利用风暴潮数值模式计算重现期风暴潮的一种方法.pdf

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1、第31卷第aM海洋预报Vo1．31．NO．42014年08月MARINEFORECASTSAug．2014DOI：IO．11737／j．issn．1003-0239．2014．04。004利用风暴潮数值模式计算重现期风暴潮的一种方法张百超’，董剑希，吴少华(1．南京信息工程大学，江苏南京210044；2．国家海洋环境预报中心，北京100081)摘要：针对沿岸海洋工程重现期风暴潮计算，提出一种计算方案，利用风暴潮数值模式计算出工程点每年最大的风暴潮序列，然后利用该序列进行统计分析。通过对广东阳江市沙环案例计算分析，结果表明：该方法与传

2、统方法相比，精度相当，但是对于无长时间序列验潮资料的工程点，特别对于附近也无长时间序列验潮资料的工程点，其重现期风暴潮的计算方法，具有很大优势，计算结果具有很好的参考价值。关键词：风暴潮；重现期风暴潮；数值计算中图分类号：731．23文献标识码：A文章编号：1003—0239(2014)04—0024—081引言型工厂等。而这些沿岸海洋工程的建设经常需要计算重现期风暴潮。通常的计算方法需要工程点随着计算机和计算技术的飞速发展，风暴潮数数十年的潮位观测资料进行统计计算，如果工程值模式在实时预报和海洋工程数值计算中发挥了点没有长时间序列

3、潮位观测资料，则需要工程点越来越大的作用。例如，美国的sLOsH(sea，Lake，与附近具有数十年观测资料的海洋观测站的同步&OverlandSurgesfromHu~icanes)模式】，能预报观测资料进行相关订正后计算。如何解决观测数海上、陆上以及湖上的台风风暴潮，在防灾预报中据不足这个科学问题?葛黎丽16]等利用数值模拟发挥了很好的作用。英国的自动化温带风暴潮预和资料同化技术进行南海30年重现期分析。于报模式“海模式”(SeaMode1)，气压场和风应力场采宜法I赵滨嘲等学者利用风暴潮数值计算方法进用10层大气模式提供的预报

4、结果，进行温带风暴潮行了重现期研究，取得较好的研究成果。本文在预报，取得很好的效果。2O世纪80年代，我国风暴前人研究的基础上，进一步条理化基于风暴潮数潮的数值模式研究得到了相当迅速的发展。现已值计算模式的重现期分析的工程解决方案，利用对渤海、黄海、东海和南海陆架区的风暴潮进行了验证的风暴潮数值模式计算出工程点每年最大的相当数量的数值模拟实验，并以此来研究各动力因风暴潮序列，然后利用该序列进行重现期风暴潮子的效应，渤海还采用了超浅海风暴潮三维模式进的统计计算。本文以广东阳江市沙环站为例，计行数值实验-z-。模式实验获得了许多有意义的

5、结算了沙环站的重现期风暴潮，并与通常的方法进果。有的模式已经在实时预报中使用，有的模式行了比较，计算结果表明，此方法与通常的方法相在GIS支持下能计算局部地区的风暴潮漫滩，在风比，精度相当，对于无长时间序列验潮资料的工暴潮的防灾减灾中发挥了重要的作用。程点，特别对于附近也无长时间序列验潮资料的近年来，随着沿海经济的迅猛发展，需建设大工程点的重现期风暴潮计算，具有很大的参考价量的沿岸海洋工程，如核(火)电厂、海堤、港口、大值。收稿日期：2014—06—01基金项目：国家科技支撑计划杭州湾海洋灾害精细化预报系统(2013BAB04B02

6、)作者简介：张百超(1994-)，男，南京信息工程大学大气科学学院大气科学系。E-mail：296387369@qq．corn4期张百超等：利用风暴潮数值模式计算重现期风暴潮的一种方法(2)Fujita．l952：2风暴潮数值模型及其检验P(r)-Po—i——一：1l一—：—二二二二—二二一二二二_0u≤r<∞(2)2．1风暴潮数学模型、fI+2(、／／-)，式中，P为台风外围气压(正常气压)，P为在球坐标系下。控制风暴潮运动的深度平均流台风中心气压，尺为台风最大风速半径，P(r)为距方程可以写成如下形式：台风中心，距离处的气压。在

7、0

8、梯度风一簧嚣a一面p1@ao+。上pD(、cs-Gb)(、3)成比例；其二是基本风场，假定其速度()取决于台风移速。这里用VenoTakeo(1981)的公式表示：式中，t代表时间，，分别代表经度和纬度，z代表从平均海平面起算的水位高