höchste gemessene Wellenhöhe, die während Hurrikans oder großen Stürmen beobachtet oder gemessen wurde. Daten können verwendet werden, um aufgezeichnete Stürme zu vergleichen und Wellenhöhen und daraus resultierende Sturmschäden zu vergleichen, insbesondere entlang von Küsten oder Buchten.
Schiffbauer müssen Hsig bei der Konstruktion neuer Schiffe berücksichtigen. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden signifikante Wellenhöhen von mehr als 36 Fuß (11 Meter) nicht für die Schiffskonstruktion verwendet, und extreme Wellen wurden als 2.3-fache der signifikanten Wellenhöhe angesehen. Meeresdaten zeigten, dass signifikante Wellen von 65 Fuß (20 Meter) und noch mehr möglich waren, mit extremen oder bösartigen Wellen weit darüber. Da immer neue Schiffe gebaut werden, müssen die Höhendaten und die daraus resultierenden Belastungen durch extreme Wellen regelmäßig überprüft werden.
Die Veränderung des globalen Klimas zu Beginn des 20. Jahrhunderts führte zu einer Überprüfung der Hsig-Daten und deren Veränderung im Laufe der Zeit. Der Meeresspiegel könnte steigen, wenn die globalen Temperaturen steigen, was zu höheren Gezeiten und Wellenhöhen führt. Einige Wissenschaftler sagten aufgrund der höheren Meerestemperaturen größere Sturmintensitäten voraus, was zu neuen Spitzenwellendaten führte. Meeres- und Küstenlandinteressenten untersuchten diese Auswirkungen bis ins 21. Jahrhundert und versuchten herauszufinden, welche Auswirkungen sich ändernde Wetterbedingungen auf Menschen und Gebäude haben.