波浪对台风风暴潮过程的影响分析

利用胡克林等建立的长江口及邻近海域的二维风暴潮数值计算模式,对2007-2008年有较大影响的4次台风风暴潮进行加波浪和不加波浪的后报计算.将计算结果与实测资料进行比较分析,得出结论:波浪对于风暴潮的影响程度取决于台风的路径、登陆地点和不同时刻.在台风登录前后一两天内,加波浪计算比不加波浪计算出的风暴潮水位精度总体要高;当台风传播到近岸时,波浪破碎对近岸增水影响较大,需要加波浪计算台风风暴潮;对南登陆北上转出型台风风暴潮计算时需加波浪,而对南登陆型可不必加波浪,以提高计算效率.     

TRMM卫星LIS闪电资料在数值模式中的应用

利用热带降雨测量卫星（TRMM）上闪电成像仪（LIS）和测雨雷达（PR）资料,得到了LIS闪电发生率与PR对流降水之间的统计关系。将由LIS闪电数据反演的对流降水等资料,连续同化加入到改进的区域预报模式（ARPS）的初始场中,对江淮流域暴雨进行模拟,结果显示暴雨的中心位置和强度预报都得到了明显的改善。     

长江口与杭州湾风暴潮三维数值模拟

基于改进的河口海岸和海洋三维数值模式ECOM-si，加入台风模型气压场和模型风场，同时考虑径流、天文潮与风暴潮耦合作用，数值模拟了TC9711（Winnie），TC0012（Prapiroon）和TC0014（Saomai）三个台风期间长江口和杭州湾的水位过程.与观测资料比较，模式较好地再现了台风期间的水位过程，采用Fujita（藤田）气压场公式计算的结果比Fujita Takahashi（藤田 高桥）气压场公式下的计算结果更符合实测值，并在上述3个台风期间计算水位值与观测值的均方误差分别为42.5 cm，41.7 cm，35.5 cm.     

磁暴对夜间中低电离层影响的数值模拟

从电子连续方程、电子运动方程以及离子运动方程出发,选用IRI-90电子浓度为磁暴初始时的浓度,并采用HEDIN-90剪切时变中性风模式,对中低纬电离层F层在磁暴期间的变化形态进行了数值模拟研究.模拟结果表明:磁暴会引起电离层产生不同程度的扰动,在磁暴时存在的东西方向电场的作用下,电离层F层峰产生垂直漂移.不同情况的模拟表明:不同强度的暴时电场会对电离层F层产生不同的影响,并且纬度越低F层受暴时电场的影响越大,这与磁暴期间观测到的电波实验现象一致.     

开封市一次暴雨的数值预报效果检验

利用EC模式和T639模式对2010年7月17—19日开封市暴雨进行了模拟,并将模拟结果与实况进行对比,发现两种模式在降水的落区和强度上均有较好的表现.在动力场和风场上的模拟结果虽然与实况略有偏差,但主要的降水系统与相差不多.与中尺度模式MM5的模拟结果则表明,在短期临近预报中,中尺度模式的效果更好.     

渤海湾西南海域潮汐风暴潮数值模拟

基于有限元方法,采用三角形网格,建立了一个高分辨率的潮汐风暴潮数学模型,该模型对复杂岸线和建筑物布置有较好的描述．通过实测资料对该模型进行了验证,验证结果表明该模型能很好地应用于潮汐风暴潮数值模拟．利用该模型对渤海湾西南海域几次潮汐风暴潮过程进行了研究,研究结果表明,持久的偏东大风是该海域风暴潮发展、演变的重要因素,大风引起的增水和风吹流是该海域泥沙输运的主要动力因素．     

东海风暴潮数值预报模式参数的敏感性分析

设计两个模拟台风,以北上型台风路径对东海风暴潮数值预报模式进行敏感性分析。采用高桥水文站的风暴潮计算结果,分析了台风引起的最大增水及出现时间对台风中心经度、纬度、中心气压和最大风圈半径的敏感程度。结果表明,最大风暴增水的数值对台风中心纬度并不敏感,对台风中心气压、最大风圈半径有一定的敏感,但也并不显著,而对台风中心经度最为敏感。最大增水出现的时间则对台风中心气压、最大风圈半径并不敏感,对台风中心经度和纬度较为敏感,尤其是纬度最为显著。在设计的两种模拟台风中,最大增水出现的时间表现出对台风中心纬度以及台风移速更为敏感.     

基于模型耦合的北部湾风暴潮增水与风浪模拟研究

台风风暴潮引发的增水和风浪效应是造成沿海低地灾害和损失的重要因素。本文设计了区域嵌套、波-流耦合的有限元数值模拟系统,对北部湾及附近海域风浪和增水过程进行有效模拟,精度达到应用要求。结果表明北部湾在台风影响下引起明显风浪和增水效应。台风中心风浪较小,仅1 m以内;而台风臂扫过海域风浪较大,可达9 m以上。最大增水海域出现在北部湾东侧靠近琼州海峡附近,可达2.5 m。风浪与增水叠加具有非线性效应,最大增水与最大风浪出现时间如与大潮高潮位相遇易形成超高水位,将对北部湾沿岸低地造成巨大淹没风险。本研究意在突破北部湾现有模型局限性,为进一步深化科学研究和工程应用提供基础数据。     

The program structure designing and optimizing tests of GRAPES physics

According to the modularization and standardization of program structure in Global/Regional Assimilation and Prediction System （GRAPES）, the plug-compatible and transplantable regional meso-scale and global middle-range physics software package is established. The package＇s component integrality is comparative with the other advanced models physics. A three-level structure of connecting GRAPES physics and dynamic frame has been constructed. The friendly interface is designed for users to plug in their own physics packages. Phenomenon of grid-point storm rainfall in numerical prediction is analyzed with the numerical tests. The scheme of air vertical velocity calculation is improved. Opti- mizing tests of physics schemes are performed with the correlative parameters adjusting. The results show that the false grid-point storm rainfall is removed by precipitation scheme improving. Then the score of precipitation forecast is enhanced.     

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。     

卫星资料在中尺度模式ARPS中的应用

利用美国“风暴分析预报中心”开发的中尺度模式ARPS (Advanced Regional Prediction System)的资料分析系统ADAS (ARPS Data Analysis System),成功地把地面报文资料和卫星 红外云图资料加入到数值模式中。通过加入卫星资料的综合云分析过程能够改善水汽初始条件,进而得到更准确地反映中尺度特征的初始场。对一次暴雨个例的模拟对比试     

The early-warning effects of assimilation of the observations over the large-scale slope of the “World Roof” on its downstream weather forecasting

To improve the numerical simulation of the severe snow storms occurred in the south of China and the middle/lower reaches of Changjiang River during January of 2008, the observations from the automatic weather stations (AWS) over the Qinghai-Xizang Plateau (QXP) and its surrounding areas were assimilated into the Weather Research and Forecasts (WRF) model using multi-cycle 3-dimensional variational data assimilation (3DVAR). Due to the large-scale special topography of the QXP and its surrounding areas which may reach up to the mid-troposphere, the AWS located at different height on the deep slope of the plateau are different to those located on plains and take a role analogous in some extent to that of radio soundings in obtaining the vertical “profile” information of the atmosphere, and have the advantages in the aspects of sampling frequency, location/height fixing, and synchronization. The information captured by these AWS may carry the early-warning “strong signals” in the upstream sensitive area for the downstream weather systems to the east of the plateau and thus the assimilation of these AWS data is expected to lead to significant improvements on the simulation of the severe weather system occurred in its downstream areas through adjusting the 3-dimensional structures of the atmospheric thermal-dynamics for the initial conditions of the model. This study indicates that the assimilated information of moisture, temperature and pressure carried in the observations of AWS over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding areas is very important and useful in the forecasting of precipitation in its downstream areas. Supported Jointly by National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 90502003 and 40625017), LaSW Project (Grant No. 2008LASWZI04), the Key Project of AMS (Grant No. 2008Z006), the JICA Program and the International Sci-Tech Cooperative Project (Grant No. 2007DFB20210)     

基于弱耦合求解方法的排水管网底泥输运模拟

通过将SWMM(storm water management model)模型与底泥输运模型耦合计算实现对于排水管网底泥输运工况的模拟。利用该耦合求解方法,底泥输运过程对于管渠过流断面以及水流中污染物浓度的影响均可进行定量计算。耦合计算过程中全局时间步长由SWMM的时间步长确定,通过对底泥输运模型进行适当的调整使其适应SWMM时间步长,从而实现模拟的数值稳定性,避免了底泥输运模型出现过度沉积或过度冲刷引起数值不稳定的情况。该模拟方法通过2个案例进行了验证。通过案例的模拟结果可以看出该耦合过程可以给出稳定且合理的模拟结果,可以模拟管渠底泥的沉积及冲刷的过程以及其对于管渠过流断面及污染物浓度变化的影响。相较于单纯的SWMM模拟结果,耦合模型可以给出更加准确的模拟结果。     

多普勒天气雷达单PPI探测强风暴的方法

利用天气雷达准确而快速地识别强风暴一直是进行强天气预警的关键组成部分。针对目前多普勒天气雷达探测强风暴方法在实际应用中存在的问题，提出了利用单PPI资料进行强风暴识别的方法，在综合利用多普勒天气雷达强度场、速度场、谱宽场资料及缩短探测时间方面进行了尝试。应用实际资料进行的效果检验表明：与现有强风暴识别方法相比，单PPI识别方法的结果准确率达87．5％，虚警率为22．2％，同时具有节省探测时间、快速发布警报的优点。     

2007年夏季河套地区两次区域性大暴雨过程模拟分析

以2007年夏季发生在河套地区的两次大暴雨天气过程为对象,利用MM5中尺度数值预报模式对其发生发展过程进行数值模拟,通过与实况对比,表明模式对暴雨落区的模拟是成功,然后利用模式输出结果对暴雨形成机制在影响天气系统、水汽输送、不稳定层结和动力条件等方面进行了诊断分析。结果表明,两次大暴雨都发生中高纬十分稳定的环流形势下,在第一次暴雨过程中,西北涡和低空西南急流是其主要影响系统,低涡东侧的辐合和低层暖湿气流为暴雨的发生提供了良好的动力和水汽条件;在第二次暴雨过程中,500hPa切变线为其主要影响系统,高层强烈的抽吸作用为暴雨区提供了强劲的上升运动,弱冷空气与低层暖湿气流之间形成强烈位势不稳定为暴雨的发生发展提供有利的条件。第一次暴雨过程中一直有高通量水汽输入,水汽由来自孟加拉湾和南海的两股偏南气流合并而成;第二次暴雨过程的水汽有台风"帕布"东北侧的偏东气流输送。与第一次暴雨过程无冷空气作用不同,第二次暴雨过程中由于有弱冷空气侵入触发了不稳定能量释放,更有利于暴雨的产生和形成。低层螺旋度正值区与未来12～18h暴雨落区有较好的对应关系,暴雨区高层为螺旋度负值区,螺旋度这种高低层耦合是触发和维持暴雨的动力机制。     

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     

Mackenzie三角洲风暴相关的海岸水动力现象

针对西北风和东风这2种强风在Mackenzie三角洲开敞水域时期占主导地位的特点,运用SWAN模型对1次西北向风暴过程中的风暴浪进行模拟,并基于实测风、流数据和MODIS数据对2次东风引起的海岸水动力现象进行分析。结果表明:西北向风暴影响水域中上层的波浪和强流,引起明显的波浪增水和波能耗散;东向风暴可以引起从海表到海底的强流,甚至强度较弱的持续东风都可以引起上升流和水体混合;西北风和东风都会使水底的细小泥沙发生运动。     

9417号台风对温州造成灾害的因子分析及预防对策

１９９４年８月２１日，９４１７号强台风在温州梅头登陆，造成极其严重的灾害。本文通过现场调查，对风暴增水，洪水，风，波浪等台风的主要因素进行过滤分析，并就其预防对策进行了探讨。     

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。     

分时段地形增强因子法在山区PMP估算中的应用

在山区可能最大降水研究中,关键是如何估算地形对暴雨的影响.本文首次提出一种定量估算地形对暴雨影响的方法.该法基于天气-气候分析和实测降雨的统计分析,利用二维差分近似估算出特定流域地形对暴雨影响的大小及其时、空变化过程.通过海南岛昌化江流域山地PMP估算的实例,发现地形对暴雨影响的大小及其空间分布是随着历时而变化的.应用此法不仅能估算出山岳区的PMP数值,而且能绘出符合成因分析的PMP等雨量线的时、空变化情况.本文还结合实例分析,指出了"分时段地形增强因子法"在暴雨移置研究中的应用前景.