福建中南部沿海风暴潮统计特征分析

利用福建中南部沿海4个主要验潮站历史风暴潮资料,对福建中南部沿海风暴潮进行了季节和年际统计特征分析,同时对风暴潮增水和高潮位最大增水划分等级进行统计特征分析,并对最高潮位超警戒潮位频数进行统计分析。结果发现:福建中南部沿海风暴潮存在显著的季节变化,7—9月为一年之中发生最多的月份;福建中南部沿海风暴潮年发生频数分别在1960—1965年、1990—1995年和2000—2005这3个时期出现峰值。福建中南部沿海风暴潮出现较强的风暴潮(增水100 cm以上)次数并不多,过程增水和高潮位增水的年代际变化特征不明显。福建中南部沿海超警戒潮位频数自2000年后出现上升趋势,反映了风暴潮灾害风险程度的上升。     

考虑季节变化的风暴增水随机统计分析

以青岛大港水文观测站30年的风暴增水过程为例，按照年、季、月分别建立不同的样本，以此提出新的概率统计模式，对年极值法和过阈法的计算结果进行了比较讨论，说明风暴潮季节变化考虑与否，重现值的计算误差是存在的，而且以往算法得到的重现值偏低。最后给出了青岛海岸地区考虑季节变化的风暴增水重现值。     

风暴潮增水长期模拟结果的订正方法研究

利用7个验潮站逐时观测数据与国家海洋环境预报中心业务化风暴潮模式结果进行对比分析,分别采用趋势订正(TSC法)和统计偏差订正(SBC法)两种方法对模拟的风暴潮增水长时间序列进行订正,以提高模拟结果的可靠性。研究结果表明:模拟的风暴潮较观测频次明显偏多且强度偏强,2008—2011年期间模拟的7个站点发生50 cm以上风暴潮的年平均总频次较观测高估238%,且年最大增水值的年平均较观测偏高28.7—104.7 cm。经过TSC和SBC两种方法订正后,其误差显著性减小,年平均总频次分别较观测(226.5次)偏少2%和47%,年最大增水值的年平均偏差分别在-9.8—17.3 cm和-23.7—4.3 cm之间。另外,TSC方法订正后的风暴潮频次和最大增水在数值上较SBC方法更接近于观测,而SBC方法订正后的风暴潮频次、最大增水的季节变化趋势与观测更为一致,其与观测的相关系数在一些站点由订正前的0.2左右提升到0.8以上。     

湛江港风暴增水特征分析

本文在统计1950－1997年影响湛江港的热带气旋的基础上，利用1953－1982年30年间湛江港发生的风暴增水的资料，对湛江港风暴增水的总体特征进行了分析，总结出湛江港风暴增水的特征在于季节分布的不均匀、大的正增水和高实测水位出现频繁、造成的风暴潮灾比较严重；通过两类典型风暴潮的详细分析，结果表明：湛江港的风暴增水与影响湛江的热带气旋密切相关，大的风暴增水主要由台风引起，湛江港的地理位置也是影响风暴增水的重要因子。     

莱州湾温带风暴潮预报研究

本文依据莱州湾羊角沟、夏营两站建国以来的风暴增水资料，对莱州湾建国后发生的风暴潮进行了统计分析，并探讨了温带风暴潮产生的物理机制，此外还对莱州湾温带风暴增水以及诱发增水的天气形势进行了分析分类。在此基础上建立了莱州湾温带风暴潮统计预报方法，并在作业预报中对模型进行了检验，取得较为理想的效果。     

胶州湾风暴潮增水重现值的长期预测

以胶州湾30 a风暴潮过程的极值增水值为统计序列,按照年、季、月等不同时段,分别抽样极值增水样本,提出泊松最大熵分布,采用年极值法和过阈法对增水重现值进行长期预测,统计分析结果对于胶州湾防潮减灾有参考作用,其随机分析方法对于遭受风暴潮影响的海岸区域有借鉴意义。     

浙江沿海台风风暴潮时空分布特征分析

本文通过对1950～2009年60年间270次台风风暴潮过程中最高潮位和最大增水数据进行统计和分析,得到了浙江沿海地区风暴潮增水和高潮位的时空分布特征。     

鳌江站台风增水特征分析

温州地区是浙江省受风暴潮灾害最严重的地区之一,鳌江站位于温州南部,是该地区的主要验潮站之一。本文统计了1949年～2006年登陆浙江的台风,通过对鳌江站的风暴增水特征的分析,探讨该站台风增水的预报方法和预报着眼点。     

基于多种神经网络的风暴潮增水预测方法的比较分析

简要介绍了利用BP神经网络、小波神经网络、递归神经网络进行风暴潮增水值预测的原理。选取广东省珠江口以南的阳江站2017年风暴潮增水数据进行测试。结果表明,三种神经网络方法针对阳江地区风暴潮增水的预测均具有可靠性和实用性。以当前增水值为输入量的单因子模型更能反映真实风暴潮增水趋势,而从增水极值预测的准确性来看,以台风风力、气压、风向等相关参数为输入量的多因子模型优于单因子模型。BP神经网络更适用于多因子长时间预测,小波神经网络在单因子短时间预测上准确性更高,递归神经网络预测值与实测值相关性更强。在工程运用中,需根据地域时空特点、数据资料的丰富度与预测值评估指标选择合适的方法。     

宁波台风风暴潮数值模拟与风险计算

基于已有潮位站的台风风暴潮历史资料,利用业务化台风风暴潮数值预报模式对影响宁波的5次较显著台风风暴潮过程进行模拟检验,分析表明模式能较好的模拟台风风暴潮过程,尤其是对最大过程增水的模拟.因此,以镇海潮位站为切入点,选用引发宁波最大风暴增水的5612号热带气旋(Wanda)的路径,平移后组合不同等级的热带气旋参数,构建出多组假想最优热带气旋进行宁波地区风暴潮风险的计算,得到从强热带风暴至超级台风共5类热带气旋登陆宁波时所可能引发的最大风暴增水,并使用皮尔逊Ⅲ型统计计算出对应的历史重现期,为宁波地区今后有效地防范各类热带气旋强度的风暴潮提供决策支持.     

渤、黄海天文潮—风暴潮相互作用及其对极值水位的贡献

基于Delft3D模型建立了中国渤、黄海风暴潮数值模型,选取1979—2020年影响该海域的93场风暴过程（包括台风、寒潮和温带气旋）,模拟了所产生的风暴增水和风暴潮总水位。采用泊松—皮尔逊复合极值分布理论,推算了渤、黄海对应不同重现期的极值水位;通过数值试验,对天文潮—风暴潮非线性相互作用对极值水位的贡献进行了量化分析。研究结果表明,渤海的莱州湾、渤海湾,以及黄海的江华湾、西朝鲜湾风暴增水最大,其中江华湾北侧和渤海湾西南侧的百年一遇风暴增水可达4 m;天文潮—风暴潮非线性相互作用在潮差较大、水深较浅的河口、湾顶区域更为显著,与耦合模型结果相比,非线性作用使极值水位值偏小,天文潮、风暴潮增水的线性叠加可显著高估极值水位,高估的幅值可达0.5~0.8 m。考虑重现期极值水位是海岸灾害防护工程的关键设计参数之一,对海岸构筑物的安全和建造成本影响极大,应重视天文潮—风暴潮非线性相互作用对重现期水位的影响。     

辽东湾东部区块热带风暴设计增水的计算

以辽东湾东部区块出现的极值增水序列为例,考虑热带气旋过程出现频次的影响,采用泊松-最大熵复合极值分布进行了增水统计分析,计算得到辽东湾东部区块的增水重现值.最大100年一遇值为183cm,最大50年一遇值为158cm,皆出现于第1区块.由于受地形的影响,区块1、2与3的增水大小相似,区块4则略小.该结果对辽东湾东部区块...     

热带气旋资料长度对风暴潮危险性评估结果的影响

热带气旋历史样本数不足一直困扰着风暴潮风险评估研究,本文基于西北太平洋62 a(1949-2010年)历史观测热带气旋事件集资料和用随机模拟方法构造的1000 a模拟热带气旋随机事件集,以福建省连江县为例,开展了资料长度对风暴潮灾害危险性评估结果的影响分析。文中用ADCIRC模型模拟了两种数据集强迫下的风暴潮增水,采用极值Ⅰ型分布法得到了典型重现期的风暴潮增水,经过对计算结果分析发现典型重现期的风暴潮增水计算结果与所用数据资料长度有着密切相关性,数据资料越长,结果越稳定。对于1000 a一遇的风暴潮增水值,使用500 a长度的资料已经趋于稳定,并接近用1000 a资料计算得到的结果。在进行风暴潮危险性评估时,相比用几十年尺度的热带气旋历史数据集,1000 a的热带气旋模拟数据集的计算结果更具实际意义。     

海口湾沿岸风暴潮漫滩风险计算

引用《海港水文规范》(1998)中的方法计算海口湾的极值高水位,计算不同重现期的风暴潮与最高天文潮位的组合高水位;同时应用经检验为可靠的台风风暴潮数值模式,由气候学统计方法得出的可能最强台风的参数,按3种路径类型12条路径分别计算,并对产生可能最大风暴潮的假想台风路径根据移速变化分别计算,由此确定海口湾可能最大风暴潮(PMSS)。计算所得3组数据作为海口湾风暴潮漫滩风险值,1000a一遇的极值高水位、1000a一遇的风暴潮与最高天文潮的组合高水位及可能最大风暴潮与最高天文潮的组合高水位分别为546cm,634cm和977cm。     

Evaluation of future storm surge risk in East Asia based on state-of-the-art climate change projection

The present study evaluates future storm surge risk due to tropical cyclones (typhoons) in East Asia. A state-of-the-art atmospheric general circulation model (GCM) outputs are employed as the driving force for simulating storm surges associated with the projected changes in climate. The reproducibility of tropical cyclone (TC) characteristics from the GCM in the Northwest Pacific (NWP) is confirmed by comparing with the observed best track data, and future typhoon changes were presented. Storm surge simulation is carried out for East Asia, with the finest nested domain on the Japanese coast. The probability of maximum storm surge heights with specified return periods is determined using extreme value statistics. We show a strong regional dependency on future changes of severe storm surges.     

Long-term variation of storm surge-associated waves in the Bohai Sea

When investigating the long-term variation of wave characteristics as associated with storm surges in the Bohai Sea,the Simulating Waves Nearshore(SWAN)model and Advanced CIRCulation(ADCIRC)model were coupled to simulate 32 storm surges between 1985 and 2014.This simulation was validated by reproducing three actual wave processes,showing that the simulated significant wave height(SWH)and mean wave period agreed well with the actual measurements.In addition,the long-term variations in SWH,pattems in SWH extremes along the Bohai Sea coast,the 100-year retum period SWH extreme distribution,and waves conditional probability distribution were calculated and analyzed.We find that the trend of SWH extremes in most of the coastal stations was negative,among which the largest trend was-0.03 m/a in the western part of Liaodong Bay.From the 100-year return period of the SWH distribution calculated in the Gumbel method,we find that the SWH extremes associated with storm surges decreased gradually from the center of the Bohai Sea to the coast.In addition,the joint probability of wave and surge for the entire Bohai Sea in 100-year return period was determined by the Gumbel logistic method.We therefore,assuming a minimum surge of one meter across the entire Bohai Sea,obtained the spatial SWH distribution.The conclusions of this study are significant for offshore and coastal engineering design.     

连云港温带风暴潮及可能最大温带风暴潮的计算

用46a资料首次对连云港温带风暴潮进行了统计分析,计算了不同重现期的温带风暴潮(增、减水)值,并划分引起温带风暴潮的天气类型;进而首次构造引起连云港可能最大温带风暴潮(增、减水)的天气系统;最后,采用经过典型温带风暴潮过程数值模拟检验的风暴潮数学模型,计算了连云港可能最大温带风暴潮,计算结果已被江苏田湾(连云港)核电站厂址设计部门采用.     

天津沿海风暴潮灾害概述及统计分析

经分析研究，表明天津沿海是世界上风暴潮最频发区和最严重的区域之一，风暴潮灾一年四季均有发生，除夏季有台风风暴潮灾害发生外，春、秋、冬季均有灾害性温带风暴潮发生。本文分析了天津沿海风暴潮的统计特征，概要介绍了几次严重的潮灾案例，并计算了不同重现期风暴潮和高潮位，所做工作对改善天津沿海的风暴潮预报和防潮减灾工作有所裨益。     

渤海埕北海域风暴潮多年一遇极值增水的数值计算

利用一个二维正压浅海模型和大小区嵌套式的计算格式,对埕北海域及其附近连续20a的风暴潮进行了数值模拟,并获得了与实测值较为一致的结果.在此基础上对该海区的风暴潮极值增水做出了多年一遇的长期预测.     

南海东北部台风潮的数值后报及极值增水估计

本研究对近40年来影响南海东北部陆架海区的28次台风引起的风暴潮进行了数值后报,其中8个过程的沿岸后报增水值与实测值进行了比较,表明后报值与实测值符合良好,90%以上的最大增水值偏差在30厘米以下。为了得出本海区多年一遇的台风增水极值,在后报台风路径密集处选择了9个不同水深点,对每点取出各次台风下的最大增水值,然后用Weibull分布进行拟合,得出了各点的极值分布。