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联合第三代浅水海浪模式SWAN和三维海流模式POM,建立考虑海浪影响的三维风暴潮模式,利用该模式,在渤黄海区域,对温带气旋830315诱发的风暴潮进行数值模拟,从海表风应力、辐射应力、底应力三方面入手,对海浪对风暴潮的影响进行了数值研究.研究表明海浪通过风应力对风暴潮水位的影响最为显著,而波致辐射应力与依赖波流相互作用的底应力的影响只在渤海和北黄海相对明显;考虑海浪影响的风暴潮水住过程曲线模拟结果,比不考虑海浪影响的纯风暴潮模拟结果与实测水位曲线吻合的更好,尤其是在减水极值处,其相对误差不超过5.57%. 相似文献
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海浪和潮汐风暴潮耦合过程的数值研究 总被引:1,自引:0,他引:1
海浪和风暴潮是重要的海洋灾害。对它们的精确预测和预报对沿岸海洋灾害的风险评估及海洋工程的设计具有极其重要的社会和经济价值。过去人们本多对波浪和风暴潮单独进行预报。实际上,风既产生浪又产生风暴潮,因此它们的产生必然存在相互作用。本研究的目的就是要建立一个渤海高分辨率的双向耦合的海浪和潮汐风暴潮数值模式,研究各耦合机制的影响,以期为黄河三角洲沿岸风暴潮海浪漫堤、漫滩风险评估提供更为准确的海浪风暴潮预测预报结果。
作者在研究中基于国际上先进的第三代海浪数值模式和潮汐风暴潮模式,建立了渤海2''×2''的海浪和潮汐风暴潮耦合数值模式。耦合模式充分考虑了三个主要耦合物理机制:依赖海浪状态的表面风应力,波-流相互作用底应力和辐射应力。波浪模式主要基于国际上第三代WAM模式,并对其进行了浅水效应的改进,以包括浅水深度破碎引起的能量耗散;潮汐风暴潮模式计算中开边界考虑了10个主要分潮K1,O1,P1,Q1,M2,S2,N2,K2,Sa,Ssa。依赖海浪状态的表面风应力取自Donelan等(1993)的结果,波-流相互作用底应力取自Signell等(1990)对 Grant and Madsen(1979)简化的结果,辐射应力以海浪谱表示。耦合计算中,两个模式通过三个耦合机制双向传递所需参量。
运用胜利油田中心一号观测的2个同步浪、潮、流资料对所建的耦合模式进行了检验,并通过耦合和非耦合模式结果的对比对各耦合机制的影响效应进行分析研究。研究结果表明,不同物理机制对波高的影响主要由能量方程中以辐射应力表示的波流相互作用所决定;在波-潮耦合作用中,依赖波令的表面风应力和辐射应力对水位是正效应,而波流相互作用底应力对水位是负效应。三个物理机制的综合净效应是正,可增加水位达25cm。比较显示,耦合模式的结果无论对波高还是水位都比非耦合模式的结果好,特别在峰值处。
本研究显示耦合模式的结果将改进海浪和风暴潮的模拟精度。所建立的耦合模式将对渤海海浪和风暴潮预报精度的提高,以及为黄河三角洲近岸海浪和风暴潮灾害的风险评估,提供更可靠的参数,具有重要的价值。 相似文献
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联合第三代浅水海浪模式SWAN和三维海流模式POM,建立考虑海浪影响的三维风暴潮模式,利用该模式,在渤黄海区域,对温带气旋830315诱发的风暴潮进行数值模拟,从海表风应力、辐射应力、底应力三方面入手,对海浪对风暴潮的影响进行了数值研究.研究表明:海浪通过风应力对风暴潮水位的影响最为显著,而波致辐射应力与依赖波流相互作用的底应力的影响只在渤海和北黄海相对明显;考虑海浪影响的风暴潮水住过程曲线模拟结果,比不考虑海浪影响的纯风暴潮模拟结果与实测水位曲线吻合的更好,尤其是在减水极值处,其相对误差不超过5.57%. 相似文献
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黄河三角洲沿岸海浪风暴潮耦合作用漫堤风险评估研究 总被引:5,自引:3,他引:5
海浪、风暴潮是重要的海洋灾害因子,过去人们主要对这些灾害因子本身进行研究,而对它们作用的承灾体研究甚少。实际上,只有它们作用的承灾体遭到破坏,才产生海洋灾害。本研究的目的就是要针对海浪风暴潮漫堤灾害,提出漫堤灾害的风险评估标准及风险评估方法和程式,为沿海防灾减灾提供科学依据。针对黄河三角洲示范区,根据漫堤程度,提出了漫堤灾害风险等级标准,并基于建立的海浪和风暴潮潮汐数值模式及长期预测结果,提出了风险评估方法和程式步骤。对黄河三角洲近岸海域主要堤段进行了多年一遇和典型台风过程漫堤灾害的风险评估。得到的结果是:该区沿岸海堤在风暴潮水位下一般都不能发生水位漫堤现象,只有加上波浪作用时,才会出现海水漫堤;当发生五十年一遇的风暴潮、浪时,多数的海堤的风暴潮、浪漫堤灾害风险在3—4级,即有效波高的浪已爬上或接近爬到堤顶;9216和9711号台风所产生的风暴潮、浪灾害约为150—200年一遇的情况。从实际情况看,本研究中提出的漫堤风险评估标准、评估方法是可行的,评估结果为有效防减海浪风暴潮漫堤灾害造成的损失提供了参考。 相似文献
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上海沿岸天文潮与风暴潮非线性相互作用的数值研究 总被引:10,自引:0,他引:10
运用二维非线性风暴潮,天文潮和联合水位模型8次不同路径的热带气旋引起的上海地区天文潮与风暴潮的非线性相互作用进行了数值研究,讨论了天文潮气与风暴潮非线性相互作用引起的增水特征,分析了控制方程中各非线性项对天文潮与风暴晨线性相互作用引起水位变化的贡献,研究表明,考虑天文潮与风暴的非线性相互作用后,使风暴潮和水位的数值模拟结果得到了改善,非线性底摩擦在控制天文潮和风暴潮非线性相互作用中起重要的作用。而 相似文献
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本文叙述利用风暴潮模式和斜压大气模式耦合进行温带风暴潮预报.应用边界层阻尼定律预报风暴潮模式所需的海面风应力.本文进行了渤海风暴潮的个例研究.预报结果清楚地显示了温带风暴潮的特性.一些个例研究指出,风暴潮模式和计算风应力方案是令人满意的,而风暴潮预报精度非常依赖于气象预报. 相似文献
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渤海波浪和潮汐风暴潮相互作用对波浪影响的数值研究 总被引:11,自引:2,他引:11
基于依赖波浪成长状态波令的表面风应力,提出了一个波浪和风暴潮潮汐运动相互作用的联合数值模式,实现了第三代波浪模式和三维风暴潮潮汐模式联合作用的数值研究,并结合渤海典型天气个例的研究,给出了渤海波浪和风暴潮潮汐相互作用对波浪影响的机制和大小量级的定量估计。研究表明,对不同天气过程,波浪和风暴潮潮汐相互作用对波浪影响的性质和大小不同;对强寒潮过程,对波浪影响主要由风暴潮所支配波高调制可达1m,在黄河口区一般达0.5m;对弱天气过程,对波浪影响主要由潮所控制,波高调制约在0.2m,联合作用模式给出的结果与实测更吻合。 相似文献
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0016号台风(悟空)海浪及风暴潮特征分析 总被引:1,自引:1,他引:1
0016号热带风暴在南海生成后,向偏西方向移动,并逐渐加强成台风,于2000年9月9日中午在海南省陵水县登陆,给海南的经济造成了严重的损失。本文利用天气图、卫生云图及海洋站实测的潮位资料,对0016号台风的海浪和风暴潮特征进行了初步分析。 相似文献
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运动坐标系下海浪数值模拟 总被引:3,自引:1,他引:3
以运动坐标系中的海浪谱为靶谱应用静止坐标系中随机波面的模拟方法--线性叠架法和线性过滤法模拟均速运动坐标系听随机波面,给出了两种方法的原理及模拟手续。通过模拟实验发现,在高速运动的坐标系中线性叠架法优于线生过滤法,在低速情形,线性过滤法好于线性叠加法,并在模拟技术上给出了各参数的选取方法。 相似文献
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北部湾是一个半封闭的超浅海。本文在数值试验的基础上,提出了一个研究该海域台风风暴潮的数值模型。数值模式为二维深度平均流模型,采用嵌套细网格技术,细网格分辨率为沿经纬方向0.1°,细网格边界值由粗网格提供。台风风场计算采用Jelesnianski模型风场.模式方程组的数值解由交替方向隐式(ADI)方法积分得到。本文对该海域最常见的两种台风移行所引起的风暴潮进行了数值模拟。与几个潮汐观测站的增水记录比较,计算结果基本上反映了台风引起的水位变化,对研究和模拟该海域台风风暴潮是适用的,可用于该海域风暴潮数值预报试验。 相似文献