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.     

基于GIS的风暴潮数值预报集成系统的研制

介绍了风暴潮数值预报与组件式GIS集成系统的设计目标、开发途径及其系统结构与功能模块;提出了基于GIS的海域地理信息数据库设计与开发的新思路;采用了自动分潮优化和嵌套网格的处理技术,提高了风暴潮实时预报的速度和精度.     

福建海岸台风暴潮数值预报方法的初步研究

台风暴潮数值预报的困难在于:一、临时上机费时颇长,导致预报时效缩短。二、面临台风袭击而不备有计算机的沿海台站不能采用数值预报方法。如果用数值计算方法,将各种可能强度、路径的台风所引起的增水事先算出,编成诺模图,上述困难即可克服。本文称这种图为“数值预报诺模图”。一般地说,由于计算和编图的工作量大,     

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.     

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.     

自忆模式中回溯时间积分格式有效性的数值试验

采用Rossby-Haurwitz波函数作初始场,利用准地转正压模式和以其作动力核导出的自记忆模式,分别运用普通中央差格式和回溯时间积分格式进行数值预报试验.结果表明,回溯格式能减小预报误差约2个量级;且其误差不随时间步长的增大而增加.因此,回溯时间积分格式可以提高预报精度,延长预报时效,并减少预报量.     

台风暴潮过程预报的一种模式的探讨

国内台风暴潮预报,绝大多数仍处于经验预报阶段,只报一个极值.随着科学技术的不断发展,已渐进为台潮机制研究,开始对过程预报进行探讨,以求在理论上阐明台潮生成的运动过程,并改进预报精度和增长预见期.本文通过海水滞留现象,用水动力学的方法,推导出一套台风暴潮过程预报方程,并考虑到浅海地形和涨落潮的影响,提出应用本方程应注意的问题.由于台风暴潮形成的自然条件十分复杂,加上目前台站的     

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。     

基于时效信息和深度学习的离港航班延误预测

针对离港航班延误预测问题,利用深度神经网络模型,结合时效航班信息数据和时效气象数据,提出了一种基于时效信息和深度学习的离港航班延误预测模型。利用真实数据开展数值试验,结果表明了所构建的延误预测模型可以在较短时间内获得较高的航班延误预测精度,并且具有较大的航班延误预测时效;同时随着延误时间阈值的增加,预测精度不断提高,损失值不断降低;尤其以60分钟为阈值时,模型的预测精度可以达到91.26%,说明了模型的有效性。     

渤海局部海域风暴潮漫滩计算模式—ADI干湿网格模式在渤海局部…

采用ＡＤＩ干湿网格模式和一种大小区嵌套式的数值计算格式，考虑了天文潮与风暴潮的非线性耦合效应，对渤海局部海域的风暴潮漫滩进行了数值模拟。模拟结果与实测结果符合良好，证实ＡＤＩ干湿网格模式对海湾风暴潮漫滩计算的可行性。指出ＡＤＩ干湿网格模式对预报淹水受灾范围具有应用价值。     

永暑礁风暴潮增水极值预报初探

本文基于南沙永暑礁1991～2003年共13年的热带气旋资料、逐时潮位资料和潮位预报资料,利用经验统计预报中的极值预报方法对永署礁的风暴潮增水极值预报进行了研究。结果表明：模型对从永暑礁右侧经过的热带气旋引起的增水极值的预报,精度较高。     

“桑美”超强台风风暴潮增水特征分析

为研究“桑美”台风风暴潮的增水特征，基于POM海洋数值模式，建立包含福建省、浙江省、江苏省在内的天文潮与风暴潮耦合数值预报模型，并以此模型计算浙江省南部至福建省北部9个站点在台风登陆期间的增水过程。结果表明，9个站点的增水曲线表现出3种类型:标准型、波动型、随机型。距台风登陆点最近的站点表现为标准型，稍远为波动型，台风边缘处表现为随机型；鳌江站具有远超其他站点的最大增水，而这一现象是台风登陆点位置、鳌江站的特殊地形、风暴潮与天文潮耦合作用等多种原因所致。     

2012年西北太平洋多台站台风预报误差比较分析

为了科学地确定台风浪和风暴潮预报时采用的台风参数,利用中央气象台、日本气象厅、美国国家天气局、香港天文台和中国台湾气象局发布的预报资料,对各台站发布的2012年发生在西北太平洋上25个热带气旋的预报成果总体误差进行了分析和比较,并就2012年出现的两次双台风的预报误差进行了个例分析。结果表明:就整体而言,台风路径预报中,香港天文台的24 h,48 h和72 h预报次数最少但精度最高,分别为85.8 km,129.8 km,209.0 km;台风强度(最大风速)预报中,中央气象台在不同预报时效的平均绝对误差最小(4.5 m／s,6.0 m／s,6.6 m／s)且预报最稳定。而对于双台风的移动过程和强度变化,各台站的预报精度水平不一。     

跳点法在风暴潮数值预报模型中的应用

将跳点法的基本思想应用于求解二维水位抛物型方程，从而构造了一种用于风暴潮数值预报的高效率差分格式。文中给出了这一格式的稳定性证明，并通过对实际风暴潮过程的模拟，证实了这一格式的稳定性和时效性。     

广西沿海8007号台风暴潮数值模拟及台风暴潮某些特性的分析

以广西沿海台风暴潮数值模型为基础，模拟了８００７号台风期间，广西沿海台风暴潮的生消过程，并对其某些特性进行了数值分析．     

风暴潮集成预报可视化系统设计和应用

结合实际的水文气象资料和台风预报产品,进行了系统需求分析、功能设计、界面设计、数值计算模块调用,运用VB,Fortran和Matlab开发人机交互界面;整合了数值预报、数据分析处理、图形图像和数据库功能,设计和建立可视化风暴潮预报系统.该系统可根据测站实况风速和水位值对模型的参数进行实时调整,作为例子,介绍如何利用该系统成功预报2005年0509号“麦莎”(Matsa)台风风暴水位.     

长江口风暴潮集成可视化预报系统的升级

运用VB.net、Intel Fortran等软件对长江口风暴潮集成预报系统进行升级与改进.引入SWAN并行计算模式,显著提高波浪模式的计算效率,解决了快速预报中考虑波浪计算的时效性问题.优化流场模式代码,进行模块化设计,提高流场模式的计算效率.对软件界面进行改进,增强了人机交互界面友好性,提高了软件兼容性与稳定性.通过5个台风暴潮的计算对比,结果表明新系统保持了原预报系统计算精度,并提高了系统整体预报效率.在本文的硬件环境中,不考虑波浪计算时,预报时间节省60%;考虑波浪计算时,预报时间节省68%.     

失事航天器高速入水砰击数值模拟研究

针对失事航天器入水砰击过程中水动力系数求解精度较低的问题,基于流体体积(VOF)多相流模型和自然空化条件建立了复杂结构物高速入水砰击数值模型,模拟圆柱体入水砰击过程,对砰击荷载、阻力系数、速度和加速度变化规律进行预报,并将数值模拟结果与试验结果进行了精度对比,验证了本研究方法的精确性.在此基础上以典型航天器为研究对象,...     

基于通用钟差模型的北斗卫星钟预报精度分析

卫星钟差参数的预报精度直接影响卫星导航系统的服务性能.影响卫星钟预报精度的因素有很多,其中钟差序列的建模质量是一个很重要的影响因子,只有最能反映星载原子钟自身物理特性和运行状态的模型才能获得更高的卫星钟预报精度.本文分析了北斗系统钟差序列的特性,提出了一种通用的钟差模型,该模型同时包含线性项、周期项和随机项,并且利用了AR模型对随机项进行建模,给出了周期项和AR模型参数的确定方法,该模型还能够根据实际星载钟特性进行退化与扩展.本文还给出了基于该模型的卫星钟预报方法,最后利用北斗实测数据进行了卫星钟预报精度分析试验,试验结果表明:所提出的通用模型能够最大限度地拟合钟差序列,从而大大提高卫星钟的预报精度,特别是针对一些稳定度较差的星载钟,实现了6 h预报精度2 ns,12 h预报精度5.5 ns.     

大偏心率椭圆轨道星上轨道外推的参数化模型

众所周知,数值方法和分析方法都可以用于轨道预报.一般而言,采用数值方法可以获得更高的精度,采用分析方法可以达到更高的效率.对于近圆轨道卫星,已有许多成熟的数值方法和分析方法可以用于轨道预报.而对于大偏心率椭圆轨道卫星,这些方法都有各自的局限性.传统的数值积分器工作效率较低;分析方法中多采用简化的力模型,因而可以达到的精度有限.为实现大偏心率椭圆轨道卫星的星上轨道预报,本文提出了一种解决方案.其核心思想是基于摄动分析解的表达式,尝试构造拟合公式,用不同的频率项反映摄动影响下轨道根数的周期变化和长期变化.最终以拟合和计算的过程代替求解微分方程,建立参数化模型,从而实现轨道外推.应用此模型时,将首先通过拟合公式对真近点角f、近点角距ω、升交点经度Ω、轨道倾角i和地心距r进行拟合与计算,然后利用这5个轨道根数计算出卫星在惯性坐标系下的位置矢量,得到最终的预报结果.为检验方法的可行性,本文利用该参数化模型对33颗闪电轨道卫星进行了轨道外推.对每颗卫星分别进行28组试验,每组算例的外推弧段为3天.数值试验结果表明,轨道根数f,ω,i与r的计算结果受到轨道偏心率的影响.3天内,轨道外推的位置精度一般约为百米级.