北海港热带气旋风暴潮特性和预报

一、引言 广西北海港位于北部湾顶。北部湾颇似长方形,纵轴走向为东北-西南向,偏西南风对湾顶增水有利;横轴在海南岛东方县至越南海防市一线,台风在横轴移行北海增减水效应显著。北部湾是个半封闭海区,受雷州半岛和海南岛阻隔,北海港不易受南海自由长波影响,但常有明显的港湾振动,即使没有激烈的天气系统,增水曲线也常有波动,波动周期多为24小时,振幅多在0.30m左右,波峰出现在天文潮腰附近。北海港的潮型属正规全日潮,每月有两次大潮汛和两次小潮汛;大潮发生在月球赤纬最大后1～2天;多年平均潮位2.53m,平均高潮位4.99m,平均最高潮位5.30m,实测最高潮位5.93m,防潮警戒水位5.50m。     

海口港风暴潮分析与预报

本文根据海口港１９７１～１９８９年的实测潮位资料和有关文献,利用差值法分离出台风增减水的过程曲线,对海口港风暴潮的特性和引起增减水的物理机制进行了初步分析。采用经验方法确定了导致本站增水的主导风向及最大的区域,建立了增水极值与本站风力、气压的相互关系,并通过逐步回归分析,给出了海口港风暴潮过程预报方程。最后利用１９９０、１９９１两年的实测资料对预报方程进行了后报检验,结果表明,预报与实测值的吻合程度较好。     

南海区台风风暴潮时空分布特征

利用1950—2011年间286次台风风暴潮过程中的最大风暴增水资料,统计分析了南海区风暴潮的时空分布特征,并结合热带气旋活动背景及沿岸海岸地形对相应的特征进行理解。结果表明:在空间分布上,粤西和珠江口岸段的风暴潮最为频发,且粤西的风暴潮最严重,特别是雷州半岛东岸;在季节分布上,7—9月风暴潮最为频发,且盛夏7—8月最为严重;在年际变化上,南海区风暴潮存在3～4 a及8 a左右的周期振荡;在长期变化趋势上,南海区风暴潮有频次略微减少,而平均强度增强的趋势,特别是较严重风暴潮过程趋于频发。     

渤海风暴潮监测预报与应急防范

本文在简要介绍渤海海洋石油产业生存、生产环境的同时，重点阐述了渤海石油公司港口码头近十多年来的风暴灾害，其中突出了8509号、9216号、9711号热带气旋期间的台风暴潮灾情和有关损失。文中的“渤海石油公司防潮应急办法”是保障企业生产和人员生命财产安全的必要措施。9711号热带气旋（强台风）防潮实例，是渤海石油风暴潮监测预报及应急防范系统成功实施的最好例证。     

广西沿海风暴潮的数值计算研究

采用二维平均流非线性数值模型，模拟了经过北部湾并影响广西沿岸的7703、7812号热带气旋所产生的非周期性水位的变化。其中7703号热带气旋影响广西沿岸的路径偏西，因此，东起北海市，西至白龙尾，极值增水都接近1.3m，是廉江三角洲20世纪90年代以前仅次于1906年、1964年的第三个增水极值。7812号热带气旋影响路径偏东，从北海市向东到铁山港一带，风暴增水比北海市以西显著增高。广西沿岸风暴潮增减水大体存在三个过程：缓慢减水、突然升高、然后持续20个小时的回落。     

胜利油田近海及沿岸地区东北大风及风暴潮分析预报

对产生影响胜利油田近海及沿岸地区东北大风及风暴潮灾害的两大类天气系统进行了具体分析，分别给出了冷锋配合江淮气旋产生东北大风及风暴潮的三种环流形势和两类影响胜利油田热带气旋移动路径及其预报着眼点。     

北印度洋风暴潮特征及其对气候信号的响应研究

北印度洋是我国“海上丝绸之路”的重要通道,其每年热带气旋活动引起的风暴潮等严重威胁着船舶航行安全和沿岸国家人民生命财产安全。分析研究北印度洋风暴潮的特征,对我国经济发展及北印度洋沿岸国家防灾减灾具有重要的现实意义。利用美国联合预警中心(the Joint Typhoon Warning Center, JTWC)公布的1950~2020年热带气旋资料、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)公布的1950~2020年热带气旋资料与1950~2020年的Niño3.4指数、夏威夷大学海平面中心(University of Hawaii Sea Level Center, UHSLC)公布的北印度洋每小时的水位数据进行分析,结果表明:　(1)北印度洋大于1 m的风暴潮主要分布在孟加拉湾北部,少量分布在孟加拉湾其他区域与阿拉伯海; (2)孟加拉湾北部区域的年际最大热带风暴潮(annual maximum tropical cyclone storm surge, AMTSS)与当月Niño3.4指数、南方涛动指数(southern oscillation index, SOI)相关性较高、受厄尔尼诺-南方涛动(EI Niño-Southem Oscillation, ENSO)的影响明显; (3)北印度洋AMTSS月际分布呈现双峰分布,与热带气旋(tropical cyclone, TC)的月际分布基本一致; (4) La Niña期间影响孟加拉湾北部的热带气旋在数量与强度方面均超过El Niño期间影响孟加拉湾的热带气旋,是La Niña期间风暴潮极值大于EI Niño期间风暴潮极值的重要原因。研究表明, AMTSS对ENSO信号的响应可能为AMTSS提供了潜在的可预测性,这对早期预警和减少风暴潮灾害具有重要意义。     

海口湾沿岸风暴潮风险评估

参考内陆洪水损失评估的方法,建立适用于海口湾沿岸风暴潮风险区的损失评估模型,分析了海口湾沿岸风暴潮的风险区域,并根据100a一遇极值高水位、100a一遇风暴潮与最高天文潮位的组合水位、可能最大风暴潮与最高天文潮位的组合高水位条件,分析淹没范围;统计100a一遇极值高水位淹没区内的建筑物,估计可能受灾人口.该文对海口湾沿岸的基本社会经济资料作了一、二级分类,并逐项进行统计,同时还根据需要作了抽样调查.对分部门的损失率计算方法作了详细介绍,得出个人家庭财产、国家集体财产、农作物和海水养殖等分部门的损失率分别为:30%,4%,70%和100%;以2001年社会经济资料为基础,100a一遇极值高水位为条件,计算出潮灾经济损失约为8.32亿元,个人家庭财产、国家集体财产、农作物及海水养殖、人员伤亡损失、间接损失等分部门的损失金额占总损失的比率分别为:13.0%,70.0%,0.7%,0.8%和15.5%.     

基于多变量LSTM神经网络模型的风暴潮临近预报

台风的风暴潮是台风引发的一种重要次生灾害,对沿海城市带来的威胁是多方面的。及时准确地预报风暴潮,对沿海地区采取合理措施减少人员伤亡和经济损失具有重要意义。本文利用长短期记忆神经网络 （LSTM） 模型,综合考虑风速、 风向、气压等气象因素和前时序的潮位数据,建立了风暴潮的临近预报模型。结果表明,基于 LSTM 的临近预报模型具有相当的预报技巧,利用前时序的风速和风向数据以及潮位数据建立的模型可对风暴潮潮位进行准确地预测。研究还表明,仅考虑前时序潮位的预测模型误差最大,考虑气压后的模型预测能力有一定进步,而考虑风的要素以后,预测的效果提升更为明显。     

可能最大风暴潮风险评估中各等级热带气旋设定方法

可能最大热带气旋的设定是可能最大风暴潮计算的基础,对风暴潮灾害应急疏散具有重要意义。利用1949~2011年中国气象局(CMA)西北太平洋热带气旋最佳路径数据集、美国联合台风预警中心(JTWC)以及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)最大风速半径数据集,基于各等级热带气旋参数之间的定量关系,建立了各等级可能最大热带气旋最大风速、中心气压、最大风速半径、移动速度、移动方向等参数设定及路径合成的方法。以福建省连江县为例,按照台风、强台风及超强台风强度等级,分强度衰减和不衰减2种情况,设定3种移动方向,合成了共216场热带气旋作为可能最大风暴潮的计算输入。另外,对参数敏感性、风场参数设定、参数设定与计算量的关系、叠加天文潮以及溃堤等问题进行了讨论。     

寒潮型风暴潮的影响不容忽视

我国东部沿海一带,除了在主汛期易受温带气旋或热带气旋影响外,非汛期也易遭遇寒潮型风暴潮袭击。对于由强冷空气南下形成的风暴潮影响,有时人们的防御意识较弱,但实际情况表明,不少寒潮的势力强,造成的堤防损失、海损事故相当突出。追究其主要原因:寒潮具有突发性的特点,自起风到增强,往往间隔时间较短,有时来势凶猛,破坏力大。由于前期预报准确度较难掌握,因而预防困难增大。     

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。     

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。     

福建省风暴潮时空分布特征分析

分析20世纪50年代以来福建省7个有代表性验潮站的近700站次台风风暴潮过程,利用建立的风暴潮评价指标,对福建省风暴潮的时空分布特征开展研究。结果表明:福建省风暴潮主要出现在7月至10月,其中以8月最多,9月次之;风暴潮灾害主要发生8月和9月,以9月居多。各级风暴潮中,增水为50~100 cm的风暴潮次数约占70%,沿海各区域中,风暴潮频发区和严重区为闽江口,风暴潮次数明显偏多、偏强;风暴潮灾害频发区为闽江口,风暴潮灾害严重区则依次为闽江口和宁德区域。1954-2008年间,风暴潮发生次数总体呈现上升趋势;风暴潮灾害呈较明显的上升趋势。     

舟山港台风风暴潮的气侯特征

风暴潮是指由强烈的大气扰动所引起的海平面异常变化现象。舟山市地处长江口南侧,杭州湾外缘的东海洋面上。每年夏秋季节,天文大潮期间,恰逢台风盛行,常引发台风风暴潮。台风风暴潮是造成舟山市台风灾害的主要因子。本文利用1956～2000年舟山市定海验潮站潮位观测资料,对历年影响舟山的风暴潮灾害进行了全面的统计分析,并将台风按路径分型,分析研究了不同路径下台风风暴潮的特点。本文对舟山市风暴潮灾害特征的研究,为下一步建立风暴潮预报模型奠定了基础,有十分重要的意义。     

海南岛沿岸风暴潮特征分析

本文在统计分析１９４９～１９９４年间影响海南岛的热带气旋特征的基础上,对海南岛沿岸的风暴潮特征进行总结分析,并对海南岛沿岸的风暴潮灾害作了概述。     

日照沿海热带气旋风暴潮及其灾害特征分析

利用大量实测资料和有关文献资料[1-3]对影响日照沿海的热带气旋风暴潮进行了统计分析,分别给出了日照沿海热带气旋风暴潮及其灾害特征和致灾热带气旋类型统计。     

A类热带气旋及其引起的大海潮

称符合4个特定条件的热带气旋为A类热带气旋。统计得出，没有一个A类热带气旋没诱发湛江港出现大海潮。也没有一次湛江港大海潮不是由A类热带气旋诱发的。经分析认为，A类热带气旋在雷州半岛登陆前12h内西移速度的快慢对大海潮的大小起决定作用：而A类热带气旋本身的强弱、登陆点远近和天文大潮是否迭加等。则对大海潮的大小影响很小。以至于在统计资料中根本反映不出来。而且还有与道理不合、甚至相反的情况。     

影响广西沿海的热带气旋分析

应用《台风年鉴》1953—2012年热带气旋(TC)最佳路径资料,统计分析了影响广西沿海TC和易引发广西沿海显著增水的TC的时空分布特征以及年际变化特征。结果表明:影响广西沿海的TC主要集中于7、8、9三个月份,以南海为主要源地,而引起广西沿海显著增水的TC多源于菲律宾以东大洋洋面。从影响广西沿海的TC在近60年频数和强度变化来看,广西沿海TC最大强度存在下降趋势,但每年的平均强度存在上升趋势。     

东南沿海台风风暴潮特点及其变化规律

本文收集了1949-1990年的台风及相应验潮站的实测潮位资料，计算分析了连云港至汕头之间沿海港口的热带气旋增水，得出了东南沿海各港口的增水特征。该海域风暴潮强度较大，易形成特大潮灾，各港口最大增水出现时间不一，有的在热带气旋登陆前，有的在热带气旋登陆后，多数在热带气旋登陆前后0-6h。台风及风暴潮易造成舰船、码头等损坪，形成非战斗力减员。