建立了精細(xì)化網(wǎng)格的渤黃海區(qū)域天文潮及臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮數(shù)學(xué)模型,對(duì)山東沿海天文潮進(jìn)行了驗(yàn)算,得到K1,M2這兩個(gè)主要分潮的振幅和遲角的均方根分別為2 cm,3 cm和5°,3°;采用Jelesnianski-II臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模式建立了臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮模型,并以典型臺(tái)風(fēng)為例,對(duì)影響山東海域的臺(tái)風(fēng)暴潮過程進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行了驗(yàn)證;基于建立的模型,模擬了1960年至2011年經(jīng)過山東省沿海的33場(chǎng)臺(tái)風(fēng)暴潮過程;應(yīng)用Poisson-Gumbel分布,計(jì)算了100年一遇臺(tái)風(fēng)暴潮增水極值。研究結(jié)果可為山東沿岸地區(qū)的防潮減災(zāi)規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程建設(shè)提供參考。 

【文章來源】：自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2015,24(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

ADCIRC模式計(jì)算網(wǎng)格

第3期吳亞楠，等:山東沿海臺(tái)風(fēng)暴潮數(shù)值模擬與統(tǒng)計(jì)分析2模型的驗(yàn)證2．1天文潮模型驗(yàn)證本文采用的是二維球坐標(biāo)系，模型的分辨率由渤黃海中央的5'逐漸過渡到近岸的1'，一共78712個(gè)節(jié)點(diǎn)，153973個(gè)三角形網(wǎng)格(如圖1和圖2，圖2為圖1中方框區(qū)域)，該計(jì)算網(wǎng)格只有一個(gè)開邊界，大約位于黃海與東海交接處，開邊界上采用M2，S2，K1，O1等4個(gè)分潮的調(diào)和常數(shù)預(yù)報(bào)的水位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。模型時(shí)間步長(zhǎng)為30s，每0．5h保存一次計(jì)算結(jié)果，并對(duì)潮汐結(jié)果進(jìn)行調(diào)和分析，并與10個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)(如圖2)的潮汐振幅和遲角進(jìn)行比較［14］。圖1ADCIRC模式計(jì)算網(wǎng)格Fig．1ComputationalmeshofADCIRCmodel圖2山東半島附近海域計(jì)算網(wǎng)格及觀測(cè)站點(diǎn)位圖Fig．2ComputationalmeshandlocationsofoceanobservationstationsnearbyShandongPeninsula表1K1和M2分潮觀測(cè)與模型結(jié)果比較Table1ComparisonofobservedandsimulatedvaluesforconstituentsK1andM2站號(hào)位置K1振幅對(duì)比/cmK1遲角對(duì)比/(°)M2振幅對(duì)比/cmM2遲角對(duì)比/(°)東經(jīng)/(°)北緯/(°)觀測(cè)計(jì)算偏差觀測(cè)計(jì)算偏差觀測(cè)計(jì)算偏差觀測(cè)計(jì)算偏差1119．1537．262820－8185198134034－632533162120．2637．652015－521021003521－1432032443120．7737．8796－3237264274636－1028228424121．737．552016－4305335306058－2300281－195122．2737．52220－2309337285944－15303291－126122．436．822621－5336334－28681－5545517121．2836．683021－9352348－411011229588－78120．8336．383021－93573570120114－6112108－49120．5336．13221－11033115108－7122123110119．7535．533023－710188120129914516116均方根2533計(jì)算區(qū)域內(nèi)K1分潮調(diào)和分析結(jié)果與實(shí)測(cè)值比較(如表1)，在站

自然災(zāi)害學(xué)報(bào)第24卷2．2風(fēng)暴潮模型驗(yàn)證圖3經(jīng)過山東附近海域的歷年臺(tái)風(fēng)路徑Fig．3TyphoontrackthroughseaareaofShandongProvinceovertheyears從經(jīng)過山東及其附近海域的臺(tái)風(fēng)路徑(如圖3)中可以看出，山東省受風(fēng)暴潮影響較嚴(yán)重。為了驗(yàn)證我們針對(duì)該海域建立的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮數(shù)值模型，選擇對(duì)該區(qū)域影響較大同時(shí)具有驗(yàn)證數(shù)據(jù)的臺(tái)風(fēng)過程作為驗(yàn)證對(duì)象，對(duì)經(jīng)過該區(qū)域的典型臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過程進(jìn)行了模擬。這幾次臺(tái)風(fēng)過程分別為:發(fā)生在1985年8月份的“8509”號(hào)臺(tái)風(fēng)Mimie、1992年8月份的“9216”號(hào)臺(tái)風(fēng)Polly和1997年8月份的“9711”號(hào)臺(tái)風(fēng)WINNIE。這3個(gè)臺(tái)風(fēng)引起的風(fēng)暴潮增水模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比圖(如圖4、圖5與圖6)�？梢钥闯觯瑢�(duì)于Mimie臺(tái)風(fēng)過程，煙臺(tái)站風(fēng)暴潮最大增水實(shí)測(cè)值比計(jì)算值大9cm，石臼所站風(fēng)暴潮最大增水實(shí)測(cè)值比計(jì)算值大13cm，青島站風(fēng)暴潮最大增水實(shí)測(cè)值比計(jì)算值小10cm，乳山口站風(fēng)暴潮最大增水實(shí)測(cè)值比計(jì)算值大16cm，對(duì)比驗(yàn)證結(jié)果對(duì)比較好，風(fēng)暴潮增水極值最大誤差為16cm，增水極值出現(xiàn)的時(shí)間誤差也在1h以內(nèi)。對(duì)于Polly臺(tái)風(fēng)過程，青島站風(fēng)暴潮最大增水實(shí)測(cè)值比計(jì)算值小8cm，石臼所站風(fēng)暴潮最大增水實(shí)測(cè)值比計(jì)算值大4cm，增水極值出現(xiàn)時(shí)間誤差在2h以內(nèi)。對(duì)于WINNE臺(tái)風(fēng)過程，乳山口站風(fēng)暴潮增水最大實(shí)測(cè)值與計(jì)算值比較相差超過20cm，青島站對(duì)比結(jié)果較好，模擬得到增水極值出現(xiàn)時(shí)間與實(shí)測(cè)相比會(huì)提前或者推遲2～3h。上述誤差有可能來源于風(fēng)場(chǎng)和氣壓場(chǎng)誤差，也有可能是因?yàn)榈匦蔚牟粶?zhǔn)確，或者模擬中沒有考慮海浪對(duì)風(fēng)暴潮的影響［16］。綜合這3次模擬結(jié)果來看，對(duì)于Mimie臺(tái)風(fēng)過程，增水極值平均誤差為13cm，Polly為6cm，WINNIE為20cm。總的風(fēng)暴潮增水極值模擬的平均誤差為12cm。由于我們最關(guān)注的是風(fēng)暴潮的增水極值，因此我?


本文編號(hào)：3420489