长江口沿海地区温带风暴潮预报模式的建立及应用

发布时间：2020-04-15 11:41

【摘要】：在我国,风暴潮是导致生命财产损失最严重的自然灾害之一,而在经济和航运中心的长江口地区,每年不但要在夏秋季迎来台风风暴潮的侵袭,还有在冬春季遭受温带风暴潮的肆虐,对经济发展和人民生命安全构成了严重威胁,因此,对长江口及邻近海域的温带风暴潮研究有着重大的科学和实际意义。本文利用二维流场模型ADCIRC,在长江口和杭州湾海域双向耦合波浪模型SWAN,并结合大气模型WRF,建立了长江口及邻近海域温带风暴潮预报模型。流场模型采用的三角形无结构网格能够很好地拟合复杂的近岸边界,流场模型的双层嵌套和大气模型的三层嵌套既有较高的空间分辨率,又提高了模型的预报效率。本文对该模型的风场和温带风暴潮水位进行率定验证,还统计分析得出这两次温带风暴潮增水处于高潮位、减水处于低潮位,并基于该模型分别讨论风应力和气压对温带风暴潮的作用,以及径流对温带风暴潮增减水的贡献。结果表明,气压对温带风暴潮增减水作用甚小,而主要决定增减水改变的因素是风速的变化；此外,径流越大对温带风暴潮期间的水位顶托作用越大：当水深较浅时,波浪对温带风暴潮的影响不可小觑。应用本模型,通过数值试验探讨了寒潮大风的风向、风速大小和风时对温带风暴潮的影响。模拟了在风场设为恒定值下,10天或15天温带风暴潮增减水变化,发现：向岸风导致增水,反之,离岸风导致减水,当风向为北偏西15°时,增减水均不明显；向岸风分量或离岸风分量越大,增水或减水幅度越大,速率越快；当风速风向不变时,增减水在加入风场的前3-4天变化较为显著,之后逐渐趋于稳定。
【图文】：

ＳＷＡＮ模式在近岸地区双向z1合（ＣｈａｎS}ｎ邋Ｚｈａｏ邋ｅｔａｌ，，２０１４）。逡逑为了提高模型的计算效率，所Ｗ该模式采用两层嵌套的方法，小区进行z1合。逡逑模式的计算区域如图２－３。大区覆盖了从１８°Ｎ至４１°Ｎ，１１６°Ｅ至１３４°Ｅ，计算区逡逑域的选取对温带风暴潮计算的精度影响重大（于福江ｅｔ邋ａｌ，邋２００２；邋Ｂｌａｉｎ邋ｅｔ邋ａｌ，邋１９９４；逡逑ＳｈｅｎＪ．邋ａｎｄ邋Ｇｏｎｇ邋Ｗ．，２００９），计算区域的选取最好能与寒潮的尺度相当。大区逡逑开边界分辨率可达２７公里，而小区范围涵盖长江口和杭州湾沿海区域，河流上逡逑界延伸至长江潮流界大通，长江口沿岸地区网格逐渐加密，最密分辨率可达１００逡逑米。逡逑大区加入风场、气压场后计算得余水位；ＳＷＡＮ模型在风场的驱动下计算得逡逑１８逡逑

－－ＭｇＺＺＺＺ：逦逦逦逦￣Ｊ邋２Ｔ．．逡逑Ａｆ￣——■——一－———＿—刖逡逑Ｉ—Ｌ｜ｉＪ－邋ｊ，ｉ‘ｌ逦．ｊｉ‘ｉ，Ｌｉ｜邋１。？逡逑图２－２大气模型计算网格（修改于陶英佳，２０１５）逡逑２．３．１．２邋ＡＤＣＩＲＣ流场模型计巧区域逡逑由于考虑到波－流相互作用，本文采用流场模型ＡＤＣＩ民Ｃ模式与波浪模型逡逑ＳＷＡＮ模式在近岸地区双向z1合（ＣｈａｎS}ｎ邋Ｚｈａｏ邋ｅｔａｌ，２０１４）。逡逑为了提高模型的计算效率，所Ｗ该模式采用两层嵌套的方法，小区进行z1合。逡逑模式的计算区域如图２－３。大区覆盖了从１８°Ｎ至４１°Ｎ，１１６°Ｅ至１３４°Ｅ，计算区逡逑域的选取对温带风暴潮计算的精度影响重大（于福江ｅｔ邋ａｌ，邋２００２；邋Ｂｌａｉｎ邋ｅｔ邋ａｌ，邋１９９４；逡逑ＳｈｅｎＪ．邋ａｎｄ邋Ｇｏｎｇ邋Ｗ．，２００９），计算区域的选取最好能与寒潮的尺度相当。大区逡逑开边界分辨率可达２７公里，而小区范围涵盖长江口和杭州湾沿海区域，河流上逡逑界延伸至长江潮流界大通
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P731.34

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本文编号：2628513