基于WRF大气模式的大风过程波浪模拟
发布时间：2021-06-05 17:07
准确获取极端天气条件下近岸海域的波浪要素是保障港口与海岸工程设计安全的前提条件,因此研究台风、温带气旋和寒潮等大风过程中波浪的生成与演化具有重要意义。近年来,海浪数值模拟已成为研究近岸波浪的重要手段,而风场数据的合理性直接影响着波浪模拟结果的合理性。另外,近岸海域波浪模拟还需要考虑潮流的影响。为此,本文采用中尺度大气模式WRF来模拟风场以获取高精度风场数据,采用FVCOM二维潮流模式模拟近岸流场,采用SWAN海浪模式模拟波浪场,建立了大气-海洋-海浪模型系统,对台风及温带风暴过程中的近岸波浪进行模拟。论文的主要研究内容和结论如下:1、通过对比分析,合理确定了台风及温带风暴风况下WRF模式的各种参数,并对两种风况下大气数据同化的效果进行了分析。结果表明数据同化对台风的结果影响较大,对温带风暴过程的结果影响较小。为了使数据同化的效果更明显,需要更多的实测数据来进行同化。2、将WRF模型计算数据与QSCAT/NCEP混合风场数据及QSCAT/NCEP与台风模型合成风场数据进行了比较,结果表明WRF模型的计算结果明显优于其它两种风场数据,WRF模型计算值较其它数据更接近实测数据,可以比较合理地...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大气-潮流-海浪模型系统示意图
图 3-1 韦帕台风路径图 3 月温带风暴概况3 月 3 日至 5 日，由于受到贝加尔湖强冷空气、发展的共同影响，渤海及山东半岛北部沿岸地区遭受了历大连地区出现了冰粒、雨凇、全区暴雨、降温及陆气事件，最大风力达 9 级，阵风 12 级。该温带风，海上作业、农业、工业、交通业、旅游业受损程度大量被毁坏，群众生活损失和伤亡事故非常严重，直]。是引发本次强风暴潮的主要原因，由强气旋产生的天气过程中，黄海成山头测站最大风速为 30 m/s（11风速达 41 m/s(13 级，3 月 4 日 20:00～5 日 2:00)；为 24 m/s（9 级，3 月 4 日 20:00），极大风速为 36 5日2:00)；渤海平台测站最大风速为18 m/（s8级，3月
学位论文 第 3 章 大气模型值模拟，并对其成因进行分析。这些研究工作主要集中波浪过程尚未有较为详细的模拟，因此，本文选取 20作为温带风暴模拟的代表风况。间和地形风风场计算时间为 2007 年 9 月 17 日 00 时至 2007 年 UTC），共 103 小时。有效的模拟台风路径，并为波浪潮流计算提供高精度的计算采用双重网格嵌套，主区域 D1（大模型）与嵌套3-2 所示。D1 与 D2 均采用正方形网格，其空间分辨率分 主 区域 D1 的经 度 范 围为 115.61°E~140.39°E ， 纬16°N，网格数为 160×180；嵌套区域 D2 的经度范围为度范围为 29.54°N~41.03°N，网格数为 240×273。D1 与
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数值模拟的台风危险性分析综述（Ⅰ）——台风风场模型[J]. 肖玉凤,段忠东,肖仪清,欧进萍. 自然灾害学报. 2011(02)
[2]波浪对台风风暴潮过程的影响分析[J]. 陈华伟,葛建忠,丁平兴. 华东师范大学学报(自然科学版). 2010(04)
[3]大连地区寒潮强风天气的数值模拟研究[J]. 李燕,张彩凤,赵惠芳,王锡军. 安徽农业科学. 2010(04)
[4]积云参数化和微物理方案不同组合应用对台风路径模拟效果的影响[J]. 河惠卿,王振会,金正润,牛生杰,徐爱淑. 热带气象学报. 2009(04)
[5]大气-海浪耦合模式对台风“碧利斯”的数值模拟[J]. 丁亚梅,董克慧,周林,王鑫. 海洋预报. 2009(02)
[6]超强台风“桑美”及“韦帕”风暴潮预报分析[J]. 赵鑫,姚炎明,黄世昌,谢亚力,娄海峰. 海洋预报. 2009(01)
[7]积云参数化对0613号台风“珊珊”数值模拟的影响研究[J]. 吴林,王刚,沈晗,李江南. 气象研究与应用. 2008(04)
[8]东中国海至长江口海域台风浪特性的数值模拟研究[J]. 徐福敏,黄云峰,宋志尧. 水动力学研究与进展A辑. 2008(06)
[9]台风韦帕的数值模拟和诊断分析[J]. 赵德显,沈桐立,徐海明. 科技信息(学术研究). 2008(30)
[10]WRF模式物理过程参数化方案简介[J]. 胡向军,陶健红,郑飞,王娜,张铁军,刘世祥,尚大成. 甘肃科技. 2008(20)
博士论文
[1]区域海—气—浪耦合模式改进及航海仿真应用试验研究[D]. 张进峰.武汉理工大学 2009
[2]四维变分同化关键技术研究与并行计算[D]. 朱小谦.国防科学技术大学 2007
[3]大气—海浪耦合模式的物理基础及数值研究[D]. 刘斌.中国海洋大学 2007
[4]Doppler雷达资料同化技术研究[D]. 杨毅.兰州大学 2007
[5]中尺度海—气—浪耦合模式系统的研究及应用[D]. 邓健.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]基于FVCOM模型的二维海上溢油数值模拟研究[D]. 臧士文.大连理工大学 2011
[2]SWAN模型在风浪场预报中的应用研究[D]. 孙斌.天津大学 2010
[3]考虑波流耦合作用的渤海湾风暴潮三维数值模拟[D]. 于亮.天津大学 2010
[4]西北太平洋台风浪后报[D]. 杨洋.上海交通大学 2009
[5]西北太平洋风浪数值模拟和统计分析[D]. 周科.上海交通大学 2009
[6]厦门地区台风风场模型初步研究[D]. 汤海涛.重庆大学 2008
[7]台湾岛周边海域台风海面风场及其模型化研究[D]. 陈德文.厦门大学 2006
[8]三维变分同化并行计算研究及实现[D]. 孔令梅.国防科学技术大学 2005
[9]东中国海海浪数值模拟及波候统计分析[D]. 徐艳清.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2005
[10]区域空气污染预报的风场数值模拟[D]. 陈端伟.华东师范大学 2005
本文编号：3212567
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大气-潮流-海浪模型系统示意图
图 3-1 韦帕台风路径图 3 月温带风暴概况3 月 3 日至 5 日，由于受到贝加尔湖强冷空气、发展的共同影响，渤海及山东半岛北部沿岸地区遭受了历大连地区出现了冰粒、雨凇、全区暴雨、降温及陆气事件，最大风力达 9 级，阵风 12 级。该温带风，海上作业、农业、工业、交通业、旅游业受损程度大量被毁坏，群众生活损失和伤亡事故非常严重，直]。是引发本次强风暴潮的主要原因，由强气旋产生的天气过程中，黄海成山头测站最大风速为 30 m/s（11风速达 41 m/s(13 级，3 月 4 日 20:00～5 日 2:00)；为 24 m/s（9 级，3 月 4 日 20:00），极大风速为 36 5日2:00)；渤海平台测站最大风速为18 m/（s8级，3月
学位论文 第 3 章 大气模型值模拟，并对其成因进行分析。这些研究工作主要集中波浪过程尚未有较为详细的模拟，因此，本文选取 20作为温带风暴模拟的代表风况。间和地形风风场计算时间为 2007 年 9 月 17 日 00 时至 2007 年 UTC），共 103 小时。有效的模拟台风路径，并为波浪潮流计算提供高精度的计算采用双重网格嵌套，主区域 D1（大模型）与嵌套3-2 所示。D1 与 D2 均采用正方形网格，其空间分辨率分 主 区域 D1 的经 度 范 围为 115.61°E~140.39°E ， 纬16°N，网格数为 160×180；嵌套区域 D2 的经度范围为度范围为 29.54°N~41.03°N，网格数为 240×273。D1 与
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数值模拟的台风危险性分析综述（Ⅰ）——台风风场模型[J]. 肖玉凤,段忠东,肖仪清,欧进萍. 自然灾害学报. 2011(02)
[2]波浪对台风风暴潮过程的影响分析[J]. 陈华伟,葛建忠,丁平兴. 华东师范大学学报(自然科学版). 2010(04)
[3]大连地区寒潮强风天气的数值模拟研究[J]. 李燕,张彩凤,赵惠芳,王锡军. 安徽农业科学. 2010(04)
[4]积云参数化和微物理方案不同组合应用对台风路径模拟效果的影响[J]. 河惠卿,王振会,金正润,牛生杰,徐爱淑. 热带气象学报. 2009(04)
[5]大气-海浪耦合模式对台风“碧利斯”的数值模拟[J]. 丁亚梅,董克慧,周林,王鑫. 海洋预报. 2009(02)
[6]超强台风“桑美”及“韦帕”风暴潮预报分析[J]. 赵鑫,姚炎明,黄世昌,谢亚力,娄海峰. 海洋预报. 2009(01)
[7]积云参数化对0613号台风“珊珊”数值模拟的影响研究[J]. 吴林,王刚,沈晗,李江南. 气象研究与应用. 2008(04)
[8]东中国海至长江口海域台风浪特性的数值模拟研究[J]. 徐福敏,黄云峰,宋志尧. 水动力学研究与进展A辑. 2008(06)
[9]台风韦帕的数值模拟和诊断分析[J]. 赵德显,沈桐立,徐海明. 科技信息(学术研究). 2008(30)
[10]WRF模式物理过程参数化方案简介[J]. 胡向军,陶健红,郑飞,王娜,张铁军,刘世祥,尚大成. 甘肃科技. 2008(20)
博士论文
[1]区域海—气—浪耦合模式改进及航海仿真应用试验研究[D]. 张进峰.武汉理工大学 2009
[2]四维变分同化关键技术研究与并行计算[D]. 朱小谦.国防科学技术大学 2007
[3]大气—海浪耦合模式的物理基础及数值研究[D]. 刘斌.中国海洋大学 2007
[4]Doppler雷达资料同化技术研究[D]. 杨毅.兰州大学 2007
[5]中尺度海—气—浪耦合模式系统的研究及应用[D]. 邓健.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]基于FVCOM模型的二维海上溢油数值模拟研究[D]. 臧士文.大连理工大学 2011
[2]SWAN模型在风浪场预报中的应用研究[D]. 孙斌.天津大学 2010
[3]考虑波流耦合作用的渤海湾风暴潮三维数值模拟[D]. 于亮.天津大学 2010
[4]西北太平洋台风浪后报[D]. 杨洋.上海交通大学 2009
[5]西北太平洋风浪数值模拟和统计分析[D]. 周科.上海交通大学 2009
[6]厦门地区台风风场模型初步研究[D]. 汤海涛.重庆大学 2008
[7]台湾岛周边海域台风海面风场及其模型化研究[D]. 陈德文.厦门大学 2006
[8]三维变分同化并行计算研究及实现[D]. 孔令梅.国防科学技术大学 2005
[9]东中国海海浪数值模拟及波候统计分析[D]. 徐艳清.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2005
[10]区域空气污染预报的风场数值模拟[D]. 陈端伟.华东师范大学 2005
本文编号：3212567
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