【摘要】：臺(tái)風(fēng)蘊(yùn)含能量巨大,可造成巨大海洋災(zāi)害.對(duì)臺(tái)風(fēng)特征因子以及臺(tái)風(fēng)發(fā)生過程所引起的巨大海浪和極大波高進(jìn)行研究與預(yù)測(cè),在海洋海岸工程中是非常有價(jià)值的.由于臺(tái)風(fēng)對(duì)海浪波高的影響是臺(tái)風(fēng)各特征因子相互作用,共同影響的結(jié)果,其影響機(jī)理也不同.所以著眼于臺(tái)風(fēng)特征因子對(duì)海浪的不同影響機(jī)理研究以及如何選擇有效的波浪影響因子是建立數(shù)學(xué)模型的根本.對(duì)于影響海浪波高的臺(tái)風(fēng)的各特征因子的特性分析以及這些特征因子對(duì)海浪波高是如何影響的,雖然一直備受關(guān)注,但國(guó)內(nèi)外有關(guān)這方面的研究成果較少,且不系統(tǒng)完整. 本文根據(jù)以上問題,所做具體成果如下: (1)針對(duì)臺(tái)風(fēng)形成發(fā)展規(guī)律,利用新的數(shù)學(xué)分析方法對(duì)臺(tái)風(fēng)發(fā)生中各個(gè)特征因子進(jìn)行相關(guān)性分析.分析臺(tái)風(fēng)各個(gè)特征因子之間存在的關(guān)系,以便更加科學(xué)的分析臺(tái)風(fēng)引發(fā)海洋災(zāi)害的機(jī)制.針對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)波高不考慮臺(tái)風(fēng)因素影響或只考慮臺(tái)風(fēng)頻次影響的推算模型提出改進(jìn),全面考慮到臺(tái)風(fēng)各個(gè)特征因子對(duì)極值波高的影響,更加復(fù)合實(shí)際,更加科學(xué)合理. (2)采用秩相關(guān)系數(shù)分析法對(duì)臺(tái)風(fēng)特征因子對(duì)臺(tái)風(fēng)影響的海洋因素的相關(guān)關(guān)系,從而可以得出臺(tái)風(fēng)特征因子對(duì)海洋因素影響的不同程度,以便于選擇重要的影響因子進(jìn)行數(shù)學(xué)建模.由于和諧的度量——秩相關(guān)系數(shù)是一種更靈活穩(wěn)健的相關(guān)性分析工具,其廣泛應(yīng)用于非參數(shù)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域,尤其用于研究隨機(jī)變量間的相關(guān)關(guān)系,避免了傳統(tǒng)線性相關(guān)性分析的諸多弊端. (3)通過秩相關(guān)分析,選擇出三個(gè)對(duì)海浪影響最大的臺(tái)風(fēng)特征因子,而且三個(gè)特征因子之間相對(duì)獨(dú)立,能更全面反映臺(tái)風(fēng)對(duì)海浪的綜合影響.這三個(gè)變量分別為臺(tái)風(fēng)頻次,臺(tái)風(fēng)底層中心附近最大風(fēng)速和臺(tái)風(fēng)中心到觀測(cè)點(diǎn)的最短距離.由于臺(tái)風(fēng)發(fā)生頻次本身就是離散型隨機(jī)變量,因此將所收集到的臺(tái)風(fēng)另外兩個(gè)特征因子的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行離散化處理.根據(jù)中國(guó)氣象局發(fā)布了新的熱帶氣旋劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),將臺(tái)風(fēng)底層中心附近最大風(fēng)速作為標(biāo)準(zhǔn),劃分等級(jí),計(jì)算黃海海域二十七年所發(fā)生臺(tái)風(fēng)在不同等級(jí)的次數(shù),這樣處理后就變?yōu)橐粋�(gè)離散型隨機(jī)變量;借鑒方中圣等對(duì)臺(tái)風(fēng)中心到測(cè)點(diǎn)距離的劃分標(biāo)準(zhǔn),將臺(tái)風(fēng)的中心到測(cè)點(diǎn)距離劃分為7類,計(jì)算27年來(lái)黃海海域發(fā)生臺(tái)風(fēng)進(jìn)入每一類的次數(shù),將此變量離散化.這樣,就確定了影響海浪波高的三個(gè)離散變量,通過這三個(gè)變量就能較全面的反映臺(tái)風(fēng)對(duì)海浪的綜合影響. (4)臺(tái)風(fēng)的三個(gè)離散變量選定后,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出三維離散 最大熵復(fù)合極值模型,設(shè)臺(tái)風(fēng)登陸頻次,底層中心附近最大風(fēng)速,中心到測(cè)點(diǎn)的最短距離這三維離散向量服從三維Possion分布,并選取連續(xù)型隨機(jī)變量波高的分布為最大熵分布.如此以來(lái),新模型既可以反應(yīng)臺(tái)風(fēng)多個(gè)特征量對(duì)波高的影響,又最大程度上保持其不確定性,更加符合實(shí)際規(guī)律. (5)利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),檢驗(yàn)新模型.分別推算出其20年一遇,50年一遇,100年一遇及200年一遇的設(shè)計(jì)波高值.將所得結(jié)果,與以往模型所得結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,并與實(shí)際數(shù)據(jù)資料比較.分析新方法的優(yōu)勢(shì).
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：P444;P731.22
【圖文】：

由于這五個(gè)特征因子是直接影響海浪波高的影響因子，而且是最能表征臺(tái)風(fēng)特性的五個(gè)參數(shù)，因此專門對(duì)此五個(gè)變量進(jìn)行相關(guān)性分析.利用秩相關(guān)系數(shù)，得到比傳統(tǒng)相關(guān)性分析結(jié)果更加合理準(zhǔn)確的相關(guān)值.利用第二節(jié)計(jì)算秩相關(guān)系數(shù)方法，計(jì)算各特征因子之間的相關(guān)系數(shù)下表： 表 2-2 臺(tái)風(fēng)各特征因子間的秩相關(guān)系數(shù)表p1v2v R rp1 -0.9182 -0.0472 -0.5325 0.35271v -0.9182 1 0.0584 0.5634 -0.32982v -0.0472 0.0584 1 -0.0908 -0.0908R -0.5325 0.5634 -0.0908 1 -0.5354r0.6827 -0.7636 -0.0908 -0.5354 1

16圖2-2臺(tái)風(fēng)中心最低氣壓和底層中心最大風(fēng)速分別與臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)速度的變化趨勢(shì)圖臺(tái)風(fēng)中心最低氣壓和底層中心最大風(fēng)速與臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)速度的秩相關(guān)系數(shù)分別為-0.0472 和 0.0584，都非常低，由圖 2 可明顯表明臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)速度與前兩個(gè)特征因子幾乎是獨(dú)立的.

17圖2-3臺(tái)風(fēng)中心最低氣壓和底層中心最大風(fēng)速分別與臺(tái)風(fēng)中心附近最大風(fēng)速半徑化趨勢(shì)圖由表 2.2 知臺(tái)風(fēng)中心最低氣壓和底層中心最大風(fēng)速分別與最大風(fēng)速半徑秩相關(guān)系數(shù)為-0.5325 和 0.5634，其和諧度也較高.圖 2-3 說明當(dāng)臺(tái)風(fēng)中心氣氣壓越低，底層中心最大風(fēng)速越大時(shí)，最大風(fēng)速半徑也越大，這樣對(duì)研究海的影響范圍就越大.容易產(chǎn)生極大浪高增水.

【參考文獻(xiàn)】

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1 方鐘圣,金承儀;日本浮標(biāo)站臺(tái)風(fēng)浪波高與風(fēng)速等參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析[J];船舶力學(xué);2003年05期

2 徐德倫,張軍,鄭桂珍;Maximum Entropy Estimation of n-Year Extreme Waveheights[J];China Ocean Engineering;2004年02期

3 張立振;徐德倫;;A New Maximum Entropy Probability Function for the Surface Elevation of Nonlinear Sea Waves[J];China Ocean Engineering;2005年04期

4 楊繼抅;曹祥村;;臺(tái)風(fēng)浪特征分析及其對(duì)船舶安全影響[J];航海技術(shù);2008年04期

5 周水華;李遠(yuǎn)芳;馮偉忠;吳迪生;;“0601”號(hào)臺(tái)風(fēng)控制下的廣東近岸浪特征[J];海洋通報(bào);2010年02期

6 馮利華,張萍;基于最大熵原理的臺(tái)風(fēng)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)[J];海洋科學(xué);2003年03期

7 張曉慧;盛春雁;邵滋和;;青島沿海風(fēng)暴潮分析[J];海洋預(yù)報(bào);2006年S1期

8 黃勇;李崇銀;王穎;宋彬;;近百年西北太洋熱帶氣旋頻數(shù)變化特征與ENSO的關(guān)系[J];海洋預(yù)報(bào);2008年01期

9 吳曉峰;于蕓;鄧小東;徐麗麗;;“海棠”臺(tái)風(fēng)風(fēng)浪場(chǎng)分析[J];海洋預(yù)報(bào);2009年03期

10 趙鑫;黃世昌;;浙東沿�！�9711”臺(tái)風(fēng)波浪場(chǎng)數(shù)值模擬研究[J];浙江水利科技;2006年03期

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1 謝波濤;臺(tái)風(fēng)災(zāi)害概率預(yù)測(cè)新理論及其在防洪工程中的應(yīng)用[D];中國(guó)海洋大學(xué);2007年

2 李瑞龍;基于改進(jìn)的臺(tái)風(fēng)關(guān)鍵參數(shù)的臺(tái)風(fēng)極值風(fēng)速預(yù)測(cè)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

3 張玉芳;臺(tái)風(fēng)頻數(shù)變化特征及其統(tǒng)計(jì)分布[D];中國(guó)海洋大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2796974