废黄河三角洲贝壳堤岸滩的风暴潮动力响应

渤海湾西南岸大口河口至马颊河口一线分布着大口河岛、高坨子、棘家堡子和汪子岛等贝壳堤(岛)。以2003年10月10-12日发生的50年一遇的温带风暴潮为动力条件,结合对历史文献、海图、卫星影像等资料的分析,利用FVCOM和SWAN数值模式,耦合模拟了黄河废弃三角洲不同时期代表性岸线形态约束下贝壳堤近岸的波浪、潮流等动力响应特征。贝壳堤的规模、形态、分布等受特殊的岸线形态、海滩物质组成以及由ENE、NE强风驱动的风暴潮动力场等所控制。由于黄骅港和滨州港超长防波堤的掩护作用,在同等风暴潮强度下,贝壳堤近岸的潮位、流速和波高均有所减小,有利于贝壳堤的加积和稳定性。     

用两种不同方法计算淀山湖风浪

对淀山湖进行了风场和风浪场的现场观测。分别利用规范公式和SWAN模型计算了湖区风浪场的波高,并将计算结果和现场观测值进行了比较,比较说明两种方法的计算结果存在比较明显的差别。可为今后的相关工作提供借鉴和参考,并可为淀山湖的进一步治理积累必要的工作基础。     

应用SWAN模型分析航道对波浪传播的影响

应用SWAN模型,采用多向不规则波计算了秦皇岛港航道改造工程前后4个具有代表性波向的波浪场,分析了航道对工程区4个不同方向波浪传播的影响并得到了航道沿程的波高分布.改造后的秦皇岛港航道呈折线型,长为24.4 km,相应的计算区域较大,使Boussinesq模型因网格过多而难以进行计算,而缓坡方程模型在处理多向不规则波时计算过于繁琐,SWAN模型在大区域、多向不规则波情况下能够较好地解决计算问题.运用该模型计算的结果表明,秦皇岛港航道改造工程后距航道较近区域的波态发生明显的变化,但工程海区的波浪整体传播规律没有发生大的改变.     

SWAN浅水波浪模式在渤海的应用研究--Phillips线性增长比例系数的改进

将国际上通用的SWAN波浪数值模式应用到渤海,以检验其适应性。通过对由风引起的波浪的增长和耗散作用源函数的实验研究,发现SWAN中所采用的Phillips线性增长部分的比例系数和波浪成长有较大的关系,此比例系数随摩擦速度变化(原模式取此系数为一常数)。基于模式试验,引入了一个新的Phillips线性增长项公式,并且利用3个风过程对模式的改进进行了验证。3个风过程的计算结果和实测值比较表明,计算结果在3个过程当中都得到了明显的改进。     

SWAN系统灾害性天气监测模块的二次开发与应用

应用C#语言编程,针对河南省本地业务需求,对灾害性天气短时临近预报业务系统(简称SWAN系统)灾害性天气监测模块进行了二次开发,实现了实时业务运行。添加了SWAN系统服务器端灾害性天气实时监测模块的监测功能,使系统服务器端定时处理雷暴和冰雹灾害性天气报文、及时准确地生成雷暴和冰雹灾害性天气监测产品,改进了客户端灾害性天气实时报警功能,使客户端界面能直接清晰地显示灾害性天气图标而非灾害性天气信息提示框,解决了实际业务中强对流天气多发时段内SWAN系统客户端显示界面灾害性天气监测产品与其他预警、预报产品之间辨别困难的不足。通过2014年7月一次河南省大范围强对流天气实例,对比分析了二次开发前后该系统在实际业务中的应用情况可知:对灾害性天气监测模块进行二次开发后的SWAN系统平台有助于预报员更及时、快捷地了解灾害性天气实况,在河南夏季强对流天气多发时段的灾害性天气监测和预警预报工作中具有更良好的应用效果。     

基于WRF-SWAN耦合模式的台风“威马逊”波浪场数值模拟

获取高分辨率的风场数据和气压场数据是精确模拟台风浪的基础,采用经验公式构建台风风场和气压场对海浪模式进行驱动,无法反映台风影响下海气动力过程,难以提供高精度的风场、气压场数据。本文基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting model)和第三代海浪模式SWAN(Simulating WAves Nearshore model),构建了南中国海地区大气—海浪实时双向耦合模式,针对超强台风"威马逊"进行数值模拟。将数值模拟结果与现场观测结果及卫星高度计观测结果进行对比验证,验证结果表明,本文建立的WRF-SWAN耦合模式在对台风"威马逊"影响下的南中国海台风浪的模拟中展现出较高的模拟精度,揭示了台风风场分布和台风浪分布在空间上的"右偏性"不对称分布特征及其形成机制。基于WRF和SWAN建立的大气-海浪实时双向耦合模式能够准确模拟台风动力过程以及台风浪的时空分布特征,可以推广用于南中国海地区台风浪的模拟分析。     

近岸较大区域波浪数值模型的比较

将适用于近岸较大区域波浪传播变形的三种模型,即基于抛物型缓坡方程的不规则波模型、引入浅水波浪谱 TMA 谱的 SWAN(simulating waves nearshore)模型以及采用默认 JONSWAP 谱的 SWAN模型应用于特拉华大学(University of Delaware)圆形浅滩实验进行比较.结果显示,抛物型缓坡方程和SWAN 的模拟结果与实验所测数据符合都比较好; SWAN 在非线性作用较强的浅滩中心及靠后部效果更佳,而抛物型缓坡方程由于没有考虑非线性作用,模拟得到的最大波高较实测值偏高,且波高变化较为剧烈.     

利用WAVEWATCH和SWAN嵌套计算珠江口附近海域的风浪场*

基于CCMP(Cross Calibrated Multi-platform)卫星遥感海面风场数据,通过将WAVEWATCH和SWAN (Simulating WAves Nearshore)模型嵌套的方法,数值模拟了珠江口附近海域的风浪场。将总计10个月的数值模拟的有效波高、波周期和波向分别与相应的观测值进行了定量比较。结果说明,有效波高的平均绝对误差为15.4cm,分散系数SI为0.240,相关系数为0.925;波周期的平均绝对误差为1.9s,分散系数SI为0.433,相关系数为0.636;波向的平均绝对误差为23.9°。计算的波高和波向与观测结果的变化趋势相吻合。由于第三代海浪模式本身的缺陷,导致所计算的波周期偏小。总体说来,本文所采用的数值模式能较好地模拟珠江口附近海域的风浪场。另外,还设计了6个算例以探讨采用不同的计算方法和风场对计算结果精度的影响。结果表明使用本文的数值方法和高精度的CCMP风场确实可以提高计算结果的精度。     

浅水波浪数值模型SWAN的原理及应用综述

概述了模拟海岸、河口的浅水波浪数值模型研究现状、存在的问题以及用能量平衡方程预报海浪的发展历史。介绍了基于当代最新波浪理论研究成果的第三代浅水波浪数值模型SWAN模型,对模型的适用性、数值特性、功能及局限性进行了阐述。介绍动谱平衡方程数学模型、方程离散要求、边界条件的处理和源项(包括能量输入、损耗及波与波之间非线性相互作用)的处理方法,重点介绍三相波非线性相互作用。模拟海安湾有效波高、波周期场,并分析波与波之间非线性相互作用对波浪要素预报的影响,最后对SWAN模型的应用前景和研究趋势进行了展望。     

Numerical Simulation of Tsunamis on the Tamil Nadu Coast of India

The State of Tamil Nadu was the most affected region in India during the tsunami of December 26, 2004, in the Indian Ocean, in terms of loss of life and damage. Numerical simulation was made for three tsunamis, the December 26, 2004, event, the Sumatra tsunami of 1833, and a hypothetical tsunami originating in the Andaman-Nicobar region. Since inundation is not included in these simulations, the tsunami amplitudes were deduced at the 10m depth contour in the ocean, off several locations on the coast of Tamil Nadu. The computed amplitudes appear reasonable as compared to known tsunami amplitudes from past events.