中国东南沿海区域台风数值模拟与危险性分析

通过网格定点法对我国东南沿海区域性台风危险性进行了分析。利用对各网格点有影响的历史台风数据,建立了各网格点的台风关键参数的最优概率模型。利用Monte-Carlo方法产生每个网格点1000年间的虚拟台风事件。采用YanMeng(YM)风场模型模拟了100个历史台风的最大风速,通过使这些最大风速与观测的最大风速误差和最小,建立了一组新的计算最大风半径Rmax和Holland气压参数B的公式,结果表明新的台风参数计算方案效果良好。利用新的参数计算方案、YM风场模型、特定地点的台风衰减模型以及合适的极值分布模型,预测了各个网格点不同重现期的极值风速,进而绘制了台风多发区域的设计风速图。最后研究了不同B模型、Rmax模型和极值分布模型对预测的极值风速的影响。可以为结构抗风设计和台风防灾减灾提供新的参考。     

汕头近岸区的台风波浪(三)各种重现期台风波浪要素的确定

本文以现场的实测资料和４４年间台风波浪后报结果为基础,考虑到各种重现期波浪出现时伴随着台风增水对计算点各种累积率波高的影响,通过对复合极值分布法,皮尔逊Ⅲ型曲线法和短期资料外推法的比较,给出进行波和破碎波条件下的各种重现期台风波浪要素。     

南中国海热带气旋时空分布及强度特征统计分析

根据中国气象局1949年到2017年的热带气旋资料,统计分析了南中国海及各区域的TC年际、年内变化及时空分布特征,并采用泊松-耿贝尔联合概率分布和皮尔逊-Ⅲ型概率分布得到不同重现期极端风速。结果表明:长期来看,南中国海海域TC总量和台风及以上级别的TC数量并未明显减少,但在2005年左右台风数量和强度都处于低谷,之后略有增多和增强。空间分布上,南中国海海域TC呈现北多南少、北强南弱、北早南晚的特征。根据台风资料统计,100年一遇风速在南海北部最大,达75.7 m/s,西沙群岛到黄岩岛附近海域在62.0～68.1m/s之间。     

2003年广东风暴潮分析和预报总结

2003年登陆广东的3个台风(0307号伊布都、0312号科罗旺、0313号杜鹃),中心气压及风力都十分强,分别造成全省沿海较高的风暴潮位,甚至部分沿海破了或平了历史记录。3个强台风同一年登陆广东且分别造成珠江口、粤西、粤东较严重风暴潮的情况十分罕见。本文从台风特性、台风增水、台风风暴高潮位、重现期等方面进行分析,并从中分别总结出我省沿海各岸段台风风暴潮的主要特点及作业预报经验。     

广东大亚湾核电站海滨处不同重现期台风增水值推算

本文采用数值模拟方法,以汕尾、港口两站的历史台风增水资料作校验,计算了107个(1949～1983年)台风在核电站海滨处引起的台风增水。从中每年挑出一个最大值构成台风增水的年极值样本序列,用P-Ⅲ型曲线,弓贝尔分布等四种方法计算了不同重现期的台风增水值,后以P-Ⅲ型曲线的计算值作为最终结果。并通过与站址附近历史台风暴潮灾害的调查资料,大亚湾两侧某些站不同重现期台风增水值的计算结果,以及假想台风的台风增水计算值三个方面的比较论证了本文提出的核电站海滨处不同重现期的台风增水值的可靠性。     

辽东湾海洋工程可靠性设计的海冰参数选取

海冰参数的合理取值是海洋工程海冰灾害风险评估的重要内容。利用1950—2018年的冰情等级(5个等级)数据,进行了1950—2018、1950—1990、1991—2018三种情景下的回归分析,确定了不同时期的冰情等级概率分布密度函数。利用鲅鱼圈雷达观测站2002—2017年的海冰现场实测资料,分别对鲅鱼圈附近海域一般冰厚、最大冰厚、最小冰厚进行概率分布拟合。基于上述概率分布结果,给出不同冰情等级的重现期,进而对海冰作业条件给出的设计参考值进行评价。结果表明:1990年以后2级、3级冰情重现期相对1990年之前变小,4级、5级冰情重现期相对1990年之前变大,规范给出重现期范围已不能代表辽东湾冬季海冰情况。本研究成果可为辽东湾海洋工程可靠性设计提供重要数据支撑。     

北部湾台风风海流三维数值后报

本文采用Liu and Leendertse (1978) 的三维有限差分格式,对在1949-1987年期间对北部湾海区有较大影响的41场热带气旋作了风海流数值后报,后报的风暴潮与实测符合良好。为满足海洋工程的需要,本文还对涠洲岛西南海域某站的后报海流结果进行了分析,将该站各次台风的最大流速与极值分布拟合,给出各重现期海流值,同时对8303号台风的流场分布也作了分析。 要获得由台风引起的风海流及对应各重现期的极值作出推断,目前只能采取对台风风海流的数值后报方法,本模式计算范围西面以越南东岸为界,东面到雷州半岛、海南岛的西岸及109°30′E子午线,南至17°N(图1)。网格点的水平距离为13.8375km,垂直方向从海平面起算分为3层(0-10m,10-30m,30m-海底)。本文重点研究的站位位于涠洲岛西南(图1中A点所示),其水深为42m、所给出的风海流可代表5m、20m、36m处的数值。     

极值波高与历时联合分布的重现水平分析

使用美国北卡罗来纳州的 FRF 1985—2016 年的极值波高及其持续时间数据，采用最优的 Gumbel-Hougaard copula函数和 Kendall 分布函数构建极值波高和相应历时不同组合的联合概率分布模式，分析各个组合的遭遇概率、“或”重现期、“且”重现期和 Kendall 重现期，以出现最大可能概率的方法推算各组合联合设计值。结果表明：Kendall 重现期所对应的累积频率更准确地代表了特定设计频率下的风险率；重现期分别为 5 年、10 年、20 年、50 年、100 年、200 年推算的 Kendall重现期设计值介于“或”重现期和“且”重现期设计值之间，小于相应的边缘分布设计值；基于 Kendall 重现期的极值波高及其持续时间不同重现期组合推算的结果可为海洋工程构筑物设计与风险管理提供新的选择与参考。     

罗源湾海域台风风暴潮数值模拟研究

本文以福建罗源湾海域为重点研究区域，结合台风风暴潮数值模式，对不同强度、不同方向台风引起的风暴潮增（减） 水规律进行了数值模拟研究。通过对影响罗源湾海域的历史台风分析，确定了影响该区域的两种典型台风路径，即东南-西北移动 （NW-SE） 和南-北移动 （N-S） 路径。文中结果表明：在两种典型路径台风到达罗源湾海域时，罗源湾内的风暴增水达到极值，在超强台风 （中心气压及最大风速：945 hPa，55 km/h） 作用下，NW-SE 和 N-S 路径下增水极值分别为3.9 m 和 3.67 m。随着两种典型台风路径从湾外向湾内平移，湾内不同岸段的风暴增水表现出不同的规律：北岸和西岸增水逐渐增大且在典型台风路径过湾顶向西平移约 15 km 处达到最大；湾内南岸区域增水逐渐减小且在台风路径过湾口向湾外平移约 15 km 处达到最大；湾口站点增水极值随路径平移无明显变化。对于 N-S 典型路径方向，台风中心过罗源湾后有明显减水现象，且越靠近湾内的站点减水程度越大，超强台风作用下湾内西北角站点减水达 2.80m，而 NW-SE 路径的台风风暴减水现象不明显。     

南麂海域台风游泳的波型分析

以南麂海洋站１９８３－１９８９年实测台风波浪资料为依据，分析了台风影响过程中测点波型的演变，对台风浪的波陡与波型、风速与波型之间的关系进行讨论。从而得出，台风影响过程中本区出现较大波浪的波型绝大部分属于风浪，６级以上风速作用时，本区台风浪均属于风浪波型，从而可以断定，不同重现期的台风波浪应属于风浪。     

0216号台风风暴潮分析

本文着重分析了0216号台风引起的福建全省沿海风暴潮几个显著特点及其成因，初步探讨灾情分布的原因，为今后该类型台风风暴潮预报积累经验及防灾减灾提供基础资料依据。     

威马逊台风对上海地区风暴增水的影响

本文首先介绍威马逊台风(0205号)的生成、发展和消亡过程以及该台风的特点，然后介绍了我中心发布上海市沿海风暴潮预报的有关情况，并对威马逊台风引发的特大增水成因作了分析。认为持续的东北大风和低压效应是台风增水的主要动力因素。这次台风过程末对上海市沿海造成超过警戒水位的原因是当台风位置处于有利于产生极大增水时，上海市沿海恰逢天文小潮汛(出现在低潮时)：而当天文高潮出现时，台风位置已稍偏北，不利于增水。最后作了两个推论，认为如果上海市再遇到类似的台风过程，而又恰逢天文大潮汛，或台风北上的路径再靠近大陆1个经距的话，上海市将出现超过600cm的特大潮位。     

基于非对称Archimedean Copula的三变量风浪重现水平分析

采用非对称Archimedean Copula函数与Kendall分布函数分析极端波况下的波高、周期和风速三变量联合概率分布与风险率及其设计分位数,为海岸海洋工程设计和风险评估提供参考依据。以粤东汕尾海域的实测风浪数据为例,使用非对称Gumbel-Hougaard Copula函数计算三变量风浪联合分布的"或"重现期、"且"重现期和二次重现期及其最可能的风浪设计值。主要结论如下:对比不同设计风浪重现期显示,"或"重现期的风险率偏高,"且"重现期的风险率偏低,二次重现期更准确地反映了特定设计频率情况下三变量风浪的风险率;按目前有关规范设计要求的单变量风浪要素设计值已经达到安全标准,按三变量"或"重现期和三变量同频率设计值推算的风浪设计值偏高,以最大可能概率推算的三变量风浪要素的二次重现期设计值可为相关工程安全与风险管理提供新的选择。     

波高的长期极值统计分布

通过对国内外常用的４种极值波高分布模式的拟合与比较,得到了以下结论：（１）由于地区差异,港口工程技术规范给出的一单一模式并非具有普遍性,对同一工程应该采用多种理论分布进行计算比较,从中选择最佳模式。（２）应用麦奎尔特法拟合Ｗｅｉｂｕｌｌ分布实现了对未知参数的一举寻优,解的收敛速度快,结果稳定且精度高。同时对其它几种分布实现了资料的微机化处理;（３）本文算例用４种极值分布对不同重视值波高进行了比较,     

基于最大熵原理的台风统计预报

台风以最无序的方式在沿海各地登陆，意味着台风熵达到了极大值。在给定的约束条件下，当台风熵取极大值时，台风强度是一种指数分布。根据最大熵原理和1949年以来中国登陆台风的实测资料，揭示了台风强度的分布形式，提出了台风复发期的概念，这对登陆台风的统计预报有所裨益。     

波高周期联合分布四种重现水平对比分析*

基于Gumbel-Hougaard copula、Kendall和生存Kendall函数对比分析波高和周期联合分布的4种重现水平。以位于北卡罗来纳州Duck的美国陆军工程师团FRF (Field Research Facility)实验场观测的波高与周期样本为例, 计算二者联合分布的“或”重现期、“且”重现期、Kendall重现期和生存Kendall重现期及其联合设计值。主要结论如下: 对比设定重现期, 相对于“或”联合重现期, Kendall重现期可更准确地反映波高周期联合分布的风险率; 相对于“且”联合重现期, 生存Kendall重现期可更准确地反映波高周期同时超值情况下的风险率。按目前有关规范设计要求的单变量波高设计值基本达到设计标准, 按两变量“或”重现期和波高周期两变量同频率设计值推算的设计值偏高, 以最大可能概率推算的两变量的Kendall重现期和生存Kendall重现期设计值可为海岸海洋工程安全与风险管理提供新的选择。     

9914号台风近海强度增强的主因分析

通过对9914号台风近海强度增强原因的分析后认为：台风中心高层流出场增强，辐散加大及弱冷空气触击台风北侧，是9914号台风近海强度增强的主要原因。     

0205号台风"威马逊"北上过程中强度减弱缓慢的原因分析

0205号台风“威马逊”于7月初沿海北上影响浙江舟山。影响浙江舟山时台风中心气压仍有940hPa,在历史同期是少见的。本文初步分析认为,台风在北上过程中强度保持不变的原因是由于台风本身结构规则、尺度大,强而大的台风环流提供了广泛的辐合流入。台风外围深厚的暖湿水汽输送带为台风强度的维持提供了水汽和能量,台风强度维持与低层辐合高层辐散有关,高层辐散同时加剧了低层辐合。涡度场的对称分布,使水汽和能量向台风中心旋转,旋转风动能得以维持。弱的垂直切变和暖洋面的存在也是台风强度维持的原因之一。     

人工智能技术在热带气旋预报中的应用--台风预报专家系统的设计与实现

随着人工智能技术的发展，使得利用计算机的高速度、高效率、高准确度等优点，结合人工预报天气的思维过程，进行智能化天气预报成为可能。台风预报专家系统就是一个成功的应用，本文对我们进行台风预报的方法进行了阐述，并详细介绍了该专家系统的设计和实现方法。实践表明，台风专家系统预报准确，具有很高的应用价值。     

风暴潮数值模拟中风应力拖曳系数的伴随法反演研究

借助伴随同化方法,利用实测水位资料,对空间分布的风应力拖曳系数做了反演研究.假定风应力拖曳系数具有空间分布特征,即在模拟海区中均匀选取一些独立点,利用这些独立点的风应力拖曳系数线性插值得到全场的风应力拖曳系数.同化实验结果表明,采用空间分布的风应力拖曳系数得到的模拟结果,明显优于将风应力拖曳系数取为常数和依照经验公式计...