渤、黄海天文潮—风暴潮相互作用及其对极值水位的贡献

基于Delft3D模型建立了中国渤、黄海风暴潮数值模型,选取1979—2020年影响该海域的93场风暴过程（包括台风、寒潮和温带气旋）,模拟了所产生的风暴增水和风暴潮总水位。采用泊松—皮尔逊复合极值分布理论,推算了渤、黄海对应不同重现期的极值水位;通过数值试验,对天文潮—风暴潮非线性相互作用对极值水位的贡献进行了量化分析。研究结果表明,渤海的莱州湾、渤海湾,以及黄海的江华湾、西朝鲜湾风暴增水最大,其中江华湾北侧和渤海湾西南侧的百年一遇风暴增水可达4 m;天文潮—风暴潮非线性相互作用在潮差较大、水深较浅的河口、湾顶区域更为显著,与耦合模型结果相比,非线性作用使极值水位值偏小,天文潮、风暴潮增水的线性叠加可显著高估极值水位,高估的幅值可达0.5~0.8 m。考虑重现期极值水位是海岸灾害防护工程的关键设计参数之一,对海岸构筑物的安全和建造成本影响极大,应重视天文潮—风暴潮非线性相互作用对重现期水位的影响。     

黄海风暴潮和天文潮非线性耦合作用的数值研究

本文以4个主要分潮之和为开边界输入条件,对黄海天文潮及8114、7708、7303号台风潮与天文潮耦合作用进行数值模拟,计算结果与实测值基本相符,又通过模拟的流场和水位的变化,分析了不同风暴条件下,天文潮与风暴潮及其流场耦合作用的时空变化规律,从水位场流场整体上研究其相互关系及其动力机制。讨论了几种主要动力因素在非线性耦合作用中的作用,取得了一些有益的结果。     

渤海风暴潮与天文潮耦合作用的数值模拟

本文以4个主要分潮之和为开边界的输入条件,对渤海几类主要天气形势引起的风暴潮与天文潮之耦合作用进行了数值模拟,其计算结果与实测值基本相符.从流的变化与增水的关系上分析耦合作用的规律.结论是:当增水处在当地天文潮的低潮至涨潮时期,耦合作用导致流的向岸分量加强,使增水值加大;反之,增水减小.使增水过程中呈现潮周期波动.风暴潮愈强,潮差愈大,则耦合作用愈大.根据其规律,可对预报的风暴潮进行订正.     

东海风暴潮与天文潮的非线性相互作用

中国东海的风暴潮具有明显的周期性波动。凤暴潮除了决定于风应力和长波效应外,还受到天文潮与风暴潮相互作用的影响。本文利用一个二维数值模式对天文潮与风暴潮相互作用的水位进行了模拟。我们选取了8114号台风加以计算。计算结果与实测资料基本相符,由此说明水位曲线中的潮周期波动主要是由于天文潮与风暴潮之间的非线性相互作用所致。数值实验还表明,如果考虑到天文潮与风暴潮的相互作用可以显著改善水位的预报精度。     

杭州湾台风风暴潮综合水位预报可视化

杭州湾由于独特的海湾地理位置和形态，台风引起风暴潮强烈增水。为给防汛部门提供技术支持，提高减灾防灾的效益，本文研制了界面清晰、操作方便、图文信息直观的台风增水预报可视化软件，预报台风对杭州湾水位带来的影响，预报结果直观、形象。     

铁山湾内天文潮对风暴潮水位的影响研究

作为半封闭狭长海湾,铁山湾受风暴潮灾害的影响较为严重。根据多年观测资料和数值模型对铁山湾内的风暴潮水位特征进行了研究。观测资料表明海湾内风暴潮峰值水位受天文潮相位影响较为显著,然后基于ADCIRC风暴潮模型和1409号“威马逊”台风参数,定量评估了天文潮对风暴潮水位的影响。模拟结果表明当考虑天文潮作用时,会显著提高模拟结果精度,然后通过数值实验研究了风暴潮与不同相位天文潮相互作用时的水位变化特征。数值实验结果表明天文潮-风暴潮相互作用引起的非线性水位在涨潮阶段不明显,在高潮位时非线性水位达到负值最大;在落潮时达到正值最大。风暴潮增水峰值由于受到这种非线性效应的影响,在高潮位时数值最小。海湾内非线性作用要远大于外部,非线性效应越强,总水位峰值相对于天文潮高潮位的延迟时间也就越长。     

风暴潮最高水位预报的许可误差的商榷

风暴潮最高水位预报的许可误差的商榷周黔生（浙江省水文总站，杭州）目前海洋和水利部门均开展风暴潮最高水位预报，但对于风暴潮水位预报的许可误差，尚未作出统一规定。原水电部标准ＳＤ１３８——８５”水文情报预报规范”有如下规定：风暴潮最高水位预报的许可误差，...     

基于有限元法的福建沿岸天文潮风暴潮耦合预报模式研究

采用有限元法建立了一个适用于福建沿岸的天文潮-风暴潮耦合预报模式(FETSCM),模式采用三角网格,在福建沿岸平均网格分辨率为1 km,最高500 m.利用福建沿岸6个潮位站的实测资料对模型进行了验证,天文潮模拟结果与实测吻合良好,5个站位平均绝对误差为22 cm;31场历史台风期间6个站位风暴潮后报模拟误差为24 cm;天文潮-风暴潮耦合总水位的平均极值误差为20 cm,表明该耦合预报模式对福建沿岸的台风灾害预警有较好实用价值.     

台风暴潮数值预报业务系统的开发与研究

介绍了台风暴潮预报业务系统的总体设计，台风暴潮数值预报的原理，系统的详细设计，系统的开发工具，特点以及系统的误差分析等。系统使用情况表明，该系统具有运行速度快，精度高，可操作性强等特点，对沿海地区防灾，减灾具有重要意义。     

平均海平面上升对东中国海台风风暴潮影响的数值模拟

本文采用ECOMSED模式模拟了影响东中国海的3次台风过程,经与实测资料对比验证了模型的可靠性。在此基础上设计了敏感性试验以考察海平面上升对风暴潮造成的影响。结果表明,海平面上升对风暴潮的影响在空间分布上不是一致的,且因具体台风过程而异。整体而言,海平面上升对风暴潮造成的影响有限。海平面上升0．5m,大部分站位风暴增水极值基本不变,即使海平面上升5m大部分站位的风暴增水极值相对改变量都小于10％。     

风暴潮预报模式在渤海海域中的应用研究

首先运用COHEREN S三维多功能大陆架水动力学模型,对渤海四个主要分潮进行了调和分析,建立了渤海天文潮预报模型。结合9712号热带风暴的路径记录资料,运用风场、气压场估算公式,估算了风暴所经地带风场、气压场的变化过程。以此为输入条件,运用COHEREN S模型模拟了9712号热带风暴作用下渤海的增水过程,还模拟讨论了底摩阻系数对水位的影响。     

天文大潮对南海北部浮游动物生物量的影响

基于2020年8月至11月在南海北部获取的声学多普勒流速剖面仪观测数据,利用后向散射强度数据估算得到相对体积散射强度并用其表征浮游动物生物量的相对大小,对相对体积散射强度的半月变化与具有半月周期的潮流动能进行相关性分析,进而分析天文大潮对声学估算的浮游动物生物量的影响。结果表明：半月周期的相对体积散射强度与潮流动能之间呈负相关关系,即天文大潮时,潮流动能较强,水体相对体积散射强度较低,浮游动物生物量则较小,天文小潮时则情况相反。初步推测其原因为：天文大潮时,强潮流一方面导致浮游动物生存环境恶化,使其生物量下降,另一方面也改变了浮游动物垂直迁移特性,浮游动物迁移到近海底处使其难以被观测。     

0205号威马逊台风路径对上海地区风暴增水的影响分析

对0205号威马逊台风路径成因进行了分析，并对此台风路径对上海地区风暴增水的影响进行了初步分析。     

长江口咸潮入侵变化特征及成因分析

本文基于海洋站潮位观测数据、海平面变化影响调查信息以及长江口水文站径流量数据等,重点分析了2009−2018年长江口咸潮入侵的变化特征及其影响因素,分析结果表明：(1)长江口咸潮入侵季节变化特征明显。咸潮一般从每年的9−10月开始入侵,翌年4−5月结束。3月咸潮入侵次数最多,达12次。2009−2018年,长江口咸潮入侵次数和咸潮持续时间均呈下降趋势,2009年长江口咸潮入侵次数最多,达13次,时间均发生在10月至翌年的4月;咸潮持续时间年际变化较大,2011年咸潮入侵持续时间最长,累计为55 d。2015−2018年,咸潮入侵次数和入侵持续时间均明显减少,2018年没有监测到咸潮入侵过程。(2) 1−4月,长江口处于季节性低海平面期,且同期径流量少,但是受东亚季风影响,持续的增水过程使得增减水−径流量综合影响指数明显偏高,其中1月、2月、3月的影响指数分别为1.5、1.9和1.6,该时段长江口的咸潮入侵过程主要受增减水的影响。5−7月,长江口径流量明显增加,海平面−径流量综合影响指数均小于0,径流的作用强于海水上溯。8月,长江口径流量开始下降,虽然季节海平面较高,但是长江口呈现明显的减水过程,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数分别为0.1和−1.6,基本不会发生咸潮入侵。9月,长江口处于季节高海平面期,并且以增水为主,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数较大,分别为1.2和1.0,易发生咸潮入侵。10月、11月长江口海平面−径流量的综合影响指数分别为1.5和0.8,径流影响弱于海水上溯,易发生咸潮入侵。(3) 2009−2018年发生的48次咸潮入侵过程有2/3恰逢天文大潮。在某些年份长江口沿海基础海平面偏高,若持续增水恰逢天文大潮,则加剧咸潮入侵的影响程度。     

Simulation of Storm Surges in the Bay of Bengal Using One-Way Coupling Between NMM-WRF and IITD Storm Surge Model

The storm surge associated with severe tropical cyclones (TCs) in the Bay of Bengal (BoB) is a serious concern along the coastal regions of India, Bangladesh, Myanmar, and Sri Lanka. It is one of the most hazardous elements associated with landfalling TCs other than strong winds and heavy precipitation and about 75% of the casualities in this region are attributed to storm surges. Therefore, it is highly essential to predict the storm surges with greater accuracy at least 2 days in advance for effective evacuation. In the present study, an attempt is made to simulate the storm surges associated with severe TCs in the BoB using one-way coupling of the Non-hydrostatic Mesoscale Model core of Weather Research and Forecasting (NMM-WRF) system with the two-dimensional finite-difference storm surge model developed at the Indian Institute of Technology Delhi (IITD). The NMM-WRF model simulated track, pressure drop, and radius of maximum wind are used to calculate the wind-stress through Jelesnianski wind formulation. The results are compared with the observed/estimated values as provided by the operational/meteorological agencies of India, Bangladesh, and Myanmar. This study suggests that using simulated surface meteorological fields of a high-resolution mesoscale model, the storm surge can be predicted at least 2 days in advance of the actual landfall of TCs with reasonable accuracy. This approach will be helpful in providing disastrous storm warning well in advance in a coastal region, which will help with rapid evacuation from the vulnerable coastal region, relocation as well as protection of valuables, disaster mitigation, and coastal zone management.     

江苏省洋口港风暴潮数据分析

主要对江苏如东燃气电厂厂址(如东县长沙港海堤外)所在洋口港进行了风暴潮数据分析及对厂址影响评价。通过对风暴潮影响规律和历史强风暴潮过程灾情分析,仔细研究了相关特征潮位与潮位重现期和波浪爬高计算,确定了厂址区域的警戒潮位。研究认为:现有的堤防工程能够抵御重现期为200a一遇的风暴潮过程的堤防设计标准要求。     

最低天文潮面的精度研究

基于最低天文潮面的定义和算法,以中国沿海14个主要长期验潮站多年的潮位观测资料为依据,分析了最低天文潮面在中国沿海海区的适用性。研究结果表明,在中国沿海,最低天文潮面能够达到厘米级的稳定性,适用于作为中国海区的海图深度基准面。     

连云港核电站厂址海域1939年风暴潮水位的确定

在新建滨海工程时往往遇到历史上的最高潮位资料不详,不满足设计计算的需求,这就需要通过现场调查找到当年大潮的蛛丝马迹来反算当年的潮高,而这一方法又往往由于高潮发生的年代久远,证据混乱,互相矛盾而造成结论不可信。用数学手段对工程海域历史上的大潮过程进行模拟,从而确认调查结论的可信程度是解决上述问题的一个有效的手段。本文是一个成功运用上述方法确定历史最高水位实例。     

涨落潮历时时间不等显著海区的水位改正问题

在涨潮、落潮历时时间不等显著的特殊海区实施水深测量水位改正,不合理的计算潮时差将与实际产生明显差异。分析了涨落潮历时时间不等产生的原因,推导了涨落潮历时时间的近似计算公式,为保证水深测量成果质量,提出了在类似海区应逐日分别计算涨潮和落潮时段的潮时差以实施较合理水位改正。