基于WRF大氣模式的大風(fēng)過(guò)程波浪模擬
發(fā)布時(shí)間:2021-06-05 17:07
準(zhǔn)確獲取極端天氣條件下近岸海域的波浪要素是保障港口與海岸工程設(shè)計(jì)安全的前提條件,因此研究臺(tái)風(fēng)、溫帶氣旋和寒潮等大風(fēng)過(guò)程中波浪的生成與演化具有重要意義。近年來(lái),海浪數(shù)值模擬已成為研究近岸波浪的重要手段,而風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的合理性直接影響著波浪模擬結(jié)果的合理性。另外,近岸海域波浪模擬還需要考慮潮流的影響。為此,本文采用中尺度大氣模式WRF來(lái)模擬風(fēng)場(chǎng)以獲取高精度風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù),采用FVCOM二維潮流模式模擬近岸流場(chǎng),采用SWAN海浪模式模擬波浪場(chǎng),建立了大氣-海洋-海浪模型系統(tǒng),對(duì)臺(tái)風(fēng)及溫帶風(fēng)暴過(guò)程中的近岸波浪進(jìn)行模擬。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1、通過(guò)對(duì)比分析,合理確定了臺(tái)風(fēng)及溫帶風(fēng)暴風(fēng)況下WRF模式的各種參數(shù),并對(duì)兩種風(fēng)況下大氣數(shù)據(jù)同化的效果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明數(shù)據(jù)同化對(duì)臺(tái)風(fēng)的結(jié)果影響較大,對(duì)溫帶風(fēng)暴過(guò)程的結(jié)果影響較小。為了使數(shù)據(jù)同化的效果更明顯,需要更多的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行同化。2、將WRF模型計(jì)算數(shù)據(jù)與QSCAT/NCEP混合風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)及QSCAT/NCEP與臺(tái)風(fēng)模型合成風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,結(jié)果表明WRF模型的計(jì)算結(jié)果明顯優(yōu)于其它兩種風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù),WRF模型計(jì)算值較其它數(shù)據(jù)更接近實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),可以比較合理地...
【文章來(lái)源】:天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
大氣-潮流-海浪模型系統(tǒng)示意圖
圖 3-1 韋帕臺(tái)風(fēng)路徑圖 3 月溫帶風(fēng)暴概況3 月 3 日至 5 日,由于受到貝加爾湖強(qiáng)冷空氣、發(fā)展的共同影響,渤海及山東半島北部沿岸地區(qū)遭受了歷大連地區(qū)出現(xiàn)了冰粒、雨凇、全區(qū)暴雨、降溫及陸氣事件,最大風(fēng)力達(dá) 9 級(jí),陣風(fēng) 12 級(jí)。該溫帶風(fēng),海上作業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通業(yè)、旅游業(yè)受損程度大量被毀壞,群眾生活損失和傷亡事故非常嚴(yán)重,直]。是引發(fā)本次強(qiáng)風(fēng)暴潮的主要原因,由強(qiáng)氣旋產(chǎn)生的天氣過(guò)程中,黃海成山頭測(cè)站最大風(fēng)速為 30 m/s(11風(fēng)速達(dá) 41 m/s(13 級(jí),3 月 4 日 20:00~5 日 2:00);為 24 m/s(9 級(jí),3 月 4 日 20:00),極大風(fēng)速為 36 5日2:00);渤海平臺(tái)測(cè)站最大風(fēng)速為18 m/(s8級(jí),3月
學(xué)位論文 第 3 章 大氣模型值模擬,并對(duì)其成因進(jìn)行分析。這些研究工作主要集中波浪過(guò)程尚未有較為詳細(xì)的模擬,因此,本文選取 20作為溫帶風(fēng)暴模擬的代表風(fēng)況。間和地形風(fēng)風(fēng)場(chǎng)計(jì)算時(shí)間為 2007 年 9 月 17 日 00 時(shí)至 2007 年 UTC),共 103 小時(shí)。有效的模擬臺(tái)風(fēng)路徑,并為波浪潮流計(jì)算提供高精度的計(jì)算采用雙重網(wǎng)格嵌套,主區(qū)域 D1(大模型)與嵌套3-2 所示。D1 與 D2 均采用正方形網(wǎng)格,其空間分辨率分 主 區(qū)域 D1 的經(jīng) 度 范 圍為 115.61°E~140.39°E , 緯16°N,網(wǎng)格數(shù)為 160×180;嵌套區(qū)域 D2 的經(jīng)度范圍為度范圍為 29.54°N~41.03°N,網(wǎng)格數(shù)為 240×273。D1 與
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于數(shù)值模擬的臺(tái)風(fēng)危險(xiǎn)性分析綜述(Ⅰ)——臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模型[J]. 肖玉鳳,段忠東,肖儀清,歐進(jìn)萍. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2011(02)
[2]波浪對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程的影響分析[J]. 陳華偉,葛建忠,丁平興. 華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(04)
[3]大連地區(qū)寒潮強(qiáng)風(fēng)天氣的數(shù)值模擬研究[J]. 李燕,張彩鳳,趙惠芳,王錫軍. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(04)
[4]積云參數(shù)化和微物理方案不同組合應(yīng)用對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑模擬效果的影響[J]. 河惠卿,王振會(huì),金正潤(rùn),牛生杰,徐愛(ài)淑. 熱帶氣象學(xué)報(bào). 2009(04)
[5]大氣-海浪耦合模式對(duì)臺(tái)風(fēng)“碧利斯”的數(shù)值模擬[J]. 丁亞梅,董克慧,周林,王鑫. 海洋預(yù)報(bào). 2009(02)
[6]超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“桑美”及“韋帕”風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)分析[J]. 趙鑫,姚炎明,黃世昌,謝亞力,婁海峰. 海洋預(yù)報(bào). 2009(01)
[7]積云參數(shù)化對(duì)0613號(hào)臺(tái)風(fēng)“珊珊”數(shù)值模擬的影響研究[J]. 吳林,王剛,沈晗,李江南. 氣象研究與應(yīng)用. 2008(04)
[8]東中國(guó)海至長(zhǎng)江口海域臺(tái)風(fēng)浪特性的數(shù)值模擬研究[J]. 徐福敏,黃云峰,宋志堯. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2008(06)
[9]臺(tái)風(fēng)韋帕的數(shù)值模擬和診斷分析[J]. 趙德顯,沈桐立,徐海明. 科技信息(學(xué)術(shù)研究). 2008(30)
[10]WRF模式物理過(guò)程參數(shù)化方案簡(jiǎn)介[J]. 胡向軍,陶健紅,鄭飛,王娜,張鐵軍,劉世祥,尚大成. 甘肅科技. 2008(20)
博士論文
[1]區(qū)域!?dú)狻笋詈夏J礁倪M(jìn)及航海仿真應(yīng)用試驗(yàn)研究[D]. 張進(jìn)峰.武漢理工大學(xué) 2009
[2]四維變分同化關(guān)鍵技術(shù)研究與并行計(jì)算[D]. 朱小謙.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[3]大氣—海浪耦合模式的物理基礎(chǔ)及數(shù)值研究[D]. 劉斌.中國(guó)海洋大學(xué) 2007
[4]Doppler雷達(dá)資料同化技術(shù)研究[D]. 楊毅.蘭州大學(xué) 2007
[5]中尺度!?dú)狻笋詈夏J较到y(tǒng)的研究及應(yīng)用[D]. 鄧健.武漢理工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于FVCOM模型的二維海上溢油數(shù)值模擬研究[D]. 臧士文.大連理工大學(xué) 2011
[2]SWAN模型在風(fēng)浪場(chǎng)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究[D]. 孫斌.天津大學(xué) 2010
[3]考慮波流耦合作用的渤海灣風(fēng)暴潮三維數(shù)值模擬[D]. 于亮.天津大學(xué) 2010
[4]西北太平洋臺(tái)風(fēng)浪后報(bào)[D]. 楊洋.上海交通大學(xué) 2009
[5]西北太平洋風(fēng)浪數(shù)值模擬和統(tǒng)計(jì)分析[D]. 周科.上海交通大學(xué) 2009
[6]廈門(mén)地區(qū)臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模型初步研究[D]. 湯海濤.重慶大學(xué) 2008
[7]臺(tái)灣島周邊海域臺(tái)風(fēng)海面風(fēng)場(chǎng)及其模型化研究[D]. 陳德文.廈門(mén)大學(xué) 2006
[8]三維變分同化并行計(jì)算研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 孔令梅.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
[9]東中國(guó)海海浪數(shù)值模擬及波候統(tǒng)計(jì)分析[D]. 徐艷清.中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所) 2005
[10]區(qū)域空氣污染預(yù)報(bào)的風(fēng)場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 陳端偉.華東師范大學(xué) 2005
本文編號(hào):3212567
【文章來(lái)源】:天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
大氣-潮流-海浪模型系統(tǒng)示意圖
圖 3-1 韋帕臺(tái)風(fēng)路徑圖 3 月溫帶風(fēng)暴概況3 月 3 日至 5 日,由于受到貝加爾湖強(qiáng)冷空氣、發(fā)展的共同影響,渤海及山東半島北部沿岸地區(qū)遭受了歷大連地區(qū)出現(xiàn)了冰粒、雨凇、全區(qū)暴雨、降溫及陸氣事件,最大風(fēng)力達(dá) 9 級(jí),陣風(fēng) 12 級(jí)。該溫帶風(fēng),海上作業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通業(yè)、旅游業(yè)受損程度大量被毀壞,群眾生活損失和傷亡事故非常嚴(yán)重,直]。是引發(fā)本次強(qiáng)風(fēng)暴潮的主要原因,由強(qiáng)氣旋產(chǎn)生的天氣過(guò)程中,黃海成山頭測(cè)站最大風(fēng)速為 30 m/s(11風(fēng)速達(dá) 41 m/s(13 級(jí),3 月 4 日 20:00~5 日 2:00);為 24 m/s(9 級(jí),3 月 4 日 20:00),極大風(fēng)速為 36 5日2:00);渤海平臺(tái)測(cè)站最大風(fēng)速為18 m/(s8級(jí),3月
學(xué)位論文 第 3 章 大氣模型值模擬,并對(duì)其成因進(jìn)行分析。這些研究工作主要集中波浪過(guò)程尚未有較為詳細(xì)的模擬,因此,本文選取 20作為溫帶風(fēng)暴模擬的代表風(fēng)況。間和地形風(fēng)風(fēng)場(chǎng)計(jì)算時(shí)間為 2007 年 9 月 17 日 00 時(shí)至 2007 年 UTC),共 103 小時(shí)。有效的模擬臺(tái)風(fēng)路徑,并為波浪潮流計(jì)算提供高精度的計(jì)算采用雙重網(wǎng)格嵌套,主區(qū)域 D1(大模型)與嵌套3-2 所示。D1 與 D2 均采用正方形網(wǎng)格,其空間分辨率分 主 區(qū)域 D1 的經(jīng) 度 范 圍為 115.61°E~140.39°E , 緯16°N,網(wǎng)格數(shù)為 160×180;嵌套區(qū)域 D2 的經(jīng)度范圍為度范圍為 29.54°N~41.03°N,網(wǎng)格數(shù)為 240×273。D1 與
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于數(shù)值模擬的臺(tái)風(fēng)危險(xiǎn)性分析綜述(Ⅰ)——臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模型[J]. 肖玉鳳,段忠東,肖儀清,歐進(jìn)萍. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2011(02)
[2]波浪對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程的影響分析[J]. 陳華偉,葛建忠,丁平興. 華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(04)
[3]大連地區(qū)寒潮強(qiáng)風(fēng)天氣的數(shù)值模擬研究[J]. 李燕,張彩鳳,趙惠芳,王錫軍. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(04)
[4]積云參數(shù)化和微物理方案不同組合應(yīng)用對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑模擬效果的影響[J]. 河惠卿,王振會(huì),金正潤(rùn),牛生杰,徐愛(ài)淑. 熱帶氣象學(xué)報(bào). 2009(04)
[5]大氣-海浪耦合模式對(duì)臺(tái)風(fēng)“碧利斯”的數(shù)值模擬[J]. 丁亞梅,董克慧,周林,王鑫. 海洋預(yù)報(bào). 2009(02)
[6]超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“桑美”及“韋帕”風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)分析[J]. 趙鑫,姚炎明,黃世昌,謝亞力,婁海峰. 海洋預(yù)報(bào). 2009(01)
[7]積云參數(shù)化對(duì)0613號(hào)臺(tái)風(fēng)“珊珊”數(shù)值模擬的影響研究[J]. 吳林,王剛,沈晗,李江南. 氣象研究與應(yīng)用. 2008(04)
[8]東中國(guó)海至長(zhǎng)江口海域臺(tái)風(fēng)浪特性的數(shù)值模擬研究[J]. 徐福敏,黃云峰,宋志堯. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2008(06)
[9]臺(tái)風(fēng)韋帕的數(shù)值模擬和診斷分析[J]. 趙德顯,沈桐立,徐海明. 科技信息(學(xué)術(shù)研究). 2008(30)
[10]WRF模式物理過(guò)程參數(shù)化方案簡(jiǎn)介[J]. 胡向軍,陶健紅,鄭飛,王娜,張鐵軍,劉世祥,尚大成. 甘肅科技. 2008(20)
博士論文
[1]區(qū)域!?dú)狻笋詈夏J礁倪M(jìn)及航海仿真應(yīng)用試驗(yàn)研究[D]. 張進(jìn)峰.武漢理工大學(xué) 2009
[2]四維變分同化關(guān)鍵技術(shù)研究與并行計(jì)算[D]. 朱小謙.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[3]大氣—海浪耦合模式的物理基礎(chǔ)及數(shù)值研究[D]. 劉斌.中國(guó)海洋大學(xué) 2007
[4]Doppler雷達(dá)資料同化技術(shù)研究[D]. 楊毅.蘭州大學(xué) 2007
[5]中尺度!?dú)狻笋詈夏J较到y(tǒng)的研究及應(yīng)用[D]. 鄧健.武漢理工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于FVCOM模型的二維海上溢油數(shù)值模擬研究[D]. 臧士文.大連理工大學(xué) 2011
[2]SWAN模型在風(fēng)浪場(chǎng)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究[D]. 孫斌.天津大學(xué) 2010
[3]考慮波流耦合作用的渤海灣風(fēng)暴潮三維數(shù)值模擬[D]. 于亮.天津大學(xué) 2010
[4]西北太平洋臺(tái)風(fēng)浪后報(bào)[D]. 楊洋.上海交通大學(xué) 2009
[5]西北太平洋風(fēng)浪數(shù)值模擬和統(tǒng)計(jì)分析[D]. 周科.上海交通大學(xué) 2009
[6]廈門(mén)地區(qū)臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模型初步研究[D]. 湯海濤.重慶大學(xué) 2008
[7]臺(tái)灣島周邊海域臺(tái)風(fēng)海面風(fēng)場(chǎng)及其模型化研究[D]. 陳德文.廈門(mén)大學(xué) 2006
[8]三維變分同化并行計(jì)算研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 孔令梅.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
[9]東中國(guó)海海浪數(shù)值模擬及波候統(tǒng)計(jì)分析[D]. 徐艷清.中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所) 2005
[10]區(qū)域空氣污染預(yù)報(bào)的風(fēng)場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 陳端偉.華東師范大學(xué) 2005
本文編號(hào):3212567
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