0814号强台风"黑格比"风暴潮分析与数值模拟

2008年第14号强台风“黑格比”是12年来袭击粤西最强的台风,由于它移动速度快、登陆强度强,给粤西沿海带来了严重的风暴潮灾害,珠江口至阳江一带有多个潮位站的高潮位超过历史极值。本文根据珠江口、粤西、雷州半岛等几个潮位站资料探讨了“黑格比”台风的风暴增水特征;利用国家海洋环境预报中心业务化的风暴潮集合预报模式对本次过程进行了模拟,并分析了模拟效果。     

珠江口纵深的风暴潮和增水特征

本文结合珠江三角洲的自然环境和社会环境并列举典型的风暴潮例证,论述该区域的风暴潮及其灾害的特征,具体分析风暴潮、天文潮和洪水径流造成的综合影响。     

0814“黑格比”和9615“莎莉”移动和强度特点分析

通过对0814强台风"黑格比"和9615台风"莎莉"的移动路径及强度特点分析,结果得出台风受到500 hPa不断加强的大陆副热带高压南侧偏东气流的引导,移速不断加快,而且与台风同向移动增强的副热带高压使台风的移速更快。强劲、持续的越赤道气流输送、对流层高层持续的强辐散以及弱水平风垂直切变都有利于台风显著加强和维持。台风螺旋云带的变化对台风移动趋势有预示作用。     

浅海风暴潮和天文潮相互作用中非线性效应的数值诊断分析

本文讨论了天文潮主要分潮Ｍ_２、Ｓ_２、Ｋ_１、Ｏ_１对风暴潮和天文潮相互作用所引起的非线性效应水位的影响以及各种非线性项所作贡献．在天文潮和风暴潮都大的海域，天文潮分潮的影响是显著的；非线性项中以浅水效应项、风－水位效应项、底摩擦项对浅海风暴潮和天文潮相互作用中非线性效应水位的贡献比较明显，而平流项、气压梯度项的作用甚微．从数值研究的角度给出了一些新的结论和定量地证明一些已有的重要结论．     

河北沿海1909号台风风暴潮过程和分析

为促进对台风风暴潮灾害的预报预警,减少灾害带来的损失,文章综合分析2019年第9号台风“利奇马”对河北沿海引发的严重台风风暴潮灾害过程。研究结果表明：台风“利奇马”是2019年以来登陆我国的最强台风和1949年以来登陆浙江的第三强台风,给河北沿海造成长时间和高强度的风暴增水过程;水体远距离输运、东北大风、天文高潮和增水相结合,使河北沿海出现3次超过蓝色警戒潮位的高潮位,其中1次超过红色警戒潮位,这在20年来是首次;其中,强烈而持久的东北风是造成增水的主要原因。     

0312号台风(科罗旺)风暴潮预报过程分析

0312号台风(科罗旺)在西太平洋生成后,向偏西方向移动,于8月25日凌晨4点在海南省文昌登陆,给海南的经济造成了严重的损失。本文利用海洋站实测的潮位资料,对0312号台风的风暴潮预报过程进行了较深入分析,旨在进一步掌握风暴潮预报规律。     

“黑格比”和“莎莉”两个相似台风暴雨对比分析

0814"黑格比"和9615"莎莉",这两个路径相似的台风给防城港造成暴雨的强度和持续时间有很大差别,从天气形势、物理量场分布等方面讨论了它们的降水条件差异,结果表明,造成"黑格比"台风降水较强的主要原因是:有冷空气侵入台风外围;水汽辐合上升到摩擦层以上;高空辐散有利于台风强度维持。另外还发现螺旋度的变化与台风暴雨有较好的对应关系。     

天津沿海风暴潮灾害近20年统计及其成因分析(英文)

根据塘沽海洋环境监测站从1991~2010年,20年的潮汐资料进行统计分析,分析得到天津平均每年发生近10年的100 cm以上的增水过程,天津沿海夏秋两季的最高潮位和平均潮位最高,且最大增水值多出现在夏秋两季,超过100 cm的增水天数多集中在春季和秋冬季,并从天文潮因素、气象因素、海平面上升、地面沉降,以及地理因素等,总结了天津沿海风暴潮灾害的成因,最后提出了相应的风暴潮灾害防范措施。     

南海珠江口TCBS和EMB类群细菌动态监测(1999~2002)

报道1999~2002年对南海珠江口(21°50'~22°50'N,113°20'~114°50'E)26个站点的动态监测结果:(1)TCBS类群包括37%Ⅰ类(假单胞菌属、气单胞菌属),5%Ⅱ类(副溶血弧菌)和58%Ⅲ类(霍乱弧菌、霍乱弧菌埃尔托型,溶藻弧菌);EMB类群包括14%Ⅳ类(变形菌属、沙门氏菌属或志贺氏菌属),50%Ⅴ类(肠杆菌属、克雷伯氏菌属、哈夫尼氏菌属、沙雷氏菌属)和36%Ⅵ类(大肠杆菌);(2)26个站点之间的年平均CFU值差异显著.各站点的TCBS类群数量多而EMB类群数量少,表明TCBS类群为土著优势,而EMB类群主要来自陆源性污染;(3)26个站点被聚类为四大类别,不完全吻合其实际地理位置邻近关系,提示人为干扰活动影响超越自然地理隔离效应.站点G(万山群岛)和H(担杆岛)同属最靠近外海的孤立站点,却被划分为不同类别.H站点TCBS类群数量最高(3.7±2.6×104CFU/cm3),G站点是天然养殖区,EMB类群数量最高(9.5±6.6×103CFU/cm3),表明养殖区域陆源性EMB类群污染突出;(4)TCBS与EMB类群的月平均CFU值变化趋势相似,呈现年度周期性和季节周期性波动;(5)珠江口可以分为南、北部区域.南部区域的陆源性EMB类群污染严重,综合反映了来自珠江口水网系的高通量排放污染,养殖区域的自身污染,及其养殖活动对陆源性污染菌群的规模化“原位扩增”效应.     

南海东北部和珠江口沉积物的~(57)Fe穆斯堡尔谱学研究

应用57Fe穆斯堡尔诺学的方法对南海东北部和珠江口沉积物进行了Fe的价态及相对组成的研究，讨论了环境变化对南海东北部沉积物Fe的价态的影响；研究了珠江口沉积物Fe2＋／Fe3＋的比值和溶解态Fe含量与盐度的关系。     

不同路径台风作用下长江下游沿线风暴增水分布研究

长江口受台风影响严重,台风风暴潮、上游洪峰及天文大潮相遇将致使长江下游至长江口水位暴涨,对沿岸至河口的防汛安全构成严重威胁。基于ADCIRC模型构建东中国海至长江口风暴潮数学模型,模拟9711号台风和0012号台风两场典型台风水位过程。以典型台风为基础构成多种台风路径,分析不同登陆位置和走向对长江沿线风暴增水影响。研究大洪水、不同路径台风、天文大潮共同影响下长江下游沿线风暴增水分布规律。结果表明:登陆位置处于长江口南侧情况下长江河道沿线增水大于正面登陆长江口和北侧登陆型台风;平行于长江河道方向移动的台风造成沿线增水大于斜向穿越长江口的台风,不同台风走向对于风暴增水影响程度小于登陆位置;台风风暴潮、上游洪峰及天文大潮“三碰头”情形下长江沿线增水分布呈单峰型,从大通至江阴不断增大,江阴至中浚维持高位,中浚至口外迅速减小。     

一个高分辨率的长江口台风风暴潮数值预报模式及其应用

利用河口海岸海洋模式(ECOM-Si)建立了一个适用于长江口区风暴潮的数值预报模式.该模式采用对岸线有较好拟合能力的自然正交水平坐标系统和能分辨较复杂海底地形的垂直σ坐标系统.模式考虑了长江口径流量对风暴潮的影响,部分地考虑了天文潮和风暴潮非线性相互作用对风暴增水的影响.风暴潮预报的大气强迫场用模型气压场和模型风场.利用所建立的模式对长江口区台风风暴潮进行了8个个例模拟,模拟增水与实测增水的峰值相比较,平均绝对误差不足10cm.利用本研究建立的模式,就气象因子对风暴潮位的敏感性进行了数值试验.试验结果表明,台风中心气压降低(升高)20hPa可导致约100cm的风暴潮位升高(或降低).台风最大风速半径误差对台风增水的变化影响也较显著.试验还表明,长江径流量增加1倍(减半),可以造成风暴潮的平均增加25cm(减小13cm).天文潮位相变化对风暴增水的影响数值试验表明,当台风暴潮与天文潮在不同位相相互作用,可使风暴潮位最大增加达70cm或减小90cm.     

深圳0814号台风风暴潮数值模拟及最高潮位特征分析

基于MIKE21-FM水动力模型,结合Holland台风模型和TPXO7.2全球潮汐模型,建立了风暴潮-天文潮耦合数学模型。根据0814号台风"黑格比"的最佳路径数据,模拟了该强台风在深圳引起的风暴潮过程,并对深圳沿岸最高潮位与对应岸段的警戒潮位进行对比分析。结果显示:深圳沿岸最高潮位普遍超出警戒潮位,其中前海湾以北珠江口岸段最高潮位超出红色警戒潮位,深圳湾岸段最高潮位高于橙色警戒潮位,大鹏湾湾顶西侧岸段最高潮位超黄色警戒潮位,仅大鹏半岛东南侧岸段最高潮位低于蓝色警戒潮位;深圳西部沿岸最高潮位明显高于东部沿岸;深圳珠江口岸段最高潮位沿珠江口伶仃洋纵深方向由南往北递增。     

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。     

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。     

Response of sediment dynamics in the York River Estuary,USA to tropical cyclone Isabel of 2003

Tropical Cyclone Isabel of 2003 generated large storm surge, strong waves, and subsequent river flooding in the York River Estuary, USA during its passage across the Chesapeake Bay region. A 3D model was used to investigate the changes of sediment concentration, sediment flux, and the recovery time of the York River Estuary to its naturally evolved condition without the storm. The results showed that two sediment concentration peaks appeared during the storm event. The first one was induced by the large upstream flow and waves during the storm surge rising period, and the later one was caused by the strong downstream flow during the descent of the storm surge. The advection, which was induced by the barotropic gradient, dominated the sediment flux during the storm event. The sediment fluxes increased by a factor of 100 during the rise and descent of the storm surge. A large amount of sediment that was transported into the estuary and eroded from the seabed during the rising of the storm surge was quickly transported out of the estuary during the descent of the storm surge. Waves played a key role in stirring the seabed and increasing the sediment concentration during the storm. Subsequent high freshwater inflow changed the sediment loading and hydrodynamics in the estuary, and thus, influenced the estuarine turbidity maximum (ETM) dynamics profoundly. The ETM moved downstream with the river flooding initially and returned upstream with the waning of river flooding and the re-establishment of gravitational circulation. The effect of river flooding on sediment concentration varied spatially and depended on the changes of ETM locations and vertical mixing. The model results suggest that a large amount of sediment was transported out of the estuary during the storm event and the subsequent river flooding had a larger impact on recovery time of the estuary.     

基于EOF法的长江口高潮位时空变化特征研究——长时间序列的高潮位EOF分析

根据长江口6个主要潮位站1993-2008年潮位资料,通过经验正交函数分析法(EOF法)分析了长时间序列和三峡工程前后月平均高潮位变化规律以及2000年的日高潮位变化规律,并探究其影响因素。结果表明:EOF分析前三个主成分贡献率为98.19%,可以反映潮位变化的主要过程。EOF1的影响因子是径流量,在空间上均为正值,呈上游至下游递减趋势,时间系数呈季节性变化;EOF2的影响因子是月平均海平面变化,在空间上有明显的分布差异,时间系数总体有上升趋势。三峡工程前后影响因子的作用有一定变化,径流量的影响增强,海平面减小。徐六泾以上河段的潮位站受径流丰枯影响,徐六泾以下高潮位受平均海平面控制更大。     

夏季闽江口和椒江口浮游动物群落结构的比较

根据2008年9月在闽江口水域和2010年8月在椒江口水域的调查资料,对两个河口浮游动物的种类组成、生态类群、优势种和生态适应差异进行分析比较,探讨夏季闽江口海域和椒江口海域浮游动物群落结构的区别及其组成受水团变化的影响。研究结果表明:夏季,椒江口受上升流的影响出现13个暖温带种,导致椒江口(44)水域浮游动物种类数要大于闽江口(36);闽江口海域夏季主要受到台湾暖流的影响,6个优势种全部为亚热带种,椒江口有7个优势种,包括4个亚热带种和3个暖温带种;从适温性上看,闽江口和椒江口均主要以亚热带种为主,椒江口由于上升流的原因出现较多数量的暖温带种,从适盐性上看,椒江口主要以近海种为主,闽江口主要以外海种为主,这是闽江口和椒江口浮游动物生态类群的主要差异;闽江口浮游动物群落结构主要受到台湾暖流和沿岸流的影响,而椒江口主要受到浙江近海上升流和沿岸流的影响,通过对两个河口群落结构的比较和生态适应差异的分析,表明水团是各自浮游动物群落结构的形成过程中的一个重要因素。     

Nutrient budgets averaged over tidal cycles off the Changjiang (Yangtze River) Estuary

During the spring tide period in November 2005, continuous observations were conducted over 25 h (approximately two M₂ tidal cycles) at 12 stations within the Changjiang (Yangtze River) Estuary; and among them nine stations formed a closed rectangle. The observation items included current, salinity, suspended particulate matter (SPM), and nutrients. By establishing a simplified model, physical and chemical hydrography data were used to calculate the net and tidal-averaged budgets of seawater, salt, SPM, and nutrients in this rectangle. The results showed that the inflows and outflows of conservative seawater and salt, as well as SPM, matched well with deficits less than 10%; whereas the outputs of the five nutrient species were only 52%–86% of the respective inputs, suggesting the study area acted as a nutrient sink. Processes that might contribute to the nutrient budgets in the study area were discussed, including phytoplankton uptakes, exchanges at sediment-water interface, atmospheric depositions, nitrogen fixation, and denitrification.     

长江口海域潮汐和潮流的观测研究

长江口邻近海域具有显著的强潮特征,除近岸海域外,离岸海域缺乏长期实测的潮汐潮流资料.本文分析了长时间序列的水位观测资料,结果显示长江口海域的潮汐类型属于正规半日潮,近岸海域浅水分潮显著;M2分潮是最显著的半日分潮,振幅具有从东面开阔海域向西面杭州湾口浅水海域或岛群增加的趋势.剖面海流观测资料表明本海域的潮流类型为正规半...