相位解析有旋数值模拟在近海近岸非静压海浪荷载计算和风险分布评估上的应用

区域尺度精细化水动力数值模拟是解决大量工程、地质、环境等问题的重要手段。水动力荷载的直接冲击是近海近岸结构物、设施破坏的主要动力因素。本文章旨在介绍Boussinesq-GreenNaghdi有旋非静压水动力模型及其在区域尺度灾害性海浪的非静压水动力荷载分析和风险分布评价上的应用。这套模型利用了Boussinesq量纲和Green-Naghdi加权积分的结构。速度和压力被用多项式假设来表达和非线性重排法的应用,有效地提高了模型性能,避免了无旋假设的使用,更好地模拟计算了右旋流速和非静态压力场等复杂水动力参数。模拟重现美国和菲律宾沿海台风浪过程,深入分析非静压海浪荷载作用机理,计算海浪荷载的时空分布,与巨石迁移和结构物损坏的调查数据进行对比验证,构建海浪荷载与区域结构物破坏程度分布的相关性,量化各项影响要素如流速、浪高、结构物特征等的风险权重,通过回归分析法推导基于多影响要素的区域海浪风险参数化定量评价方法。为非静压相位解析有旋水动力理论和海浪灾害机理的科学探索提供原创性基础。为沿海人类活动、区域规划、工程设计、防灾减灾等提供科学指导。     

沿海地区复合洪水危险性研究进展

沿海地区频繁遭受洪水灾害,往往并非单一灾种驱动,而是多种致灾因子相互影响的综合结果。文中梳理了沿海地区复合洪水的主要驱动机理,归纳了复合洪水危险性研究中统计模型和动力数值模型两类主要研究方法,并分别阐述了近年来主要进展。复合洪水是极端高潮位（包括天文潮位、风暴潮和海浪)、河流洪水和强降水过程的两两组合或者是三者同时发生。基于统计模型的复合洪水危险性研究主要致力于各致灾变量的关联性分析和联合概率建模,可较好理解大尺度上复合洪水的时空变化,以及和气候因素之间的关系,其研究难点和未来趋势是构建非一致假设下二维以上的复合洪水统计模型。基于水动力数值模型的复合洪水淹没模拟需要水文、海洋和水力等多个模型耦合以及大气气象要素（台风过程、风场、气压场）作为重要边界条件,建模过程较复杂,计算耗时长,对计算水平要求高,但可较好地刻画复合洪水的演变过程,并便于未来情景分析。未来需要重视沿海地区复合洪水致灾成害机理的研究。在气象海洋预报业务服务方面,建议加强沿海地区复合洪水监测与预警技术方法研究,对沿海地区复合洪水过程全方面多角度监测,进行动力框架改进、物理过程参数化优化和资料同化,提高模式网格分辨率,优化集合预报方案。最后,亟需探究未来气候变化及人类活动对复合洪水危险性的综合影响。     

风暴潮灾害风险评估研究综述

我国是受风暴潮影响最严重的少数国家之一,风暴潮灾害致灾机理的研究在过去几十年取得了极大的进展,而风暴潮脆弱性评估和综合风险评估还不能满足风暴潮灾害风险管理的需求.系统总结了风暴潮危险性、脆弱性、综合风险评估及其应用的研究进展,重点分析了典型重现期风暴潮估计、可能最大风暴潮计算、风暴潮物理脆弱性和社会脆弱性评估以及风暴潮风险评估及其应用的研究进展及不足,并对我国风暴潮风险评估急需解决的问题以及未来的研究重点进行了展望,指出了风暴潮灾害风险评估的模型化、系统化、定量化是未来风暴潮风险评估研究的发展趋势,风暴潮灾害的未来风险评估还需考虑全球气候变化以及海平面上升等因素的影响,而风暴潮灾害承灾体脆弱性的定量评价是风暴潮综合风险评估的重点和难点.     

西沙群岛海域海洋地质灾害现状与对策

海洋地质灾害对海岛开发的影响显著,西沙群岛以13 km~2的海岛陆地面积管辖着约260万km~2的海洋国土。随着我国海南省三沙市的成立,西沙群岛地区相关基础设施和海洋工程设施建设的步伐将会进一步加快。文章从海岛海洋地质灾害的特殊性与重要性入手,选取西沙海域典型地区的海岸侵蚀和海底滑坡地质灾害进行了灾害特征识别及灾害机理分析,并提出了防护对策与建议,以期为西沙岛礁开发中的防灾减灾、环境保护及经济发展提供决策支持。     

风暴潮淹没范围确定方法与应用——以台风“玛莉亚”风暴潮为例

确定风暴潮淹没范围是风暴潮灾害损失评估工作的核心内容。为提高海洋灾害调查水平,全面掌握灾害影响情况和制定灾害应对措施,文章梳理确定风暴潮淹没范围的主要方式,即遥感和现场调查;重点介绍现场调查手段的4种确定方法,即通过淹没痕迹、漂浮物聚集位置、植被变化和现场询问确定,并分别提出调查结果的可靠性判定方法;以2018年第8号台风"玛莉亚"造成的风暴潮淹没影响为实例,综合采用查找淹没痕迹、查找漂浮物聚集位置和现场询问3种方法,确定牙城镇风暴潮的淹没范围约为91.7万m2。研究结果表明:与采用遥感手段确定淹没范围相比,现场调查结果更具准确性和科学性,可适用于小规模淹没范围的确定,相关方法可行有效。     

我国沿海地区重特大海洋动力灾害应对策略研究

我国沿海地区是极端天气和气候事件易发频发区,也是重要的人口和经济聚集地。在全球气候变化背景下,风暴潮、海浪、海冰和海啸等海洋动力灾害的形成机理、发生规律、时空特征、损失程度呈现出新的特点,重特大海洋动力灾害对我国沿海地区造成的威胁不容忽视。文章阐述海洋动力灾害时空分布特征,在分析我国沿海地区应对海洋动力灾害现状基础上,提出我国沿海地区应对重特大海洋动力灾害的对策与建议:建议开展重特大海洋动力灾害防御相关立法研究,制订国家层面应对重特大海洋动力灾害专项应急预案,建立健全重特大海洋动力灾害保险风险补偿机制以及提升重特大海洋动力灾害科技支撑能力。     

面向灾害风险评估的热带气旋路径及强度随机模拟综述

历史热带气旋记录时间序列较短空间差异大,热带气旋灾害风险评估经常面临样本不足,特别是超强台风及巨灾记录历史样本的问题,从而导致传统概率统计方法失效。过去20多年来,逐渐发展出一套完整的方法体系进行热带气旋路径及强度随机模拟,其特点是充分利用历史总体样本信息,生成大量符合历史样本特征的热带气旋路径及强度随机事件样本集,从而有效地解决了局地历史样本不足的问题。在回顾热带气旋的年频次、季节分布、路径分布、强度及影响范围时空规律研究进展基础上,系统综述了用于热带气旋路径及随机模拟的起始点模型、行进模型、终止点模型、洋面强度模型、陆地衰减模型及结果检验方法等领域的进展及不足,然后对其在世界各地的应用进行了概述,并对未来研究改进方向及应用领域进行了展望。     

风暴潮灾害脆弱性研究综述

脆弱性是自然灾害风险研究的热点,风暴潮灾害脆弱性与风暴潮自然过程强度以及沿海社会经济、人口、自然环境等因素相关。本文从风暴潮灾害脆弱性定义出发,对国内外风暴潮灾害社会脆弱性和物理脆弱性进行了回顾,重点对人口、海堤、房屋等风暴潮灾害典型承灾体物理脆弱性研究进展进行了论述,分析了风暴潮灾害脆弱性评价中存在的不确定性,探讨了风暴潮灾害脆弱性在灾害损失评估、保险及再保险、防灾减灾决策支持等领域的应用,对未来风暴潮灾害脆弱性研究提出了以下展望：①开发符合中国沿海区域风暴潮灾害特征和承灾体分布的定量化、精细化脆弱性曲线,拓展风暴潮脆弱性评价结果在保险理赔、灾害损失评估等领域应用;②气候变化背景下中国沿海面临风暴潮巨灾风险,迫切需要建立科学的基于灾害实地踏勘以及物模实验、数值模拟相结合的风暴潮灾害典型承灾体脆弱性评估方法模型。     

风暴潮灾害风险制图研究

风险图是风暴潮灾害风险评估和区划的重要成果,它能清晰反映风暴潮灾害风险等级分布的时空格局,有利于用图者更好地认识和掌握区域风暴潮灾害风险,提高沿海地方风暴潮灾害风险管理水平.从风暴潮灾害风险评估和区划的角度,阐述了风暴潮灾害风险图的用途、制图内容及色彩和符号设计,并对未来风暴潮灾害风险制图研究进行了展望.