近30年影响天津的台风风暴潮分析

文章统计了近30年台风导致的天津沿海增水超过警戒潮位的风暴潮过程。认为导致天津增水的台风路径主要为渤海消失型和黄海型。同时分析了天津沿海发生台风风暴潮过程时风速风向变化。     

天津沿海风暴潮特征及其与环境要素的关系

文章利用塘沽海洋环境监测站55年的年极值水位计算重现期高潮位,其中100年一遇高潮位是595cm,1992年出现的高潮位593cm达百年一遇,文章分析了风暴增水与台风路径、气压、风浪以及地形之间的关系。台风风暴潮期间易产生"多峰"增水现象;温带风暴潮若是冷空气和温带气旋共同影响,则风暴增水较显著;天津近海有利增水的主导风向是ENE风,风力增大约3h增水最大。此外,随着地面沉降和海平面上升,风暴潮高潮位将会增大,围填海工程对风暴潮有一定的影响。     

波流耦合模型在风暴潮波浪增水推算中的应用

文章通过收集威海海域附近引起严重影响的台风资料,并以历时台风资料为样本,采用montecarlo随机模型重新生成12组台风。建立波流耦合数值数学模型,以台风为驱动要素,对风暴潮引起的波浪增水进行了分析计算,得到台风过程影响下威海沿海海域的风暴潮增水与波浪要素,将研究结果进行了验证和与实测数据进行分析比较,并将研究结论应用于部分工程的实践。     

基于WRF与MIKE-SW模式的连云港海域台风浪数值模拟

为准确模拟台风过境期间连云港海域波浪场分布,将大气模式WRF模拟的海面10 m风速作为波浪模式MIKESW的驱动风场,再现0713号台风过境期间波浪变化过程。数模与实测资料验证结果表明WRF模式成功复演了韦帕台风移动、风速变化过程,考虑风暴潮增水效应的MIKE-SW台风浪模型能够较好地反映台风过境期间海浪成长过程。     

风暴潮与波浪动态耦合三维港池模拟研究*

风暴潮是发生在海洋沿岸的一种严重的自然灾害，通常会伴有大浪，二者的耦合作用极大地威胁着沿岸地区的安全。以往对近岸承灾体海洋动力灾害的研究大多集中于单一致灾因子的影响，多采用恒定水位和定常波浪要素，对风暴潮与波浪耦合效应及其对海堤承灾体动力响应的研究不足。采用9711号台风在宁波北仑海域引起的风暴潮潮位及波浪过程，通过将连续的风暴潮水位变化过程与波浪过程进行叠加，模拟真实的动态潮位过程，在三维港池实验室中实现风暴潮和波浪的动态耦合模拟，为相关模型试验的开展提供参考。     

连云港海域“达维”台风风暴潮数值模拟*

“达维”台风是建国以来登陆长江以北地区最强的台风。应用Jelesnianski台风参数模型、MIKE-SW波浪模型和MIKE-FM潮流模型,研究该台风在江苏海域登陆过程中台风浪、风暴潮的分布特征。计算结果表明,台风参数模型和台风浪模型验证较好,能够为风暴潮模拟提供准确的动力条件。台风过境期间,连云港海域最大风速超过40 ms,产生明显的海面强烈上升现象,台风中心附近水域最大风暴增水为1.7～1.8 m,高潮时刻风暴增水为0.6～0.7 m。该模拟系统能够准确模拟台风过境期间连云港海域风暴潮变化过程,对防灾减灾的数值预报具有重要价值。     

江苏海域“达维”台风风暴潮数值模拟试验研究

为提高风暴潮的模拟精度,将台风风场模型与NCDC背景风场进行叠加,考虑天文潮对风暴潮的影响,应用二维水动力模型MIKE21模拟了1210号台风"达维"(Damrey)期间江苏海域的风暴潮增水。比较不同气压场公式及不同最大风速半径公式构造出的风场模型对模拟结果的影响,选取最优组合分析台风对江苏海域流场的影响。结果表明,模型能较好地模拟台风期间的风暴潮增水,利用Holland气压场公式与江志辉最大风速半径公式模拟风场的计算结果更符合实测值。     

波浪与潮汐耦合模拟技术研究

波浪与潮汐耦合模拟技术相关研究,可为沿海防灾体系建设、灾害评估、预警及应对等提供技术支撑,对预防和减轻沿海台风暴潮和台风浪灾害具有重要的意义。回顾风暴潮和波浪物理模型试验的研究成果,分析波浪与潮汐耦合模拟的最新研究进展和发展趋势,通过将连续的风暴潮水位变化过程与加密离散后的波浪过程进行叠加,用造波机和生潮设备连续生潮造波的方法,在水槽中实现了潮位和波浪的同步变化,从而在实验室中实现波浪与潮汐的耦合模拟,并将之应用于模拟实例。     

洪水对长江口风暴潮的影响

河口地区容易遭受洪水和风暴潮复合作用的影响。通过对长江大通站流量长周期序列分析,采用FVCOM建立三维河口风暴潮模型,研究了长江口风暴潮对径流的响应。结论如下：1)长江口天文高潮位(风暴高潮位)随径流的增加而抬升,两者线性关系极强,可为河口洪水和风暴潮的预报提供参考。2)对于给定的天文潮(风暴潮)情景,水位增长率只与站点所在位置有关,且越往上游水位增长率越大。3)风暴增水在江阴段取得峰值,在江阴以上的感潮河段随着流量增大而减小,在江阴以下的河口段变化不明显。     

“韦帕”台风过程中南黄海海域流场研究

台风经过海域时,会造成海面强风以及特殊分布的波浪场,可能引起潮流场的强烈变化。为深入探讨台风过程中流场的变化,研究风应力与辐射应力对潮流场的作用,选用WRF模型、第三代海浪模式SWAN、三维水动力模型FVCOM,针对"0713"号"韦帕"台风期间的台风风场、潮流场、波浪场进行数值模拟。结果表明WRF-SWAN-FVCOM模式能够较好地模拟"韦帕"台风期间南黄海海域流场。波浪和流场受旋转台风影响均出现旋转特性,但与台风旋转风场有一定延迟。与纯潮流场相比,风应力和波浪辐射应力对表层流场产生明显影响,风场影响最为显著,波浪辐射应力使南黄海海域沿岸流发生一定增大。     

登陆台风对长江口口门水域的影响

针对登陆台风对长江口口门水域产生的影响问题,采用统计学方法对3次登陆台风期间现场采集的长序列定点观测资料进行系统分析。结果表明,台风登陆后有效波周期减小至常态天气水平,未出现长周期涌浪;台风登陆前水位抬升,最大增水与最大有效波高均出现在登陆前高潮时;台风登陆前有效波高在2 m以上时,波浪对口门处由南向北的横向流速分量起到抑制作用;其他时段,口门处由南向北的横向流速分量变化与涨潮过程一致。     

Empirical relation between the typhoon surge deviation and the corresponding typhoon characteristics: a case study in Taiwan

The relation between typhoon surges and typhoon characteristics measured at Kenfang Tidal Station on the northeast coast of Taiwan was studied in this paper. Typhoon characteristics include the typhoon center atmospheric pressure, the typhoon near-center wind speed, the typhoon storm radius, the distance between the typhoon center and the tidal station, and the typhoon approach tracks. The results show that the typhoon surge deviation is strongly dependent on typhoon characteristics. An empirical typhoon surge formula is proposed in terms of the typhoon wind speed, the typhoon storm radius, and the distance between the typhoon center and the tidal station. The coefficients in the empirical formula were evaluated, based on the measured typhoon surge data at Kenfang Tidal Station. The storm surge deviations at Kenfang Station during Typhoons Doug (1994) and Herb (1996) estimated using the proposed empirical formula were compared with the measured data as well as with the results of a numerical study.     

Influence of model domain size,wind directions and Ekman transport on storm surge development inside the Chesapeake Bay: A case study of extratropical cyclone Ernesto, 2006

The Chesapeake Bay is vulnerable to severe flooding caused by hurricanes and strong Northeasters. A 3D storm surge model of the Chesapeake Bay is developed for studying the impact of model domain size, wind directions and Ekman transport on the storm surge in the Chesapeake Bay. The model encompasses the Chesapeake Bay and the US East Coast shelf to reduce the influence of model domain size on surge prediction inside the Chesapeake Bay and to account for both local and remote wind effects. This study used 3D model experiments, with respect to different wind directions, to diagnose the relative influences of the local and remote wind effects and Ekman transport on spatial surge distribution during storm events. The model results confirmed that spatial surge distribution can be well explained by the superposition of two distinct physically driven mechanisms during a storm event: incoming surge wave caused by remote effects and local wind forcings. A large model domain is a necessity for predicting storm surge accurately inside the Chesapeake Bay. The model results suggest that the interactions of the incoming surge propagating into the Bay and the local wind forcing from N and NE directions result in an enhanced setup in the lower to middle portions of the Bay, whereas the superposition of incoming surge and the local wind forcing from S and SE directions enhance the surge in the upper Bay region. A combined northwesterly wind over the middle to upper portions of the Bay and southwesterly wind over the lower Bay can cause a large setdown throughout the entire Bay. The Ekman setup along the coast contributes significantly to the water level variations during storm events. It enhances (reduces) surge inside the Bay under the wind forcings from N and NE (SW, S, and SE) directions.     

两次气旋影响风暴潮过程的天气学特征分析

滨海新区风暴潮灾害日益频繁,在统计历史风暴潮及强增水个例的过程中发现了一些规律。主要结论:两次过程在发生风暴潮最高潮位之前的一个天文低潮位时增水出现激增的现象。两次过程高空形势都是一槽两脊。地面形势为江淮地区锋生形成闭合气旋。两次过程气旋移动路径非常相似,均由江苏境内北上,沿山东沿海向东北登陆朝鲜半岛。两次过程增水的激增也都与气旋北移有密切关系。塘沽站与成山头站海平面气压差与增水有较好的相关性。     

大连长兴岛北港区波浪条件数值模拟研究

利用国际通用的MM5风场模式和SWAN浪场模式,通过推算影响工程海域的台风和寒潮大风天气过程,得到工程海域-30 m等深线处不同重现期设计波要素,然后采用MIKE 21 NSW和BW波浪数学模型,对工程规划方案设计波要素和港内波况进行了计算。结果表明:工程受N向和NNE向风浪影响相对较大,外海波浪传播至防波堤处无明显衰减;设计高水位重现期50 a时防波堤处最大H1%约7.3 m;防波堤对港内围堰掩护较好,建成后港内波浪条件明显改善。     

通州湾区域用海对近岸波浪场的影响

采用CCMP背景风场与Holland梯度风场模型叠加构建新的SWAN驱动风场,对台风"梅花"期间东中国海的波浪场进行数值模拟,并结合卫星数据进行验证,讨论了拖曳力系数饱和值的最适选取,以给小范围提供最佳波谱边界。运用SWAN自嵌套进行小范围数值模拟研究,结合波浪测站实测数据进行对比,对区域用海后保留通道的两种方案进行对比分析。结果表明,台风期间保留西通道较东通道有效波高更小,所取特征站位平均减幅0.10m,最大降幅达0.25m。     

基于WRF-SWAN模式的韦帕台风波浪场模拟

为获取更为准确的台风过程波浪模拟结果,将中尺度大气模式WRFD海面以上10 m处风速资料作为驱动风场提供给第三代海浪模式SWAN进行波浪计算,模拟了0713号"韦帕"台风的波浪场过程。模拟和实测资料比较结果表明WRF模式能较好地模拟韦帕台风过程,给SWAN模型提供高精度风场资料,WRF-SWAN模式能够较好模拟韦帕台风过程中海浪的演化和传播。     

台风波高重现值的泊松最大熵分布估计

以日本中城湾观测站实测台风过程出现的最大波高序列为例,提出了泊松-最大熵复合极值分布,并将其用于计算台风海浪的重现值波高.采用年极值法与过阈法对台风波高进行长期统计分析.计算结果表明:观测时段相同,阈值的选取对重现值的估计影响不大.而阈值相同,抽样时段的长度对重现值估计的影响较大;若样本时段较短,但极值波高的最大值包含于其中,则估计得到的重现值偏大,该结果对于结构设计是偏安全的.     

茂名港区工程海域波浪特性分析

通过对茂名附近海域不同测波站短期的波浪资料进行统计分析,结果表明:该海域常浪向为ESE—SE向,强浪向为E—S向,大浪主要为台风浪;波浪年平均有效波高不超过1.5 m,年平均波周期在6 s以下,存在平均周期8 s以上的波浪。