广东沿海台风风暴潮可视化预报系统

广东省地处南海北部,风暴潮灾害严重。为快速准确做好风暴潮预报并将预报结果应用于防灾减灾中,根据南海预报中心多年来在风暴潮数值预报、经验统计方法预报和潮汐预报的实践,研制了可视化软件。此软件可显示广东省28个沿海主要港口的逐时风暴增水与天文潮位的综合潮位曲线与数值,以动态或静态显示广东沿海海面的增水等值线图,成为业务化预报软件。多年的风暴潮数值预报的实践证明,国家海洋环境预报中心王喜年等在八·五攻关项目中推广应用的台风风暴潮模式,在广东沿岸的风暴潮数值预报中效果较好,可视化预报软件采用这一模式是合适的。     

风暴潮预报知识讲座

第五讲只概要介绍了台风风暴潮数值预报方法中的气压场和风场计算方法。这一讲将概要介绍台风风暴潮模式预报方法。温带风暴潮数值预报方法中的气压场和风场计算是靠天气数值预报提供的,在本讲介绍温带风暴潮数值预报方法时一起简要介绍。 就世界范围而言,风暴潮数值预报方法已经在实时预报中发挥了重要作用。同时,也为风暴潮经验预报方法因子的选择提供科学依据。风暴潮数值预报能够提供的丰富预     

9204号台风风暴潮的预报

9204号台风是1992年登陆我国的第一个台风,引起了海南省及广西沿海显著的风暴增水,广西几个测站出现了超过当地警戒水位的高潮位。在其台风影响期间,国家海洋预报台风暴潮预报组密切注视台风动向,利用已建立的动力数值预报模式,先后进行了6次跟踪计算,该模式计算结果在这次风暴潮预报中发挥了重要作用,此次预报亦是对该数值预报模式的一次最理想且成功的实践检验。     

福建沿海精细化台风风暴潮集合数值预报技术研究及应用

该文首先基于高级环流模型(ADCIRC)建立了一个适合台湾海峡及福建沿海区域的精细化台风风暴潮数值预报模式。利用所建立的精细化数值预报模式对影响台湾海峡及福建沿海的8次台风风暴潮个例进行了模拟,对模拟的24个站次的风暴潮增水峰值与实测值进行了对比,平均绝对误差小于15 cm;其次,为了尽可能减小由于台风路径预报误差而造成的风暴潮增减水误差,本文采用了集合数值预报技术,试报证明此方法可以在一定程度上减小风暴潮增减水误差。     

基于GPU技术的风暴潮集合预报

台风预报的准确性在风暴潮预报中起着重要作用。台风强度和路径的不确定性意味着使用集合模式来预报风暴潮。本文利用中央气象台的最优路径台风参数驱动国家海洋环境预报中心业务化的水动力学模型，开展华南沿海的风暴潮模拟，模式模拟结果与实测吻合较好。为了改进计算效率，采用CUDA Fortran 语言对模型进行了改造，改造后的模型在计算结果与原模型基本一致的基础上，计算时间缩短了99%以上。通过融合欧洲中期天气预报中心（ECWMF）的50条路径与3种可能台风强度构造出了150个台风事件，并用150个台风事件驱动改进的风暴潮数值模型，计算结果可以提供集合预报产品和概率预报产品。通过“山竹”台风风暴潮过程可以发现集合平均预报结果和概率预报结果与实测吻合较好。改进的数值模型可以运行普通工作站上，非常适合风暴潮集合预报，并且可以提供更好的决策产品。     

0414号强台风"云娜"风暴潮特征分析与总结

2004年14号台风“云娜”在浙江省温岭市石塘镇登陆,此次台风引起的大风、巨浪以及连续暴雨给浙江南部沿海构成极大威胁,台风风暴潮造成的沿岸高潮增水呈北面大南面小的趋势。本文通过对浙南沿海潮位站资料的分析,目的在于总结预报经验,提高台风风暴潮的预报精度。     

风暴潮预报知识讲座

第四讲风暴潮预报技术(1) 风暴潮预报方法分为两大类:其一,经验预报方法;其二,数值方法.后者包括诺模图方法和数值模式预报方法.这一讲将概要介绍建立经验预报方法的思路和较详细地叙述数值方法中的诺模图方法.所介绍的方法迄今为止仍有应用价值.     

超强台风“桑美”及“韦帕”风暴潮预报分析

基干河口海岸水动力模型MIKE2l,以及全球潮汐预报模型,建立浙江省沿海天文潮与风暴潮耦合预报模式.针对登陆浙江省的两次超强台风"桑美"和"韦帕",以预报的天文潮潮波和台风参数为依据,进行浙江沿海风暴潮位预报,在路径基本准确的情况下,风暴高潮位预报值与实测值相差17cm,后报精度为12cm,为沿海防汛提供了可靠的依据.     

基层台站关于温带气旋诱发风暴潮的预报与检验

本文利用地转风计算公式、增水公式和日本数值预报产品相结合的方法,计算由温带气旋诱发渤海湾风暴湖时的增水值,并结合天文湖资料,估算高潮位.应用该预报方法对渤海湾发生的"070304"风暴潮个例进行检验,预报值与实测值基本相当,是基层台站较实用的一种风暴潮预报方法.但此方法是否适用干其它造成风暴湖的影响系统有待于进一步求证.风暴潮的发生与风向、风速关系密切,一般当渤海湾盛行东北风或偏东风,且风向维持时间较长、风速较大时,易造成风暴潮的天气.日本数值预报产品对渤海风向、风速的预报对预报渤海的大风有较好的参考价值.     

风暴潮预报知识讲座

第五讲风暴潮预报技术(2) 上一讲作者概要地介绍了风暴潮经验预报方法,并较详细地介绍了台风风暴潮数值预报方法中的诺模图方法.尽管诺模图方法是风暴潮预报的一种有用手段,但毕竟所能查算的值仅限于一次台风过程的最大风暴潮值(Peak Surge),而这对于反映一次风暴潮在空间和时间上的变化是远远不够的.     

北海市沿岸风暴潮预报方法研究

根据1965-2008年共77个热带气旋影响的北海站过程最大增水资料,采用两种方法进行后报结果研究,结果表明:经验预报方法的计算值与左路台风的实测值拟合较好,但是,当实测值≤70 cm时,其计算值大于左路台风的实测值,当实测值＞70 cm时,其计算值小于左路台风的实测值;数值预报方法的计算值与左路台风的实测值拟合较好,但是,无论左路台风(实测值＞ 70 em)或中路台风,数值预报方法的计算值都小于实测值,而其它两路台风没有呈现规律性变化;两种预报方法结果检验,得出无论右路台风、中路台风、左路台风(实测值≤70 cm)或左路台风(实测值＞70cm)的风暴过程最大增水预报,经验预报方法计算结果均较好,尤其是对左路台风(实测值≤70 cm)的风暴潮预报.     

台风风暴潮异模式集合数值预报技术研究及应用

台风风暴潮数值预报的准确性在很大程度上取决于台风路径预报和强度预报的精度以及风暴潮预报模型的计算精度。目前,国际上24/48 h台风路径预报平均误差分别约为120/210 km左右[1],对于走向异常的台风误差更大;更有,根据单一的台风路径和单族的风暴潮数值预报模式并不能保证获得可靠的风暴潮预报结果。考虑多重网格法原理具有在疏密不同的网格层上进行迭代以达到平滑不同频率的误差分量,使得计算快速收敛,精度提高的特性。在前期研究基础上基于业务化高分辨率(结构网格/有限差分算法)和精细化(非结构网格/有限元算法)台风风暴潮集合数值预报模型构建多模型台风风暴潮集合数值预报系统。采用"非同族"模型进行集合预报很大程度上降低了误差相似遗传的可能性。应用该方法对典型台风风暴潮过程进行了试应用,试报结果表明:该方法对风暴潮增、减水预报效果高于单一集合预报,具有一定的应用前景。     

青岛地区的台风暴潮灾度预报研究

本文分析了青岛地区建国以来台风暴潮灾害状况和台风导致的增水,潮位,海浪等要素对风暴潮灾害的贡献;依据青岛沿海地区的台风暴潮成灾范围和经济损失额划分了灾级;利用９４９年以来青岛地区的台风暴潮灾害个例,以潮位,海浪及它们的综合值因子,运用逐步回归方法,建立了青岛地区的台同暴潮灾害预报方程。经回报,后报和实验检验,效果很好。     

0606号台风"派比安"风暴潮特征分析与总结

2006年第6号台风"派比安"在广东境内的阳西到电白之间沿海登陆,此次台风引起的大风、巨浪以及强降雨给粤、桂、琼三省的沿海地区构成极大的威胁.本文以闸坡站和硇洲站的实测资料为依据,运用水文统计学和气象学等相关知识,对粤西沿海的潮位和风暴增水等特性进行初步分析,得出台风的登陆位置、台风风力、大风持续时间以及浪高等对风暴潮的产生有重要的指示作用,并且还探讨了台风路径和特殊的地形特征等因素致使最大增水出现时间与台风登陆时间存在时间上的前后偏差.本文通过分析此次台风的风暴增水特征,可以帮助总结预报经验,为今后提高风暴潮预报的准确度提供参考.     

0312号台风(科罗旺)风暴潮预报过程分析

0312号台风(科罗旺)在西太平洋生成后，向偏西方向移动，于8月25日凌晨4点在海南省文昌登陆，给海南的经济造成了严重的损失。本文利用海洋站实测的潮位资料，对0312号台风的风暴潮预报过程进行了较深入分析，旨在进一步掌握风暴潮预报规律。     

粤东海岸台风风暴潮数值预报

粤东海岸台风风暴潮数值预报取风暴潮运行的全流方程组及其有限差分方程组，并取Jelesnianski飓风模型，在注意到复杂海岸和海洋边界的同时，采用独特的边界布局、复合开边界及使用简便的固化预报程序处理方法，提出了一组可适用本海岸的台风风暴潮数值预报模式。在闽粤海岸经袭击影响粤东海岸的18场历史台风风暴潮的数值计算试验，有实测增水资料可对比的试验结果中，多数试验的计算与实测台风增水曲线拟合较佳，达到本项目研究的预期目标。试验结果有力地证明了该风暴潮数值模型是可靠的，可加以推广和应用。     

杰氏风暴潮剖面预报方法在我国的应用

近年来，在美国风暴潮数值预报中，Jelesnianski提出了一个剖面预报模式(以下简称杰氏模式)，在作业上是很独特的。这一模式在某种合理规定的限度内，充分显示出预报基本风暴潮的技巧，并已成功地对美国东海岸及墨西哥湾沿岸的风暴潮进行了预报。因此，目前已被美国国家天气服务局确定为风暴潮的业务预报工具。 杰氏模式源于风暴潮的流体动力学方程组的数值解。与其他研究者不同的是：它在业务预报实践中，只要利用事先算好的一个在“标准海域”中、由“标准风暴”引起的内边界增水剖面，然后，通过预报海域的风场订正因子和深度订正因子进行修正，使其与实际海域和实际风暴相一致，就可作出预报。由于用这种方法所给出的结果是一条沿海域内边界的风暴潮剖面图，故称为风暴潮剖面预报方法。应用这种方法所需的基本资料是：风暴移行速度、风暴相对于海岸线的移动方向、最大风速半径、风暴中心气压及风暴登陆点附近的海域水深。因此，只要深度剖面订正值为已知，台风强度及登陆点预报得准确，利用杰氏模式就可以很快作出离风暴登陆点不同距离的沿岸增水高度及最大增水出现位置的预报。为此，我们进行了杰氏风暴潮剖面预报方法在我国的应用试验和研究。应该指出，这种方法不仅对台风暴潮的预报有用，而且对确定港工建筑，防潮工程等极值水位的设计也有其重要的应用价值。 杰氏模式能否应用到我国台风暴潮预报业务中的问题，关键在于如何确定最大风速半径以及我国沿岸的深度订正因子。实践表明：当我们确定了这两个参数后，应用杰氏方法对我国东南沿海登陆型台风进行后报，获得满意的结果。本文中，我们将着重讨论如何确定最大风速半径和给出深度订正因子问题。并简单介绍其他参数的选取方法及怎样预报台风暴潮剖面，对杰氏模式则不拟过多涉及。     

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。     

渤海风暴潮概况及温带风暴潮数值模拟

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.采用球坐标系下的二维风暴潮模式,对1969年4月23日引起渤海最大温带风暴增水过程进行了数值模拟.对风场和增水过程的计算结果验证表明,该模式可用于温带风暴潮的工程计算,并且只要依据文中方法计算出预报气压场和风场,该模式也具有预报能力.     

中国海高分辨率业务化风暴潮模式的业务化预报检验

国家海洋环境预报中心建立了中国海高分辨率风暴潮数值预报模式,模式在水平分辨率和网格的嵌套方面都较以往的业务化模式有改进和提高.自2003年起将模式投入业务化运行以来,连续三年共对11个台风风暴潮过程进行了跟踪预报,并将数值预报结果与实测资料相对比.本文将对预报模式三年来的预报结果进行检验.