臺風(fēng)是一種比較常見的重大自然災(zāi)害,給人們的生活和生產(chǎn)帶來很大影響。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年都有十個(gè)左右的臺風(fēng)在我國沿海地區(qū)登陸,破壞極大,為此很有必要加強(qiáng)風(fēng)工程領(lǐng)域?qū)ε_風(fēng)風(fēng)場特征的相關(guān)研究工作。對于臺風(fēng)的研究,在氣象學(xué)領(lǐng)域,主要研究臺風(fēng)的整個(gè)生命過程,包括其生成、發(fā)展和消亡的整個(gè)過程;在土木工程領(lǐng)域,主要是通過對臺風(fēng)中尺度的模擬分析,得到臺風(fēng)的氣壓、臺風(fēng)移動速度、臺風(fēng)影響半徑等風(fēng)場特征,以及結(jié)構(gòu)物周圍的風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù),為結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)資料。本論文采用WRF中尺度數(shù)值模式對臺風(fēng)風(fēng)場進(jìn)行模擬,對該模式相關(guān)的基本理論作了主要的介紹:主要包括各主要模塊及功能、風(fēng)場模擬的控制微分方程、模式計(jì)算采用的網(wǎng)格形式,以及風(fēng)場模擬選用的各主要物理參數(shù)等。WRF中尺度數(shù)值模式,采取最全面的大氣物理過程和更為優(yōu)化的動力框架,其中的邊界層方案和積云對流參數(shù)化方案的選用,對于不同地區(qū)和不同類型的臺風(fēng)風(fēng)場模擬效果具有較大的影響。因此,本文運(yùn)用WRF中的ARW模塊,通過選用邊界層方案和積云對流參數(shù)化方案的多種不同組合,對9914臺風(fēng)“約克”和1713臺風(fēng)“天鴿”進(jìn)行了模擬分析。并與中國氣象局熱帶氣旋資料中心及香港天文臺對此兩個(gè)臺風(fēng)個(gè)例的實(shí)際風(fēng)場觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,從臺風(fēng)路徑、中心氣壓和最大風(fēng)速的對比分析中,證實(shí)了WRF中尺度模式模擬臺風(fēng)的可行性,并對各類邊界層和積云對流參數(shù)化方案的選取策略進(jìn)行了討論。從這些方案中選取最優(yōu)組合方案,從WRF模式的風(fēng)場模擬結(jié)果中,提取臺風(fēng)發(fā)生過程中處于近地邊界層的部分高層建筑(廣州利通廣場,深圳地王大廈)和氣象觀測臺站(香港天文臺、橫瀾島和長洲島站)的風(fēng)速風(fēng)向模擬結(jié)果,并與上述觀測站點(diǎn)的近地層臺風(fēng)風(fēng)場觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)速風(fēng)向以及臺風(fēng)地面粗糙度等的對比分析,分析結(jié)果表明WRF中尺度模式對于固定位置點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向模擬能取得較好的模擬效果;對WRF模式模擬的風(fēng)場數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和統(tǒng)計(jì)化分析,并對之前基于簡化物理模型的各類參數(shù)化臺風(fēng)風(fēng)場模式所提出的相關(guān)公式,對應(yīng)用后者進(jìn)行臺風(fēng)風(fēng)場設(shè)計(jì)風(fēng)速的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證分析。結(jié)果表明,這些參數(shù)化臺風(fēng)風(fēng)場模式基本能反映臺風(fēng)在部分特征點(diǎn)高度的主要風(fēng)速特征,但對于風(fēng)向的描述效果相對欠佳。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P444;P435
【部分圖文】：

2（e）農(nóng)田與房屋被淹 （f）泥石流圖 1-1 臺風(fēng)災(zāi)害當(dāng)前臺風(fēng)風(fēng)場模擬的研究模式主要有兩種，一種是較早的研究模式，即參數(shù)化臺風(fēng)風(fēng)場模式，它基于簡化的物理模型和數(shù)值模擬；另一種則是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟發(fā)展而來的中尺度臺風(fēng)風(fēng)場數(shù)值模擬模式。參數(shù)化臺風(fēng)風(fēng)場模式，從中心氣壓差、臺風(fēng)移動方向、臺風(fēng)中心移動速度、離測點(diǎn)

圖 2-1 WRF3.8 模式系統(tǒng)流程圖處理模塊（WRF Preprocesssing System）:簡稱 WPS，由三個(gè)和創(chuàng)建模擬的區(qū)域，并將靜態(tài)的地理數(shù)據(jù)插值到網(wǎng)格點(diǎn)上；取氣象場；metgrid將氣象場插值到網(wǎng)格點(diǎn)上。這三個(gè)程序的輸入條件。圖 2-2 WPS 流程圖

圖 2-1 WRF3.8 模式系統(tǒng)流程圖前處理模塊（WRF Preprocesssing System）:簡稱 WPS，由三個(gè)子程義和創(chuàng)建模擬的區(qū)域，并將靜態(tài)的地理數(shù)據(jù)插值到網(wǎng)格點(diǎn)上；ung中提取氣象場；metgrid將氣象場插值到網(wǎng)格點(diǎn)上。這三個(gè)程序的作用初始輸入條件。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2885168