台风诱发暴雨降水量的概率预测

每年由台风诱发暴雨引起洪水、滑坡等灾害在我国沿海地区造成巨大损失。作者采用多维复合极值分布理论（Multivariate compound extreme value distribution）,以受台风暴雨危害较严重的浙江温州地区为例,对台风诱发暴雨的降水量进行了概率预测。该理论以影响暴雨强度的台风中心气压差和降水量为研究对象,并考虑导致极端降水的台风过程的出现频次的概率特性,预测结果较传统方法更为合理和安全。     

台风灾害极值预测——模式和应用

台风灾害是影响中国2.5亿人民生命财产和经济发展的重大问题。鉴于现行台风防灾减灾领域存在的问题,提出了"多维复合极值分布"理论及相应的"双层嵌套多目标概率模式",并应用于美国卡特列娜飓风巨灾预测和验证、上海设防标准、杭州湾特大超高水位,三峡设计洪水的概率预测及风险分析,显示了新理论的科学性、先进性和实用性。     

湛江周边区域台风风速的长期极值预测

对湛江附近海域1974年至2006年33年的热带气旋过程观测资料进行统计分析.考虑到热带气旋发生频次的影响,建立Poisson-Weibull复合极值分布,对影响湛江地区的台风风速进行长期极值预测,推算出湛江周边区域的多年一遇设计风速,并与传统设计方法进行比较.计算结果表明,复合极值统计模式计算结果较稳定,该方法适用于受热带气旋影响区域的极值风速的长期统计分析.     

海岸与海洋工程多种海洋环境动力要素联合设防标准研究

海岸与海洋工程建筑物遭受多种海洋环境动力要素（浪、流、潮和风等）的共同作用,由此引发的荷载的联合设防标准是海岸与海洋工程设计与建造的重要依据。本文分析了多种确定海洋动力要素联合设防标准的方法的研究进展,包括全概率方法、随机模拟法、降维法、正态变换法、多维理论分布法、Copula函数法等。重点阐述了近30 a取得的主要研究成果,分析了各种方法的特点和不足,从普适性多维最大熵模型法、多维复合分布法、结构响应的神经网络算法、防灾结构可靠度和环境等值线法确定不利荷载组合五个方面归纳了联合设防标准研究的前沿和热点问题,并对未来的研究重点和方向进行了展望。     

上游洪水对台风风暴潮过程期间长江口水位的影响研究

河口地区是河流与海洋相互作用的集中交汇区,也是上游洪水、天文潮和风暴潮等各种动力要素的综合作用区,该区域的水动力研究尤为复杂。长江作为我国第一大河,上游洪水对河口地区的影响尤其明显,特别是天文高潮、风暴潮与洪峰效应相叠加时(俗称"三碰头"),往往会对沿岸造成严重的海洋灾害。以长江大通水文站为上边界建立了一个适合于长江口地区的精细化天文潮、风暴潮和洪水耦合模型,通过对近年来影响长江口的典型台风风暴潮过程的模拟发现,耦合洪水后模型计算结果与实测更为吻合。通过理想数值实验,充分考虑天文潮、风暴潮和洪水的相互作用,定量分析了不同径流量对长江口不同区域的影响,并给出了在不同上游洪水流量和不同台风强度组合情景下,洪水对长江口地区水位的影响以及长江口地区可能出现的高水位。     

影响我国的重大台风风暴潮时空分布

统计了1949-2009年 间发生在我国大陆沿海的38次达到红色预警级别的重大台风风暴潮过程,分析了其在空间、时间上的分布规律.分析结果表明:红色台风风暴潮灾害的发生次数呈上升趋势,且多发生在7-9月间,9月最多:长江口到福建泉州一带沿海和珠江口到海南岛东北部一带沿海是红色台风风暴潮灾害的高风险区.     

台风期间海洋飞沫对海气湍通量的影响研究

本文以2006年9月日本以南海域的台风YAGI为例,应用黑潮延伸体附近的KEO浮标观测资料,并结合卫星遥感等融合资料,分析海洋飞沫在台风不同发展阶段对海气界面间热量通量和动量通量的影响。首先,定量地分析台风期间海洋飞沫对海气热通量的影响。结果表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫能够显著地加剧海气界面间的热量交换,尤其是潜热交换。海洋飞沫增加的热通量随着风速的增强而增大,随着波龄的增大而减小。随后,通过动量分析表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫显著地增强了由大气向海洋的动量转移。当风速达到台风量级后,考虑海洋飞沫所增加的动量通量与界面动量通量大小相当,同时,在此风速条件下,海洋飞沫在海气界面形成极限饱和悬浮层,抑制风到海表面的动量转移,导致海气界面间总的动量通量的增长率随之减小。     

考虑海平面上升影响的极值水位计算

本研究基于非平稳序列极值理论,定量分析极端水位事件年超越概率受海平面上升的影响;以工程设计使用年限内极端水位发生概率作为控制条件,构建考虑海平面上升的极值水位计算方法;结合平均海平面的长期变化过程,推算海平面上升下的极值水位。基于全球10个验潮站历史水位观测资料,验证历史平均海平面长期变化与高、低水位耿贝尔分布位置参数变化的一致性以及构建方法的合理性。结合政府间气候变化专门委员会对海平面上升的预测,推算和对比分析不同海平面上升情景下的极值水位,并评估相应极值水位在当前极值分布中的重现期。     

台风诱发暴潮极端潮位的预测方法

以杭州湾为例,根据水文站历史潮位资料,采用改进的灰色马尔可夫预测模型对台风诱发暴潮的极端潮位进行预测.同时采用复合极值分布理论对可能出现的极端潮位进行概率预测,使预测结果更为接近真实数值.     

台风作用下核电站海岸防护标准的概率分析

随着全球气候变暖和海平面上升,台风发生的频次和强度呈逐年增大的趋势。由台风引发的灾害及带来的后果促使人们必须重新评估核电站的海岸防护标准。文中对核电安全规定中的"可能最大台风"(Probable Maximum Typhoon)、"可能最大暴潮"(Probable Maximum Storm Surge)、"设计基准洪水"(Design Basic Flood)进行了概率分析,并用"双层嵌套多目标概率模式"(DLNMPM)对设计规范计算结果进行了修正。     

17级台风工况下玄武岩纤维大型海洋网箱的水动力特性研究

网箱浮架是我国深水养殖的重要设施装备,其水动力特性直接关系其工作稳定性。文章针对3层桁架式海洋网箱浮架建立有限元模型,采用流固耦合方法对17级台风正面来流条件下的网箱浮架水动力特性展开模拟计算,并对比分析有无网衣时网箱浮架水动力特性的变化规律。结果表明：在台风正面来流的情况下,网箱浮架的饵料舱侧向支撑点、上层步道板连接管迎浪侧和中层承力结构交叉点是应力集中的主要区域;当浮架悬挂网衣结构时,其垂荡距离减小,但纵摇程度加剧,即网衣结构有利于浮架结构在垂直方向上的稳定,但增加其纵摇运动强度;当悬挂网衣结构时,由于浮架在垂直方向上更为稳定,其饵料舱侧向支撑点、上层步道板连接管迎浪侧的最大应力分别降低5.1%和3.2%,中层承力结构交叉点的最大应力变化不明显,而迎浪侧中下层连接管的最大应力降低8.7%。     

Swell Source Analysis of East China Sea Under the Influence of Typical Typhoon Scenarios

The characteristics of swells within the East China Sea have been reported by Tao et al.(2017), while the question of where the swells come from remains unanswered. By using the wave model WAVEWATCH III and the swell tracking method proposed by Hanson(2001), the spatial sources of the swells are investigated during four typical typhoon scenarios, which usually affect the wave environment in the East China Sea, including the Recurving type,the Northward type, the Westward type(striking the East China Sea) and the Westward type(over the South China Sea). The numerical results show that parts of the swells are from the North West Pacific with a long-distance travelling. The moving paths of the swells are affected by the typhoon tracks, which result in various fetches. The Westward type(over the South China Sea) makes one peak in the evolution process. The landing process of the Westward type(striking the East China Sea) could result in swells with low energy. The swell energy depends on swell propagation distance, existence time and wind intensity of generation fetch. The consistent fetch and forceful wind intensity make swell carry more energy.     

浮子水位、雷达水位双备份观测系统设计

珠江口水文信息系统的水文观测站都是无人站, 采用的均是浮子式水位计, 且数量逐年增多, 发生故障后, 修复时间长, 造成数据缺测。为了解决这个问题, 本文提出使用浮子水位、雷达水位双备份观测方式, 数据中心可以通过人工干预或系统自动智能诊断方式分时间段分别从浮子水位、雷达水位中挑选数据作为该站点的实际连续观测数据。本文阐述浮子水位和雷达水位双备份观测的实时数据传输系统组成及工作原理, 并通过对浮子水位、雷达水位观测数据的对比分析, 验证数据中心通过这种分时间段组合挑选的数据具有连续性、有效性, 可作为观测站的实际观测数据, 浮子水位、雷达水位双备份观测系统可以应用在珠江口水文信息系统或类似观测领域。     

Effect of Sea Level Variation on Calculation of Design Water Level

The long-term variation and seasonal variation of sea level have a notable effect on the calculation of engineering water level. Such an effect is first analyzed in this paper. The maximal amplitude of inter-annual anomaly of monthly mean sea level along the China coast is larger than 60 cm. Both the storm surge disaster and cold wave disaster are seasonal disasters in various regions, so the water level corresponding to the 1% of the cumulative frequency in the cumulative frequency curve of hourly water level data for different seasons in various sea areas is different from design water level, for example, the difference between them reaches maximum in June, July and August for northern sea area, and maximum in September, October and November for Southern China Sea. The hourly water level data of 19 gauge stations along the China coast are analyzed. Firstly, the annual mean sea level for every station is obtained; secondly, linear chan ging rates of annual mean sea level are obtained with the stochasti     

东海黑潮对台风过境的响应特征

文中调查了"威马逊"台风过境时东海黑潮对台风的响应特征,以海面高度异常(Sea Level Anomaly, SLA)和摩擦深度作为主要研究因子,利用艾克曼风生海流理论,得出了在"威马逊"台风过程中东海黑潮附近海域尤其是宫古海峡处的SLA值和摩擦深度的响应特征,发现了东海黑潮及其周边海域表层流场与海面高度异常值(SLA)之间的对应关系存在明显的季节性变化特征, SLA正负极值区对应的表层流场一般呈现反气旋型分布和气旋型分布,利用这一对应关系可以有效地分析判断在台风过程中东海黑潮及附近海域表层流场的响应特征。其结论对于东海黑潮流域的海洋环境分析和该区域的军事活动都有一定的参考价值。     

基于潮汐模型进行水位控制方案设计探讨

探讨了水位控制的精度要求以及目前水位控制方案设计的不足,提出了利用潮汐模型设计水位控制方案的方法;以自编的软件CNTideGets为工具,对虚拟的一个测区内设立虚拟验潮站,利用潮汐模型计算各个虚拟站的深度基准面、预报15天的潮汐资料,然后计算出各个虚拟站之间的潮时差、同时间最大潮高差以及同相位潮差中误差并绘制成图,以此为依据设计测区水位控制方案;对水位控制精度和利用潮汐模型设计水位控制方案提出了建议。     

龙口港极端设计水位的组合估计

传统的单因素极端设计水位计算方法忽略了天文潮位与风暴潮增水的联合作用.已经提出的天文潮与风暴潮增水的组合方法,也未能把二者当作相关的事件来考虑.选取龙口港连续25 a风暴潮增水和天文潮位资料,采用二维Log-normal理论分布进行计算,估计了多年一遇风暴潮增水与天文潮位的联合重现值,所得极端水位可供海岸防灾部门作为设计参考.     

平均海平面上升对东中国海台风风暴潮影响的数值模拟

本文采用ECOMSED模式模拟了影响东中国海的3次台风过程,经与实测资料对比验证了模型的可靠性。在此基础上设计了敏感性试验以考察海平面上升对风暴潮造成的影响。结果表明,海平面上升对风暴潮的影响在空间分布上不是一致的,且因具体台风过程而异。整体而言,海平面上升对风暴潮造成的影响有限。海平面上升0．5m,大部分站位风暴增水极值基本不变,即使海平面上升5m大部分站位的风暴增水极值相对改变量都小于10％。     

海道测量中跳变水位和缺失水位的补救方法

基于余水位的配置模型,通过潮汐调和分析,利用已知长期验潮站余水位结合临近短期验潮站天文潮位来恢复短期站的实际水位,并对其进行误差分析,证明基于余水位进行推算未知验潮站潮位的可行性与实用性。为了保证验潮仪采集数据的精确度,基于日(月)平均海面在较大的空间尺度内有较强的相关性这一原理,对短期验潮站验潮仪零点漂移进行检测,并对其进行误差分析。