【摘要】：臺風發(fā)生時會伴隨強烈的低壓氣旋,由此會引發(fā)海面巨大的風暴潮、臺風浪等次生災害。南海北部的雷州灣區(qū)域是我國最大風暴潮發(fā)生海域之一,最大增水可達5.5m,有效波高可達12m,因此,針對南海北部的風暴潮、臺風浪數(shù)值模擬研究具有重要意義。在風暴潮、臺風浪的數(shù)值模擬研究中,其模擬精度受臺風氣壓場和風場精度的影響,風暴潮和臺風浪模擬計算所需要的風速等數(shù)據(jù)必須要通過風場模式輸入。選擇合適的臺風氣壓場、風場,給定準確的輸入資料,在風暴潮臺風浪的數(shù)值模擬研究中至關(guān)重要。本文通過歷史臺風觀測數(shù)據(jù),研究了適用于的我國東南海域的臺風風場和氣壓場的計算模型和關(guān)鍵參數(shù),開展了南海北部風暴潮、臺風浪的數(shù)值模擬,分析了“海鷗”臺風過境時風暴潮作用下的最大增水、最大波高分布特點。本文研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1)基于Holland模型氣壓場和風場,通過對JTWC臺風最佳路徑數(shù)據(jù)集的參數(shù)樣本分析,給出了最大風速V_m與最大風速半徑R_(mw)之間的經(jīng)驗公式。2)根據(jù)臺風風場梯度方程對Holland參數(shù)B進行擬合,給出了Holland B系數(shù)關(guān)于半徑r、任意半徑處風速V(r)、臺風中心緯度φ和臺風中心氣壓差?p之間的經(jīng)驗關(guān)系式。然后將本文模型與五種Holland B經(jīng)驗計算模型進行對比,經(jīng)過統(tǒng)計分析與誤差分析,選出了適用于我國東南海域的Holland B參數(shù)計算模型。3)根據(jù)該模型計算出Holland參數(shù)B的樣本,給出其在我國東南海域的空間分布圖,結(jié)果表明:在該經(jīng)驗模型計算下,Holland參數(shù)B樣本空間分布有較明顯的區(qū)域差異,在東經(jīng)105°~120°范圍內(nèi),Holland B的取值多在0.7~1.0之間,在東經(jīng)120°~140°范圍內(nèi),Holland B的取值多在0.9~1.2之間,從空間分布圖的結(jié)果來看,也顯示出東經(jīng)120°~140°范圍內(nèi)的Holland B取值較大。4)根據(jù)臺風場、波浪與風暴潮的耦合模式,建立了基于參數(shù)化風場的南海北部天文潮與風暴潮、波浪耦合模型。選用具有代表性的1415號“海鷗”臺風,基于本文尋找到的最優(yōu)Holland參數(shù)B的計算模型,確定模型中臺風風場氣壓場的關(guān)鍵參數(shù)值。驗證表明,建立的風暴潮、天文潮和波浪耦合數(shù)值模擬具有較高的精度,風暴潮增水、波浪波高過程與實測結(jié)果相一致。5)分析了“海鷗”臺風過境時風暴潮作用下的最大增水、最大波高分布特點。雷州半島東部海域最大增水大于瓊州海峽海域內(nèi)的最大增水值,雷州半島東部海域出現(xiàn)3m以上增水,最大增水位置在雷州灣海域,最大增水在5.5m以上,雷州半島西部海域出現(xiàn)超過2m的減水。受雷州半島東部近岸水深較淺影響,瓊州海峽海域最大有效波高高于雷州半島東部近岸海域,但低于雷州半島東部外海海域,雷州半島東部外海海域有效波高可達12m,瓊州海峽有效波高也可達6.5~7.5m。
【圖文】：

第二章 臺風場、波浪與風暴潮耦合模式( )1010 1010a ab af a a a bb ab bc w wc cc c w w w w ww wc w w a和 bw為經(jīng)驗系數(shù)，31.255 10ac ，，2.4bc 面上 10 m 高風速。圖

圖 2-1 空間差分網(wǎng)格時間離散見如圖。圖2-2 時間離散格式初始條件( ) ( )( )( )0000, , ,, , 0, , 0t tt tt ttu tv t （2-16）式中0 為計算初始時刻潮位空間分布函數(shù)。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P731.2

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本文編號：2665731