EMD方法在中国沿岸风暴潮增水分析中的应用

海岸是风暴潮发生的区域,由于该区域位于大气、海洋、陆地的交汇处,受到多种因素的共同影响,因此风暴潮过程的机理复杂。通常当风暴增水叠加在正常的天文高潮时,引发最为严重的影响。利用经验模态分解(EMD-Empirical Mode Decomposition)的方法,对中国沿海的潮位站的水位波进行分解。EMD分解得到的增水曲线与低通滤波后的调和分析的增水曲线基本一致。利用该方法,进一步的分析台风造成的福建沿海测站的风暴增水的异同。结果表明:台风经过台湾海峡南、北部和进入海峡时,都会造成福建沿岸各站的增水,增水的幅度与各站距离台风中心的距离有关,各站的增水时间差异很小。然而,通过两次热带气旋期间中国东部沿岸多个潮位站的分析发现,台风在东海产生的增水会以开尔文波的形式传播进入台湾海峡,造成福建沿岸异常的增水现象。     

2010年登陆福建漳浦县台风的风暴潮特征分析

2010年连续三个台风在福建漳浦县登陆,创造了一年登陆当地台风个数的新纪录,并引发了严重风暴潮灾害.本文对比分析了三个台风风暴潮特征,结果表明:(1)三个台风风暴潮都具有开阔海域增水特征,最大增水出现在右半圆,并向两边递减;最大增水时空分布与台风移动路径和海岸地形相关,在南路“鲇鱼”和“狮子山”登陆后的偏南风作用下,湾口朝南的浮头湾出现过程最大增水,出现时间在台风登陆后;东路“凡亚比”台风在穿过台湾岛靠近沿海过程中,持续增强的偏东风,使湾口朝东的九龙江口出现最大增水,出现时间为台风登陆时刻;最大增水与台风登陆时的强度成正比;(2)东路的台风引发的增水出现在台风进入台湾海峡后,各站最大增水峰出现时间集中且明显;南路台风引发增水出现时间较早,持续时间长,最大增水峰不明显,过程最大增水出现在台风登陆后的局部区域.     

浙江海岛风暴潮研究

浙江沿海岛屿众多，分布广泛，５００ｍ２以上的海岛就有３０６１个。本文对全省海岛风暴潮及其灾害进行了较系统的分析和研究。结果表明，全省海岛区是受台风影响频繁及风暴潮灾害较严重的区域。风暴潮及其灾害一般浙南岛区要大于浙中、浙北岛区，近岸海岛区要大于离岸较远的岛区。影响全省海岛的台风主要是沿海登陆型或近海转向型台风路径，而浙南岛区福建北部或中部登陆的台风影响亦较大。全省海岛台风增水主要受控于台风风场，当海岛各站置于ＮＥ～Ｎ风场时，出现增水，增水量值随风速的增大而增加，而在强劲的偏西风场下，岛区各站将出现不同程度的减水     

台风暴潮沿珠江河道上溯分析

利用所收集的１９５７－１９９８年这４０年期间在珠江口纵深一线引起较大增水的５６次热带风暴（含台风）及其增水的资料,分析了台风暴潮沿珠江河道上溯运动的问题。一文从这些风暴登陆的地点及频率、在珠江口纵深引起最大增水的时刻、这些风暴路径爽珠江口的距离、珠江口纵深各站的最大增水比较,这些风暴增水和登陆时的风暴最大风速及中心气压的关系等方面讨论了有关的问题,得出了台风暴潮沿河道上溯情况的概貌,为进一步深入分     

1409号和1415号台风风暴潮预报的数值研究

分析了1409"威马逊"和1415"海鸥"台风特点及风暴潮、潮位情况。给定较准确的台风特征参数并利用ADCIRC模式对两次台风风暴潮进行数值模拟,各站模拟与实测吻合良好,选取海南岛北部铺前湾作为重点岸段,利用秀英站的风暴潮模拟及北港岛灾后调查推断铺前湾口(P1)、湾顶(P2)输出点的风暴潮模拟值可信度高。对于环流范围较小的超强台风1409"威马逊",P1和P2的模拟最大增水明显高于秀英站,而P2又明显高于P1;对于环流范围较大的台风1415"海鸥",P1、P2的模拟最大增水与秀英站无显著差别。因此,台风特征的预报判断将是风暴潮预报的重要因素。     

2006年夏季福建近海台风风暴潮特征分析

根据2006年夏季福建沿岸4个海洋观测站和福建近海5个潜标水位观测站的水位观测资料,分析了在4个热带气旋影响下的福建近海风暴潮特征．结果表明：福建沿岸海域的台风风暴潮大小不完全取决于台风强弱,与大风半径关系密切．若台风大风区覆盖整个台湾海峡,福建沿岸海域增水都较大,比如0604号强热带风暴“碧利斯”的大风区较大,由其引起厦门海洋观测站的最大增水高度达114em．0608号超强台风“桑美”和0609号强热带风暴“宝霞”双台风的大风区都比较小,由其引起的各测站增水相对也较小,增水高度最大的厦门海洋观测站只有52em．比较福建近海潜标水位观测站及其附近的海洋观测站采用11点（11h）滑动平均后的最大增水可知,福建近海潜标观测站台风增水高度（22～46cm）比沿岸海洋观测站的台风增水高度（62—73em）小40％左右．这表明台风增水有个向岸堆积的过程,即测站离岸越远,台风增水高度就越小．位于热带气旋（0605号台风“格关”）行进路径右侧的测站增水较大（平潭海洋观测站极值增水高度为49em,崇武海洋观测站极值增水高度为55em）,位于热带风暴行进路径左侧的测站增水较小（东山海洋观测站极值增水高度为45cm）．通过对0604号强热带风暴“碧利斯”引起的各测站增水滤除高频振荡后,福建沿岸海洋观测站最大增水高度从大到小依次为崇武站（74orfl）、平潭站（73em）、厦门站（68om）、东山站（62cm）,可见距离热带风暴中心越近（距离热带风暴中心从近到远依次为平潭、崇武、厦门、东山海洋观测站）,增水高度越大,反之,增水高度越小．台湾海峡地形和福建沿岸海域地形容易出现双（多）增水峰现象．通过对各测站台风增水时间序列进行最大熵谱分析可知,热带气旋容易引起福建沿岸和近海各测站台风增水出现周期为12．0h的振荡．     

湛江港台风暴潮的一种计算方法

一、引言 我国是一个风暴潮危害严重的国家,从南到北沿海各地都几乎不同程度地遭受到台风或寒潮（或冷空气）所激发的风暴潮的袭击。华南沿海更是频繁出现台风潮灾。风暴潮是指大气或伴随大气扰动的气压急剧变化而导致的水体（指海洋、河口、湖泊等）异常升降现象,又叫“风暴增水”。增水过程一般分三个阶段:1、初振阶段,2、激振阶段,这时台风中心移近海港,往往在台风登陆前后几小时内出现猛烈增水,达到过程最大值。3、余振阶段。鉴于台风的强弱,路径不同等因素,增水大小不一,但过程大体一样,仅时间长短,波动大小略有差异。增水峰值发生的时间,在各个港口每次台风时间不一。历史上华南沿海最大的台风增水6903号（汕头）和8007号（湛江）台风暴潮最大值均发生在台风登陆时刻。增水的大小除台风因素外,还受港口地形的制约,形成增水分布的不同特点。广州湾探入内陆,港口向东南敞开,进入南海的西太平洋台风波可长驱直入,有利海水堆积,造成增水,甚至发生共振。     

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。     

南海风暴潮对风场和外围海水敏感性研究

为探索来自西北太平洋台风风暴潮与南海局地生成台风风暴潮不同,本研究在假设两种台风气象条件相同情况下,研究随台风而来外围海水所形成增水对南海沿岸的影响。以0814"黑格比"强台风风暴潮为基础,使用ROMS(regional ocean modeling system)模式进行数值模拟并通过设计对比试验方法进行研究,研究发现在台风登陆时引起的增水最大,最大增水出现在台风路径右侧,其中在沿岸区域,外围海水形成增水约占总增水10%,且大约3 h后出现增水回震现象。同时,设计对比试验,研究来自西北太平洋台风风暴潮对台风路径、台风强度、台风移动速度和流入角等气象条件敏感性,并获得与前人一致的结果。     

出版消息

〈台风海浪与增水年鉴〉系国家海洋局海洋环境预报中心整编。该年鉴原由天津海洋科技情报研究所出版发行,现改为海洋环境预报中心发行。 本年鉴主要整编西北太平洋台风期间海浪与增水以及有关气象方面的资料。其主要内容有:水位测站分布图;台风路径图;巨浪区域演变图;最大增水剖面图;增水曲线图;台风纪要表;增水简表;台风中心位置资料;巨浪区域内海浪、气象资料以及台风期间我国沿海测站增水资料。上述资料以图表结合形式,使用户一目了然地看出台风期间海洋水文,气象     

浅析0519号"龙王"台风风暴潮特征

0519台风是今年正面袭击福建沿海的台风之一,全省沿海各验潮站台风过程增水均较小,但福建省却发生了百年一遇的重大灾情。鉴于以上特点,本文对0519号台风风暴潮过程、灾害情况进行回顾,总结台风风暴潮增水特征,从风场、气压场、天气形势(高空、地面、卫星云图)几个方面初步分析增水较小原因,总结经验,为以后同类型台风的预报提供参考依据。即应考虑较小增水,但却不能对台风造成的灾害掉以轻心,而应考虑大浪和暴雨可能造成的重大灾情。     

舟山海域风暴潮增水数值分析——以台风“灿鸿”为例

基于FVCOM(Finite Volume Coast and Ocean Model)模式,建立了舟山海域台风风暴潮增水数值模型。通过对1509号台风"灿鸿"进行风暴潮过程模拟,验证了模型可用于舟山海域的台风风暴潮增水的模拟和分析;以1509号台风为基础,构造了9条不同路径台风分别进行风暴潮增水模拟,得到了对舟山岱山县沿海最有利增水的台风路径;在最佳路径的基础上,叠加五种不同强度的台风场,分析不同强度台风作用引起的增水情况;应用此模型探讨了未来情景下平面上升30cm和上升66cm后的水位极值分布情况以及其相对于原始海平面的变化情况。     

长涂岛的台风暴潮

本文根据1968～1981年台风期间的水位观测资料,对长涂岛的台风暴潮特性及影响因子作了统计研究。结果表明,1、长涂岛的台风暴潮主要发生在7～9月间,大于100cm的最大增水较少发生;2、台风过程最大增水与台风路径的关系密切,较大的台风暴潮发生在台风接近时;3、台风过程增水与岱山气象站(相距15km)的气压有较好的负相关。而与风速有较好的正相关;4、台风过程最大增水与天文潮高潮相遇并非罕见。     

不同路径台风作用下长江下游沿线风暴增水分布研究

长江口受台风影响严重,台风风暴潮、上游洪峰及天文大潮相遇将致使长江下游至长江口水位暴涨,对沿岸至河口的防汛安全构成严重威胁。基于ADCIRC模型构建东中国海至长江口风暴潮数学模型,模拟9711号台风和0012号台风两场典型台风水位过程。以典型台风为基础构成多种台风路径,分析不同登陆位置和走向对长江沿线风暴增水影响。研究大洪水、不同路径台风、天文大潮共同影响下长江下游沿线风暴增水分布规律。结果表明:登陆位置处于长江口南侧情况下长江河道沿线增水大于正面登陆长江口和北侧登陆型台风;平行于长江河道方向移动的台风造成沿线增水大于斜向穿越长江口的台风,不同台风走向对于风暴增水影响程度小于登陆位置;台风风暴潮、上游洪峰及天文大潮“三碰头”情形下长江沿线增水分布呈单峰型,从大通至江阴不断增大,江阴至中浚维持高位,中浚至口外迅速减小。     

台风潮二元回归预报模型的研究

一、引 言 利用统计公式估算台风潮极值,可以作为台风潮预报的参考依据。因而在我们目前的预报值班程序中,利用各站的极值预报公式估算实际台风的可能增水极值,已成为一个正常步骤,目前采用的统计公式大多形如〔1〕: △H=C_0+C_1△P 式中:△H为增水值,△P为最大增水时刻的本站气压下降量。因为难以得到△P的实时观测值,所以一般采用公式: △P=（1008-P_0 ）（1-exp~（-0.64/r））来估算△P,式中:P_0为台风中心气压,r为台风中心距测站距离。 依据上述公式,收集某测站历史上发生过的台风潮样本△H_i及相应的△P_i即可确定待定系数——C_0及C_1,从而构造出△H随△P变化的一元台风潮预报公式。 上述回归模型对大多数测站的台风潮极值估算都能得到令人满意的结果,但对个别测站     

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。     

台风对珠江口风暴增水的影响分析

珠江口沿岸风暴潮灾害频发,且受台风影响显著。本研究对珠江口赤湾站近30 a(1990—2019)的极端增水进行了分析。结果显示:近年来该区域年平均增水没有显著变化,但极端风暴增水(99.9%分位数)强度显著增强(1.62cm·a^–1),意味着极端风暴潮灾害强度不断变大;在这30a里,有20a的年最大增水发生于台风期间(占66.7%),2018年超强台风“山竹”引起的增水峰值达254cm,为近30a最大的风暴潮灾害事件;增水对台风的最大响应距离约为500～800km。在台风影响范围内,增水强度与台风强度呈近似的线性关系,与距台风中心距离则呈指数关系。分别利用台风强度的不同指标(台风中心最低气压、最大风速和最大风速半径),结合观测站距台风中心的距离,对增水进行拟合,发现风速与距离组合对风暴增水的刻画效果最好[S_w=3.23e^–0.0036D×(Γ_w–3.90)+4.48,R²=0.78,RMSE=9.69cm]。这些研究结果可提升对珠江口风暴潮灾害的认识,为台风风暴潮模拟提供验证资...     

1409号“威马逊”台风对铁山港海域的风暴潮增水研究

1409号"威马逊"台风是1949年以来登陆我国华南地区的最强台风。本文首先以铁山港海域的潮位站和气象站实测资料为基础,对铁山港海域的风暴增水特征进行了初步分析,结果表明:铁山港湾内最大风暴增水值要大于湾口处,通过对历史增水值进行重现期推算可知1409号台风造成的最大增水强度达到了200年一遇。台风登陆期间铁山港海域发生先减水后增水的现象,是因为铁山港海域的风向发生了转变,先是吹离岸风,后改为向岸风。然后基于MIKE21和Holland台风风场建立二维风暴潮数学模型分析了1409号台风的最大增水空间分布规律,模型结果显示地形与风暴潮增水的关系十分密切,铁山港内部湾顶位置处最大风暴增水超过了3.2 m,比铁山港口门处增加了1.2 m,因此需要格外重视铁山港湾顶处的风暴潮防灾减灾工作。     

深圳近海风暴潮影响因素分析

风暴潮可能给沿海城市造成巨大破坏, 而深圳位于易受台风影响的南海北部沿岸, 经济和人口总量巨大, 但有关深圳近海风暴潮的研究工作却十分匮乏。本文基于区域海洋模式系统(regional ocean model system, ROMS)建立了一个以深圳近海为中心的三层嵌套模型, 用于研究深圳近海台风所致风暴潮的影响因素。首先对2018年台风“山竹”过境深圳导致的风暴潮进行模拟, 模拟结果与观测结果较为一致。在此基础上, 进行一系列参数调整试验, 研究台风登陆地点、登陆角度、台风尺度、台风强度以及移动速度的改变对风暴潮及其分布的影响。结果表明, 在深圳西边登陆的台风, 比在深圳东边登陆的台风产生的最大增水高1.5m左右。由东往西移动并登陆深圳的台风, 比由南向北移动的台风产生的最大增水高1.0m左右。台风最大风速半径增加15%, 最大增水上升0.2m左右。台风强度增强15%, 最大增水上升0.4m左右。台风移动速度总体上对风暴潮影响不大, 但不同登陆地点存在明显差异。当台风在深圳西边或者东边登陆时, 台风移动速度增加30%, 深圳沿海各海湾的最大增水反而上升0.2~0.6m。当台风从深圳中部登陆时, 台风移动速度增加30%, 珠江口的最大增水降低0.1m左右, 大鹏湾和大亚湾的最大增水却相反地上升0.2m左右, 不同海湾对台风移动速度呈现不同的变化特征, 与各海湾水体重新分布到稳定状态时间和台风作用时间有关。     

1991～2013年发生在西沙永兴岛的台风风暴潮统计特征分析

利用1991～2013年西沙海洋站实测的潮位、气压、风资料,统计分析发生在西沙永兴岛的台风风暴潮特征.统计结果为以后的台风风暴潮增水预报工作提供一定借鉴.统计分析发现：发生在永兴岛的台风风暴潮过程年最大增水值基本在34cm处上下波动,最高预警级别仅为蓝色;最大增水有明显的年际变化特征,预计接下来10a左右发生在永兴岛的台风风暴增水值大体逐年递减;最大增水若与极大天文潮相叠加,在永兴岛可能出现灾害性高潮位;年最大增水有明显的季节特征,在夏季最强,其次为秋季,冬季和春季最弱;台风中心经过时由负压引起的增水较为明显,单峰型、双峰型和振荡型的增水曲线形态均有出现;影响西沙永兴岛的热带气旋的年最大风速年际与季节性变化是导致永兴岛台风风暴潮特征的主要成因之一.