南海北部台风风暴潮模拟研究与机理探索

IOCAS-IR > 海洋环流与波动重点实验室

	南海北部台风风暴潮模拟研究与机理探索
	李健
学位类型	硕士
导师	侯一筠
	2013-04
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位专业	物理海洋学
关键词	台风风暴增水模型风场潮汐
摘要	风暴潮通常会给沿海地区带来巨大灾害，其造成的社会经济损失位于海洋灾害之首。我国是受到台风和台风风暴潮影响比较严重的国家，特别是在南海区域。因此，对南海北部台风风暴潮进行有效预报以及展开机理研究，显得尤为重要。本文基于上述理念，对南海北部典型的台风风暴潮进行模拟研究和机理分析，并得到一些结论。首先，利用风场相似性理论，建立模型风场并进行部分修正。在建立模型风场过程中，通过对比研究，发现DUAL圆对称模型风场具有可调性参数且适合南海北部台风研究；通过藤田公式和梯度风关系修正流入角，将模型风场与温度、风速建立联系；通过沿台风路径方法添加移速风场，使得模型风场右侧风速偏大，从外形上与真实台风更加相似；通过公式添加背景风场，进行增水模拟对比，发现外围区域和台风中心点附近增水增加，但最大增水点附近增水减少。其次，进行增水模拟验证。通过模拟结果与天文台数据对比中显示，忽略气压以及外围气象因素会对增水效果产生的加强作用，模式将误差控制在20%以内，根据前人研究认为其具有合理性；而与AVISO数据对比中发现，只有在远离陆地和边界区域模拟较为准确。再次，利用台风位置对增水振荡进行分类，并指出对应增水特点及需要关注程度。研究还发现，根据台风位置分类远比根据距离登陆多少时间分类合理。然后，研究了在不同风场变化下，最大增水位置，增水强度，以及滞后时间的变化规律。主要分三部分：第一，通过寻找最大增水点和改变台风路径确定最大增水位置的方法，确定在南海北部，最大增水发生在台风右侧约2倍最大风速半径处。第二，通过对比研究不同风场因素下的增水试验指出：移速过快使得增减水减少；流入角增大使得登陆点附近增水增加，减水减少，外围增水略有减少；强度统一使增水增加，幅度很小，但在登陆点附近增水升高很大；半径变大使得增减水都增大，尤其是在登陆点附近；在台风维持在登陆点不动试验中发现，登陆时刻最大增水不是由登陆时刻的台风引起的，外围风场引起增水具有一定周期性但不明显。第三，通过改变台风移速的方法，将台风时空特性分离，从而研究增水对台风滞后响应，发现“黑格比”台风引起增水滞后风场时间约为3h，并确定引起登陆时刻最大增水的台风位置位于距离陆地2倍最大风速半径处，其原因与最大增水点距离台风中心位置有关。最后，通过改变海水垂直温度变化，使得沿岸增水增加，但其幅度不明显。通过潮汐与增水耦合发现，当增水处于台风主震阶段时，以风暴增水为主，其余阶段呈现多样化。通过潮汐和增水的非线性叠加方法，显示潮汐在落潮时期比涨潮时期对增水增加效果明显。在台风处于主震阶段，非线性为负值；处于外围阶段，非线性是震荡多样。台风登陆时刻的非线性空间分布是台风中心附近，非线性作用为负值；在外围区域，非线性作用出现多种情况，而在河口区域由于地形影响，非线性作用为正值且作用力较大。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/17906
专题	海洋环流与波动重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	李健. 南海北部台风风暴潮模拟研究与机理探索[D]. 中国科学院研究生院,2013.

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