福建沿岸台风暴潮数值实验

福建沿岸风暴潮灾害严重,为研发具有快速预警能力的福建沿岸风暴潮漫堤预警辅助决策系统,建立了福建沿岸台风暴潮数值模型,并对31个历史台风引起的福建沿岸风暴潮进行了后报模拟,结果与实际较为吻合.进而分别就台风前期近中心最大风速、前期中心移动速度和前期中心移动方向对后期增水的影响进行了数值实验.结果表明:在预报的台风参数的可能变化幅度范围内,前期台风参数对后期增水的影响较小.实验获得的最大绝对差值均远小于一般的风暴潮后报误差.     

北部湾三维风暴潮模拟

模型以经Ｓｉｇｍａ坐标变换后具有自由表面的三维非线性Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程为基本方程,采用紊流封闭模型求解垂直方向紊动粘滞系数,建立了一个北部湾的三维风暴潮模型。应用该模型对典型的８００７号及８４１０号风暴潮进行了模拟,风暴潮位的验证较好,并获得了风暴潮流的空间结构特征,揭示了台风引起的北部湾沿岸海水交换。     

计算域的选取对风暴潮数模拟的影响

作者以7203号台风过程中引起的黄海沿岸水文测站的风暴潮过程为例,选取不同计算域,模拟计算的同一测站的风暴潮增水值有很大差异,只有选取整个黄渤海海域,才能得到较精确的风暴潮增水结果,从而揭示在封闭或半封闭海域中由风暴过程激发的区域自由振荡,是风暴潮增不容忽视的量,说明该海域中的风暴潮过程是海域整体效应的向应,因此认为数值模拟中计算应选取整个封闭或半封闭海域。     

渤海湾滨岸风暴潮沉积

风暴潮是渤海湾常见的一种灾害性事件,它不仅给沿海地区造成巨大危害,同时还对滨岸地貌、沉积产生深刻影响．本文分析了渤海湾风暴潮的形成机制及其滨岸沉积作用,在大量资料分析研究的基础上,揭示了渤海湾沿岸潮上带低洼平原、贝壳堤及海河口风暴潮沉积的特征     

渤海湾滨岸风暴潮沉积

风暴潮是渤海湾常见的一种灾害性事件,它不仅给沿海地区造成巨大危害,同时还对滨岸地貌、沉积产生深刻影响。本文分析了渤海湾风暴潮的形成机制及其滨岸沉积作用,在大量资料分析研究的基础上,揭示了渤海湾沿岸潮上带低洼平原、贝壳堤及海河口风暴潮沉积的特征。     

东海沿岸台风及风暴潮灾害特征及成因

基于东海沿岸4个验潮站的风场、潮位观测资料以及Unisys Weather的312次台风路径观测资料,对东海沿岸台风的路径、发生频率以及风暴潮增水特征进行系统分析。结果表明：西北行台风占台风总数的96%,造成的灾害约占灾害总数的80%;风暴潮灾害的第一显著周期为5 a,同时具有与厄尔尼诺现象相关的11 a 显著周期;东海潮位有逐年增加的趋势,平均3 cm/a,最大达5 cm/a;台风期间主要为东风和南北风向,这种风向使得水体向岸或者沿岸输运,在一定程度上增加了增水的程度。     

渤海风暴潮过程的数值模拟研究

基于三维近海海洋模式——FVCOM(the finite volume coastal ocean model)海洋动力学模型,利用中尺度气象预报资料WRF(the weather research forecasting model)风场数据和网格嵌套方法,通过潮汐和风场共同驱动,建立了渤海风暴潮模型.对1997年8月的Winnie台风风暴潮进行数值模拟,研究了渤海风暴潮增减水及流场的时空变化特征.研究表明,渤海沿岸增水幅度较大,水位变化明显,潮流运动发生较大改变.利用模拟结果,研究了岸线变化对渤海湾风暴潮增水的影响.岸线变化后,曹妃甸港、天津港和黄骅港海域,风暴潮增水有不同程度的增加,渤海湾风暴潮灾害强度有增加的趋势.     

风暴潮漫堤风险分析——以茅洲河为例

重现期风暴潮灾害评估及最大可能风暴潮预测,对风暴潮灾害防灾减灾具有重要意义。本研究在分析实测资料基础上,构建南海潮汐风暴潮耦合模型,对历史上对茅洲河影响较大的风暴潮灾害进行计算分析,在验证准确的基础上对近20 a的106场风暴潮进行计算,得到每年的最大潮位值,采用极值Ⅰ型进行统计分析,得到不同设计频率风暴潮条件下的茅洲河水位,分析其漫堤风险。同时通过设计8个台风行进方向及5个登陆点进行风暴潮增水数值模拟实验,确定最大可能风暴潮移动参数及路径,分析最大可能风暴潮对茅洲河的漫堤风险影响。计算结果可为茅洲河综合治理提供重要技术支撑,同时也为应急管理和海洋、水利防灾减灾部门应急减灾提供决策参考。     

基于海气耦合模型的渤海湾风暴潮数值模拟

为了更加准确地对渤海湾沿岸的风暴潮进行数值模拟,研究构建了WRF-ROMS相耦合的海气耦合计算模型,耦合模型能在更加真实的动力环境下研究大气与海洋之间的相互作用.耦合过程中利用开源的耦合器和网格重建程序实现了海洋模式和大气模式之间实时的数据交换.基于所构建的海气耦合模型模拟了2003年10月中旬发生在渤海湾的一次典型寒潮.研究表明,海气耦合模型能够较好地模拟出渤海湾风暴潮期间温度场、风场、潮位以及潮流场的变化特征.强冷空气南下所形成的持续偏东大风是引发渤海湾寒潮的主要强迫动力,这是由渤海湾的地形以及岸线分布特点决定的.偏东持续性大风导致的风应力增水作用与天文大潮相叠加容易产生大型风暴潮,给渤海湾近岸地区的社会经济和人民生命财产带来巨大的安全隐患.     

海州湾开发活动的近岸海域环境效应分析

研究了海州湾沿岸开发活动对近岸水环境的影响,这些活动包括排污、取水及娱乐活动开发等.通过分析水质现状及海域使用功能现状,找出目前使用功能方面存在的矛盾;建议优化该海域的开发活动布局,调整环境功能区划,以促进各种使用目的的实现,可持续地开发利用海州湾的海洋资源.     

北仑河口北侧海岸环境演变与水动力学之间的关系

通过调查北仑河口北侧护岸工程的现状,分析研究海岸环境演变与水动力学之间的关系,发现北仑河口主航道向北岸偏移主要与由于科氏力作用产生的横向环流、夏季西南季风产生的强烈沿岸风浪流、台风强烈作用产生的风暴潮增水等这些动力条件有关。河口特殊地形的作用,河口区泥沙来源对河口主航道偏移的作用较小,但是人为干扰对加速主航道北侧河岸冲刷作用却不可忽视。     

气候变化影响下2050年广东沿海地区风暴潮风险评估

 随着气候变化的影响,广东沿海地区台风风暴潮灾害时空分布逐渐发生变化。本文根据近30年来广东沿海地区18个验潮站的风暴潮资料以及近60年来西北太平洋热带气旋资料,结合前人对西北太平洋热带气旋与海表温度关系研究以及对珠江三角洲地区海平面上升趋势的预测研究,利用ArcGIS空间分析技术,对2050年广东省沿海地区风暴潮淹没范围进行了预测,并对不同区域风暴潮的危险性进行了分析评价。从社会经济、土地利用、生态环境、滨海构造物和承灾能力5个方面构建风暴潮承灾体脆弱性评估体系,完善了广东省沿海地区风暴潮脆弱性指标预测模型,通过该模型对2050年该地区风暴潮脆弱性进行了评估。在未来气候变化影响下风暴潮灾害危险性评价和脆弱性评估的基础上,对2050年广东沿海地区风暴潮灾害风险进行了综合评估,绘制了该地区风暴潮灾害风险评价图。     

风暴潮作用下泥沙运动和岸滩演变研究综述

对风暴潮作用下泥沙运动和岸滩演变的研究进行了归纳、总结和评述,包括风暴潮作用下泥沙输移运动研究、泥沙运动相位滞后规律、风暴潮作用下岸滩演变规律以及作用后风暴剖面的恢复、海平面上升对岸滩演变的影响,探讨了风暴潮条件下Bruun法则的适用性。为了对风暴潮作用下泥沙运动、滞后效应和岸滩演变规律的机理有更加确切地把握,开展相应的实验室研究势在必行。而风暴潮的概化模拟是后续研究需要突破的方向。在海平上升的情况下,Bruun法则可能不再适用于风暴潮作用下的岸滩侵蚀研究。     

北部湾台风暴潮研究现状与展望

本文对国内外风暴潮的研究现状、进展进行了回顾;对广西沿海风暴潮的研究情况进行了评述。台风暴潮是广西沿海地区的最大海洋灾害,减少这种灾害损失是我们坚持不懈的目标。台风暴潮在广西有着显著的区域性特点:非周期性水位总是先减后增,增减水在港湾的强化与大气重力波密切相关。深入研究这些特殊性的规律,是减少风暴潮损失的必要手段。     

风暴潮灾害受灾人口与直接经济损失 评估方法研究进展

基于风暴潮致灾和成灾过程,分别对风暴潮灾害受灾人口与直接经济损失评估方法进行了综述.总体上看,国内外已建立多种风暴潮受灾人口和直接经济损失的评估方法,并开发了一些业务化评估系统.但国内风暴潮灾害损失评估所需数据比较缺乏,评估方法多是对潮灾损失与影响因素间的线性关系分析,对灾情的模拟评估较少,评估结果实用性较低.风暴潮灾情的评估应增强对历史灾情数据、现场调查数据、遥感数据和保险公司业务等数据源的融合和综合利用,加强对承灾体脆弱性定量评估的研究,通过建立风暴潮巨灾模型系统,实现对风暴潮灾情的实时动态可视化评估.     

渤海风暴潮研究进展简介

风暴潮的研究一直是人们关注的焦点,对其特征、活动规律及其发生发展的物理机制进行了深入探讨,尤其将渤海风暴潮作为研究重点。在简要回顾风暴潮国内外主要研究成果的基础上,重点总结了不同类型的渤海风暴潮以及影响风暴潮发生发展的主因,并在此基础上讨论了当前渤海风暴潮研究中存在的问题和未来的研究前景,以便进一步深入开展渤海风暴潮的研究,提高渤海风暴潮的预报准确率。     

广东沿海台风暴潮灾害的地理分布特征和风险评估(1949-2005)

根据1949—2005年广东沿海地区台风暴潮灾害资料,介绍了这50多年台风暴潮灾害情况,对台风暴潮灾害的地理特征进行分析,采用基于信息扩散技术的风险计算模型对汕头、汕尾、赤湾、黄埔、湛江和南渡6个验潮站的台风暴潮最大增水值序列分别进行了风险计算,并将其结果与基于风暴潮数值预报模型的计算结果进行对比,两种方法的计算结果均于实际风险情况吻合。     

长江河口沿海区域温带风暴潮预报模式的建立与应用

长江口地区既受到台风风暴潮影响,又受到温带风暴潮影响,而长江口地区温带风暴潮研究较少.因此,本文利用新一代中尺度大气模式——WRF,结合有限元二维水动力模型——ADCIRC,并耦合近海浅水风浪数值模型——SWAN,建立了一个长江口及邻近区域温带风暴潮预报模型.利用实测资料对温带风暴潮模型进行率定和后报检验,相对误差控制在10%之内.利用该模型,对温带风暴潮增水的特征及机制进行讨论分析,对比了风应力和气压对增水的贡献,并探讨了增减水对风向的响应,得到了一些有意义的结果.     

渤海湾二维温带风暴潮与波浪耦合数学模型

基于二维温带风暴潮控制方程和动量谱平衡方程理论,建立了二维温带风暴潮与Swan波浪计算模式相结合的波流耦合数学模型,研究了波浪辐射应力对渤海湾二维温带风暴潮过程的影响,通过对发生在该区域的2次温带风暴潮过程的模拟计算,得到了波浪辐射应力作用前后的风暴潮潮流、潮位变化过程,并与塘沽验潮站实测的潮位变化过程进行对比.结果表明:波浪辐射应力对不同风暴潮过程的影响程度不同,与风应力的分布规律有关;考虑辐射应力作用的波浪与风暴潮耦合模型的模拟潮位变化过程和实测潮位变化过程较吻合,波浪辐射应力对岸线附近潮流形态的影响较明显.     

江苏沿海精细化风暴潮模式研究与应用

针对江苏沿海易遭受风暴潮影响的现状,分析了江苏历史上台风风暴潮灾害特征.选用Holland台风风场模型计算风场为强迫场,通过目前被国际上广泛接受的水动力模型ADCIRC建立台风风暴潮模式.建立的江苏海域精细化风暴潮数值预报模型,结合江苏沿海岸线和地形变化特点,采用非结构网格技术对研究区域复杂海域进行重点加密,选取历史上影响江苏沿海典型的四个台风,进行江苏沿海精细化风暴潮后报检验.通过对影响江苏海域的不同时期的台风风暴潮过程的数值预报检验可以得出:台风风暴潮数值预报模型的后报相对误差为18.3%,预报相对误差不大于20%,能够较好的预报风暴潮过程的发展,刻画不同台风过程引起的风暴增水过程,实现了江苏省沿海台风风暴潮的3d数值预报.