风暴潮预报知识讲座 第一讲 风暴潮的定义、分类与某些统计事实

第一讲风暴潮的定义、分类与某些统计事实１风暴潮的定义风暴潮（ｓｔｏｒｍｓｕｒｇｅ）系指由于强烈的大气扰动（强风和气压骤变）引起的海面异常升高现象。它具有数小时至数天的周期，叠加在正常潮位（ａｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌｔｉｄｅ）之上，而风浪（Ｗｉｎｄｗａｖｅ）、涌浪（ｓｗｅｌｌ）具有数秒或十几秒的周期，叠加在前二者之上。由这三者的结合引起的沿岸涨水常常酿成巨大灾害，通常称之为风暴潮灾害或潮灾。图１是三者结合引起的沿岸涨水而成灾的示意图。从图中可以看出正常潮位周期性涨落并不能使沿岸建筑物被淹没。然而，有…     

风暴潮警戒潮位电子标识技术应用示范

风暴潮警戒潮位标识是防护区沿岸可能出现险情或潮灾、需要进入戒备或救灾状态的级别提示.一般建设在港口码头、海上堤坝等海边固定标志物上,在其墙体侧面进行涂刷或镶嵌四色标识,这种标识受外界因素影响级别判定具有一定的误差.针对固定式风暴潮警戒潮位标识的不足,本文提出了一种新型的风暴潮警戒潮位电子标识建设方案,采用现有海洋站点获...     

基于有限元法的福建沿岸天文潮风暴潮耦合预报模式研究

采用有限元法建立了一个适用于福建沿岸的天文潮-风暴潮耦合预报模式(FETSCM),模式采用三角网格,在福建沿岸平均网格分辨率为1 km,最高500 m.利用福建沿岸6个潮位站的实测资料对模型进行了验证,天文潮模拟结果与实测吻合良好,5个站位平均绝对误差为22 cm;31场历史台风期间6个站位风暴潮后报模拟误差为24 cm;天文潮-风暴潮耦合总水位的平均极值误差为20 cm,表明该耦合预报模式对福建沿岸的台风灾害预警有较好实用价值.     

唐山市风暴潮警戒潮位标志物设置研究

警戒潮位是指沿海地带防护区沿岸可能出现险情或潮灾,需进入戒备或救灾状态的潮位既定值,是海岸防汛工作的一个重要技术指标,是海洋预报部门发布风暴潮预报、警报的重要参考,是各级政府防潮减灾指挥决策的重要依据。依据河北省已核定出沿海警戒潮位值,将警戒潮位定为4个数值,按蓝色警戒潮位、黄色警戒潮位、橙色警戒潮位和红色警戒潮位进行分级核定,分别以蓝、黄、橙、红4色予以标志,通过将警戒潮位值实体直观化,更便于沿海地区直接了解风暴潮警戒潮位情况,为唐山市沿海的风暴潮防灾减灾工作提供更好的技术支持,警戒潮位的细化也有利于沿海部门单位更加有针对性地制订预案、采取防风暴潮措施,这对海洋灾害带来的损失具有防范作用。     

资料同化在渤黄海风暴潮重现期 计算中的应用研究

基于渤黄海沿岸 14个潮位站的历史潮位资料,同时刻同化利用 W RF 大气模式驱动风暴潮数值模型模拟得到沿岸 2忆 格点的逐时风暴增水。通过烟台潮位站的同化试验以及与观测资料完整的塘沽和羊角沟潮位站进行重现期比较分析,表明最 优插值法可以提高数值模拟法计算得到的重现期风暴潮位的准确度,至少是在潮位站附近同化后的重现期值是合理可信的, 证实资料同化在渤黄海风暴潮重现期分析中具有良好的性能,可在大范围、高分辨率进行沿岸风暴潮重现期分析中予以采 用。据此给出了渤黄海沿岸五十年一遇和百年一遇风暴潮的分析结果,以期为渤黄海沿岸今后的布局规划和堤防建设工作提 供决策支持。     

深圳0814号台风风暴潮数值模拟及最高潮位特征分析

基于MIKE21-FM水动力模型,结合Holland台风模型和TPXO7.2全球潮汐模型,建立了风暴潮-天文潮耦合数学模型。根据0814号台风"黑格比"的最佳路径数据,模拟了该强台风在深圳引起的风暴潮过程,并对深圳沿岸最高潮位与对应岸段的警戒潮位进行对比分析。结果显示:深圳沿岸最高潮位普遍超出警戒潮位,其中前海湾以北珠江口岸段最高潮位超出红色警戒潮位,深圳湾岸段最高潮位高于橙色警戒潮位,大鹏湾湾顶西侧岸段最高潮位超黄色警戒潮位,仅大鹏半岛东南侧岸段最高潮位低于蓝色警戒潮位;深圳西部沿岸最高潮位明显高于东部沿岸;深圳珠江口岸段最高潮位沿珠江口伶仃洋纵深方向由南往北递增。     

1117号“纳沙”和1119号“尼格”风暴潮比较分析

2011年,1117号强台风“纳沙”和1119号强台风“尼格”分别在海南岛沿岸登陆,在海南岛沿岸造成不同程度的风暴潮,部分岸段最高潮位超过当地警戒潮位,给海南省造成严重的经济损失.本文分别从热带气旋特征、增水特征、灾害损失等方面进行分析,对这两次风暴潮增水过程的特征进行比较,以便为以后的风暴潮预报积累经验,更好地为我省海洋减灾防灾服务.     

温州市海岸带变迁与风暴潮灾害风险评估

以温州市为研究对象,通过对风暴潮灾害风险性评估,分析了各市县(区)风暴潮灾害风险性等级。基于多层次评价法利用温州统计年鉴社会经济人口信息数据构建社会脆弱性指标,防灾海塘信息、潮位信息与土地利用类型数据构建自然脆弱性指标,得到温州风暴潮灾害风险性等级分布,结合海岸带变迁与风暴潮灾害损失统计,结果表明:温州21个乡镇(街道)处于4级风险区,40个乡镇(街道)处于3级风险区,37个乡镇(街道)处于2级风险区,30个乡镇(街道)处于1级风险区,其中乐清市、龙湾区、瑞安市、苍南县等地风暴潮灾害风险性较高,永嘉县、文成县、泰顺县等地风险性较低,高风险性地区具有海洋经济发达、居民用地集中的特征,风暴潮灾害造成的经济损失与海岸带开发变迁有较大关联。     

强台风0814(黑格比)和9615(莎莉)台风暴潮珠江口内超高潮位分析

0814(黑格比)和9615(莎莉)是登陆粤西沿岸的强台风,台风路径相似、强度相同、登陆点相近,两次台风均造成珠江口内高潮位,而前者形成超高潮位。通过现有资料的比较,对两场台风特点及产生风暴潮灾害程度不同的原因进行分析。0814台风造成珠江口内特高潮位的原因主要有:1.台风强度,0814台风低压控制时间较9615台风长;2.天文潮大小,0814台风登陆日珠江口外天文潮潮差超过9615台风25%;3.登陆时所遇天文潮涨落阶段不同,0814台风登陆时逢珠江口内处于高潮位时,而9615登陆时珠江口内处于落潮过程。     

不同风应力拖曳系数对南海北部风暴潮数值模拟的适应性研究

南海是我国风暴潮灾害频发的海域之一,合适的拖曳系数参数方案能够提升风暴潮数值模拟的准确度,对于南海风暴潮的防灾减灾影响深远。本文基于影响南海海区的两次台风过程期间的沿岸潮位站的水位资料,对常用的拖曳系数模型对比分析研究,获得了适用于南海北部海区的拖曳系数方案。结果显示,拖曳系数方案采用Large and Pond(1981)模型在南海北部能够获得更加准确的风暴潮数值模拟结果。     

考虑溢流条件下的核电厂址风暴潮模拟与研究

基于ADCIRC建立了三门湾风暴潮模型,模型模拟结果与实测数据吻合较好。以可能最大热带气旋参数为基础构建了多种假想台风路径来计算三门核电厂址处的可能最大风暴潮增水。结果表明,NW向登陆且距离核电厂址左侧为R(最大风速半径)时的假想台风使得三门核电厂址处的增水达到最大,风暴潮增水最大值为4.58 m。将可能最大风暴潮增水叠加天文高潮位进行计算,厂址前沿处水位达到了7.75 m,而三门湾顶附近的最高水位已经达到9 m,超出了三门湾沿岸海堤高程。将三门湾沿岸陆地依照高程概化为计算区域进行漫堤计算,当天文高潮位叠加可能最大风暴潮水位时,三门湾沿岸会发生漫堤溢流现象,淹没范围最严重的区域出现在湾顶处,最大淹没面积达到了120 km2。此时厂址前沿最高潮位为7.25 m,与不溢流相比下降了0.50 m。本研究可为三门核电厂址的安全防护提供科学依据。     

海平面上升对北部湾风暴潮增水影响研究——以 2012 年台风“山神”为例

全球变暖引发的海平面上升将加剧风暴潮增水,进而危及沿海经济发展与社会安全保障。本文基于模型耦合与模型嵌套技术构建北部湾台风风暴潮数值模拟系统,以2012年台风"山神"为天气背景,通过设计7组情景模拟研究未来不同海平面上升背景下北部湾风暴潮增水变化。结果表明:风暴潮期间水位从南向北沿北部湾逐渐涌高,最高水位发生在广西沿岸,达2.4 m以上。天文潮和台风风场拖曳力是形成高水位的主要驱动力,其中天文大潮和最大风场拖曳力对最高水位的贡献率分别约占70%和30%。海平面上升对风暴潮增水的影响具有时空非线性和非均一性特征。其中,潮位波动和波-流耦合效应会改变实际最大增水发生时间,导致钦州湾附近高潮位大致提前1天半,海平面上升1.1 m使得最大风暴潮增水大致提前30 min;未来海平面上升0.66～1.1 m将导致北部湾大部分海域风暴潮增水幅度放大6%～10%,广西沿岸钦州湾和大风江河口出现负增加效应,可能与溺谷海湾地形特征有关。研究结果可为未来北部湾沿岸防御风暴潮灾害提供理论依据。     

我国东海和南海沿岸的历史风暴潮探讨

根据我国丰富的地方史志资料分析,证实在我国频临东海,南海沿岸的历史风暴潮是由台风引起的,这与冬半年出现在我国北方沿岸的风暴潮不同。列出了历朝风暴潮按月的统计和重大历史风暴潮灾害表。对史志的记载进行了探讨,指出时间记载的可靠性,古地名的变迁:随同风暴潮记载的海象、气象、天象和物象的记述;以及由风暴潮引起的次生灾害。     

渤海沿岸平均海平在变化与地震活动的关系的研究

本文使用了渤海沿岸８个验潮站５０年代以来的平均潮位资料，尝试通过多次平均和周期图等分析方法来消除各种周期及非周期因素的影响。力求显示出地壳菜变的贡献。结果表明，渤海沿岸的海平面变化不仅具有丰富的地质构造活动信息，而且可能反应较大地震前后的地形变过程。提取海平面地壳垂直形变信息对较大地震的预报和与海洋有关灾害的预测等有积极意义。     

山东沿岸历史风暴潮探讨

作者根据地方史志资料进行分析与统计,提出山东沿岸风暴潮的特点:存在风潮和台风暴潮两种型式。在风潮中,春季风潮占绝对优势,秋季风潮是次要的。三者的关系是:台风暴潮:春季风潮:秋季风潮=50％:37％:13％。此外,还分析了在风暴潮记载中的有关气象记录问题以及历代王朝有关风暴潮记录的特点。提出历史风暴潮灾情的个例,举出1985年山东沿岸发生的风暴潮灾情,以说明风暴潮灾害的严重性。     

海洋灾害类别笔记

一般把发生在海洋上和海滨地区的,由于海洋自然条件产生异常或激烈变化而引发的灾害,称为海洋自然灾害。 风暴潮是发生在海洋沿岸的一种严重自然灾害，主要是由强风或气压骤变及高潮水位共同引起，爆发的时候局部地区水位猛然增高，酿成重大灾害。在温带气旋鼎盛的春秋季节，常发生温带风暴潮，以中纬度沿海最为常见。     

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。     

近31年中国近海潮位潮流数据库的建立及极值分析

基于CFSR、CFSv2再分析风场数据和Jelesnianski经验风场建立混合风场,利用TELEMAC2D平面二维潮流模型对中国沿海进行了31 a(1989—2019年)数值计算,将模型计算一般潮位过程和风暴潮过程与实测资料进行对比,结果显示潮汐潮流模拟值与实测值吻合较好。中国沿海不同重现期高潮位在东海和南海北部较高,由于风暴潮作用,越靠近海岸高潮位越高。高潮位极值较大区域主要分布在东海沿岸,尤其是台湾海峡较高,另外北部湾的高潮位极值也较大;低潮位较低区域也主要分布在东海沿岸,台湾海峡及北部湾低潮位较低。流速极值较大区域主要分布在黄海近岸、台湾海峡、琼州海峡和北部湾湾口。     

海岸工程对渤海湾风暴潮高潮位影响分析

渤海湾是全世界受风暴潮灾害最严重的地区之一。近年来渤海湾建设了大量的大型海岸工程,为研究其建设以后风暴潮可能发生的变化,采用大-中-小区域多重嵌套方法,建立渤海风暴潮二维数值模型。以对渤海海域影响最显著的9216、9711台风和2003年10月三次风暴潮为例,对渤海湾大型工程实施前、后的风暴潮过程进行模拟,分析工程实施后风暴潮高潮水位变化,为工程实施可能对风暴潮防护带来的影响提供基础。计算表明,由于沿岸围垦减小海域的纳潮受水面积,海水被挤压抬升,渤海湾海域工程后风暴潮高潮位普遍抬升。在特大风暴潮作用下,水位最大升高可达0.10 m以上,在堤防设计中需引起重视。     

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。