杭州湾及舟山海域可能最大台风风暴潮增水的数值研究

基于有限体积海洋模型(FVCOM)构建了一个覆盖中国渤海、黄海和东海的高分辨率风暴潮模型,模拟了1509号台风“灿鸿”引发的风暴潮事件,风暴潮水位模拟结果与实测数据吻合良好。基于最佳台风路径集数据集提供的风场和气压数据,建立了中国近海台风最大风速和最低中心气压的线性回归联系,相关系数达到0.96。在此基础上,以可能最大热带气旋参数为基础,构造了多种假想台风路径,计算了杭州湾和舟山海域的可能最大风暴潮增水。结果表明,沿垂直于海岸线方向登陆的台风在杭州湾和舟山海域引起的风暴潮增水极值最高。杭州湾湾顶可能最大风暴潮水位达8.76 m,舟山海域可能最大风暴潮水位达2.62 m。结果可为杭州湾和舟山海域海洋工程的风险评估和防灾减灾提供参考。     

长江口登陆台风增水数值模拟

1810号强台风“安比”是1990年以来直接登陆上海的最强台风,却并未诱发较大风暴增水。采用ERA-Interim数据集作为背景风场资料建立了双重嵌套的高分辨率风暴潮与天文潮耦合数学模型,研究了台风“安比”在长江口地区风暴潮增水特征及成因。结果表明:台风期间增水主要集中在长江口北支出口沿岸,而长江口南支在台风登陆后出现明显的减水过程,台风登陆位置导致了长江口南、北支增水分布的差异;移行风对台风路径右侧增水影响更大,除梯度风场的向岸风作用外,落潮期间移行风场的作用致使连兴港附近岸段风暴增水平均增幅26.8%;除台风强度外,台风路径也是影响长江口地区风暴增水大小的重要因素之一。     

珠江河口地区风暴潮增水过程数值模拟

1713号台风"天鸽"是53 a来对港、珠、澳地区影响最大的台风。通过对"天鸽"风暴潮的模拟,验证了MIKE21模型和Holland风场构建的天文潮以及二维风暴潮模模型的可靠性,在此基础上探究了珠江河口在不同路径、不同中心气压以及不同最大风速半径下的风暴潮作用的增水极值。结果表明,不同风暴潮路径对登陆沿岸不同验潮测站的影响不同,其中珠江河口东南角较易受到风暴潮影响且风暴潮的沿岸增水极值较大;当风暴潮中心气压下降10 h Pa时,珠江河口处各测站增水极值增幅大约为2%至3%;最大风速半径减小则对距离风暴潮行进路线较远的地区影响较大。     

“达维”台风作用下连云港海域台风浪数值模拟

为准确模拟"达维"台风过境期间连云港海域波浪场分布,采用Jelesnianski风场模式模拟的海面10m风速作为波浪模式MIKE-SW的驱动风场,再现1210号"达维"台风登陆连云港海域波浪变化过程。模拟计算结果表明,Jelesnianski风场模式成功复演了"达维"台风过境期间风动力变化过程,1210号"达维"台风与1209号"苏拉"台风形成明显的双台风效应;"达维"台风风暴潮期间,连云港海洋站最大风暴增水1.78m,连云港海域风暴增水现象十分明显;利用三重网格嵌套技术,考虑实时风暴潮增水效应的台风浪模型能够较好地模拟连云港近海波浪成长过程,台风过境期间徐圩海洋站处H1/3波高最大值为3.86m,近岸海域波高等值线分布较为密集,分布趋势与水下地形等深线基本一致,破波带以内水域衰减速度明显加快,与连云港海域属于淤泥质海岸类型的性质相吻合。     

长江口登陆台风增水数值模拟——以“安比”为例

1810号强台风"安比"是1990年以来直接登陆上海的最强台风,却并未诱发较大风暴增水。采用ERAInterim数据集作为背景风场资料建立了双重嵌套的高分辨率风暴潮与天文潮耦合数学模型,研究了台风"安比"在长江口地区风暴潮增水特征及成因。结果表明:台风期间增水主要集中在长江口北支出口沿岸,而长江口南支在台风登陆后出现明显的减水过程,台风登陆位置导致了长江口南、北支增水分布的差异;移行风对台风路径右侧增水影响更大,除梯度风场的向岸风作用外,落潮期间移行风场的作用致使连兴港附近岸段风暴增水平均增幅26.8%;除台风强度外,台风路径也是影响长江口地区风暴增水大小的重要因素之一。     

96.8.1长江下段超历史异常高潮位的探讨

综合分析9608号台风期间长江下段超历史高潮位情况,揭示产生特大高潮的成因,并对径流和风暴潮增水的比值进行了分析。通过分述不同纬度登陆的台风对沿江沿海增水特性,提出了防御风暴潮的侧重点。     

强台风作用下浙江省海堤稳定性研究

将1949年以来登陆我国大陆沿海最强的“5612”号台风作为典型的超强台风,在浙江沿海选择5条不同的路径模拟“5612”号台风登陆,分析了浙江沿海重要海塘在超强台风作用下的稳定性。研究表明：浙江沿海有50.3%的标准海塘遇到超强台风时风暴高潮位超过塘顶高程,海堤的损毁将非常严重。为此,需要对现有海堤进行维护和适度加固以及梳理和完善二道海堤。     

海平面上升对长江江阴以下河段风暴潮增水的影响

随全球气候变暖,海平面呈加速上升态势。长江口地处西北太平洋风暴盆地的西北缘,地势低洼,被评估为风暴潮灾害影响下的脆弱区。为研究海平面上升后长江江阴以下河段风暴潮位的变化,建立了精细化长江口天文潮-风暴潮耦合数学模型。该模型模拟分析了海平面上升后,在9711号“芸妮”和1509号“灿鸿”这两种典型台风作用下,长江口近岸天文潮和风暴增水的响应规律。研究结果表明:预计未来100年,海平面抬升70 cm后,长江口平均潮位上升50～80 cm。长江口江阴以下河段及近岸区域增水极值略微下降。增水极值自上游江阴到下游牛皮礁先增后减,增水极值沿程最大值的具体位置与台风路径、台风强度密切相关。研究可为中长期长江口沿岸城镇防洪排涝提供一定的理论依据。     

上海长江口风暴潮数值预报模型实例研究

风暴潮是一种灾害性的自然现象。为了有效提高风暴潮数值预报精度,以上海长江口沿海为研究对象,构建了长江口风暴潮数值预报模型。该模型能够模拟风暴潮与天文潮等多重因素作用下潮水位过程变化。为了验证模型,选取201718号超强台风"泰利"作为典型案例,并对该场台风过程引起的风暴增水进行了跟踪预报。经验证,台风"泰利"的中心位置距上海沿岸400 km以外,未造成超过1.00 m的风暴增水;且预报潮位精度良好,能够满足风暴潮预报要求。     

Spatio-temporal distribution characteristics and influencing mechanisms of storm surge in Guangdong. Hong Kong and Macao Greater Bay AreaEI北大核心CSCD

基于1970—2018年珠江口潮位站历史潮位资料，结合风暴潮数值模拟结果，统计分析了粤港澳大湾区风暴潮的时空分布特征并探讨了风暴潮增水影响机理。结果表明：在空间分布上，伶仃洋、狮子洋、前航道等区域出现较大增水的频率较高，与该区域特殊的地理位置及伶仃洋河口湾漏斗状形态产生的能量辐聚有关，增水极值与台风登陆地点和台风强度均有关系；风暴潮发生时间主要集中在7—9月，占全年总次数的74.4%；影响粤港澳大湾区的强台风以上级别的台风频次增加趋势明显，各站点历年最高潮位呈增加趋势，平均速率为0.02~0.03m/a；台风路径对风暴潮增水的空间分布有较大影响，当台风在大湾区西岸登陆，距离台风登陆点约2.5倍最大风速半径的位置可产生较大的增水值；最大增水随着台风中心压强的降低而升高，中心压强每下降10hPa，最大增水值上升0.4~1.1m；当台风移动速度接近8.3m/s，珠江口形成较为稳定的风暴潮水位梯度，产生较大的风暴潮增水。     

“烟花”台风影响下长江南通以下河段的增水分布特征

为探讨台风对河口区域的影响,构建了覆盖中国东南沿海大范围数学模型,对2106号台风“烟花”产生的风暴潮进行了模拟,与实测气象及水位数据对比表明该模型可靠、合理。基于此模型,研究了“烟花”台风在长江口地区风暴潮增水的时空分布特征。研究表明,“烟花”台风期间,长江口区域整体表现为增水状态,最大增水大于0.5 m区域北至连云港、南至台州。南通以下河段最大增水值分布较均匀,均在1.5 m左右;上游区域增水幅度随潮汐过程呈规律波动,增水在涨潮中间时刻达到最大,于落潮中间时刻降至最低,至下游区域,波动规律逐渐消失;0.5 m以上增水历时从上游至下游逐渐减小。     

琼州海峡台风风暴潮增水过程的数值分析

建立琼州海峡风暴潮与天文潮耦合数值模型,并通过1409号"威马逊"台风实测数据验证模型的可靠性,随后通过多组数值试验研究琼州海峡风暴潮与台风移动路径、最大风速半径及中心气压的关系。结果表明:台风移动路径与增水分布关系密切;随着台风最大风速半径的增大,琼州海峡区域风暴增水达到增水极值的时间提前且增水极值增大,但增水极值增加幅度逐渐减小,距离台风中心路径较近区域其增水极值受半径变化的影响相对较小。琼州海峡风暴增水极值随台风中心气压的降低而增大,台风中心气压降低10 h Pa,增水极值增加10%左右。     

粤东沿海台风暴潮增水及其预报

广东省沿海受台风暴潮影响严重,特别是粤东沿海,由于特殊的地形有利于风暴增水,所以风暴潮灾害尤为突出,导致该地区人民生命和财产受到巨大损失.对此,在整理分析1979～2006年登陆影响粤东沿海的热带气旋和风暴潮增水资料(包括历史上实测最强的6903风暴潮)的基础上,对该海域热带气旋路径特点、热带气旋强度和潮流等与风暴潮产生过程具有最大增水关系的因素进行分析研究,并对粤东沿海风暴增水的作业预报进行概述.     

舟山本岛海域“烟花”台风风暴高潮位研究

近年来登陆或严重影响浙江的强台风频率上升,北移次数增多,对舟山本岛及邻近岛屿经济活动威胁越来越大,开展舟山本岛风暴高潮位研究十分必要。分析了"烟花"台风在舟山本岛造成的风暴高潮位分布,基于海区的实测潮位资料及构建的风暴潮模型计算的风暴高潮位,揭示了本次风暴高潮位总体东部低、西部高、中部局部低值区的特征,中部局部低值区与天文高潮位的分布有关。本岛海域“烟花”台风风暴高潮位差异可达0.5 m以上;“烟花”台风若在本岛天文大潮高潮位登陆,定海至岱山风暴高潮位会继续抬高0.1~0.4 m;若南移至大目涂位置且在高潮位登陆则会造成本岛周边更高的风暴高潮位,超过本次风暴高潮位0.2~0.8 m。应高度重视风暴潮高潮位的区域差异性和变化特征,进一步提高区域风暴潮灾害防御能力。。     

茅洲河口可能最大台风暴潮研究

在统计分析对茅洲河口影响较大的风暴潮特征基础上,利用华南近岸ADCIRC风暴潮模型和捷氏风压模式构建了茅洲河口台风暴潮数学模型,并利用3个典型月和10次典型台风对模型进行了参数率定和验证。通过设计不同的台风中心气压、移动速度、最大风速半径、台风路径参数组合,计算得到台风在澳门登陆、行进方向为340°时为可能最大台风风暴潮,并模拟了可能最大风暴潮下茅洲河口的增水过程。计算结果可为茅洲河口工程建设风暴潮防灾减灾提供参考与依据。     

0307号台风“伊布都”风暴潮增水分析

从台风特性、台风登陆的时间、地点等原因进行分析,研究不同条件的增水值。并以2003年登陆广东的0307号台风＂伊布都＂为例,分析了其对珠江口一带造成较高的风暴潮位的原因。     

"尤特"0104号台风暴潮分析

“尤特”（0104号）台风登陆前后，其中心气压和风力都不算是最强的，但却在奥东沿海造成了破历史记录的风暴潮，造成了严重的风暴潮灾害，在此从台风特性，台风暴潮及其重现期等对这一现象形成的原因进行分析，找出规律，以防御同类风暴潮。     

长江下游感潮段“96.8”超历史高潮位成因分析

在大量实测资料基础上，分析了长江下段“９６．８”特大高潮形成原因：①适逢天文大潮；②长江径流影响；③沿江泄洪增加；④７号台风前期影响以及８号台风风暴潮增水。接着进行了各类增水因素的比值分析，最后分析了不同纬度台风移动对沿江增水影响程度。认为在长江江苏河段下游一定范围内，强台风是沿江大幅增水的主要因素，最高潮痊的产生往往是天文大潮、台风风暴潮增水和长江大径流三者的组合。而风暴潮增水又因台风移动位置及     

海平面上升背景下辐射沙脊风暴潮增水研究

海平面上升将对沿海环境构成严重威胁,风暴潮灾害频发和加剧是其中的重要表现。相关研究揭示水深和潮波变化是引起风暴潮增水与海平面上升之间非线性关系的两大主要因素。在地形和潮波系统较为复杂的苏北辐射沙脊海域这种非线性关系尤为明显。总结了该海域潮波、风暴潮特征和海平面变化趋势,利用WRF模式和Delft 3D风暴潮模式相结合,建立了东中国海和南黄海二维天文潮-风暴潮耦合数学模型。分析研究了海平面上升以后,相同路径和强度的两种典型台风作用下,辐射沙脊海域风暴增水极值和高潮位变化。分析结果表明:海平面上升后,辐射沙脊海域增水作用普遍减弱,近岸较外海明显;而在辐射沙脊中、南部,海平面上升对天文潮高潮位的增强作用要强于对风暴增水的减弱作用。     

基于GIS的风暴潮灾害风险预警方法研究

风暴潮灾害是对沿海地区破坏性巨大的一种海洋灾害,风暴潮灾害监测预警是极为重要的减灾非工程措施。目前,国家海洋环境预报中心发布的风暴潮灾害预警主要是风暴潮增水预警,即增水值是多少,但风暴潮灾害事件的影响取决于风暴增水、增水发生时天文潮位、沿海地形、海堤高程及社会经济分布状况等多方面因素,仅有风暴增水的预警不能直观地预见灾害即将带来的影响。提出基于GIS对风暴潮灾害事件影响进行评估的监测预警方法,并以201604号台风"妮妲"为例进行了说明。首先,通过对天文潮和风暴增水预报获取目标区域潮位预报;然后,基于Flood Area构建风暴潮漫滩淹没模型,对风暴潮漫滩淹没进行仿真模拟;最后,结合淹没范围、深度和社会经济数据,评估风暴潮灾害事件可能导致的受灾人口数和GDP损失,基于风暴潮灾害风险进行预警分级,该方法可以为风暴潮灾害事件的应急管理提供决策支持。