渤海西岸風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)方法研究.pdf

1、渤海西岸是風(fēng)暴潮災(zāi)害多發(fā)區(qū)，建國(guó)以來(lái)共發(fā)生嚴(yán)重的風(fēng)暴潮災(zāi)害7次，僅二十世紀(jì)九十年代以來(lái)就發(fā)生5次，發(fā)生頻次明顯增加，強(qiáng)度和災(zāi)害損失也越來(lái)越大，直接威脅人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，成為影響沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要災(zāi)害。因此，加強(qiáng)風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)的研究，預(yù)防和減輕風(fēng)暴潮災(zāi)害，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文利用氣象科學(xué)和海洋水文科學(xué)相結(jié)合的方法，應(yīng)用1951～2004年《臺(tái)風(fēng)年鑒》和黃驊港等驗(yàn)潮站觀測(cè)的1985年至2004年20年的風(fēng)向、

2、風(fēng)速、逐時(shí)潮位等資料，對(duì)發(fā)生在渤海西岸的風(fēng)暴潮進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)冷空氣配合氣旋是造成渤海西岸風(fēng)暴潮的主要天氣系統(tǒng)，偏東大風(fēng)增水和天文潮疊加是造成風(fēng)暴潮的直接因素；風(fēng)暴潮和天文潮汐都有半日潮現(xiàn)象。通過(guò)計(jì)算每日最大潮位的平均值，得出每日平均最高潮位和最高潮位出現(xiàn)的時(shí)間。利用多年氣象資料和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，應(yīng)用完全預(yù)報(bào)方法研究影響渤海的臺(tái)風(fēng)和冷空氣大風(fēng)與增水的關(guān)系，建立渤海西岸風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)模型，通過(guò)臺(tái)風(fēng)或冷空氣配合氣旋影響時(shí)增水值的計(jì)

3、算，結(jié)合天文潮汐資料，做出最高潮位預(yù)報(bào)。根據(jù)渤海西岸自然地理、防潮海堤建設(shè)和沿海經(jīng)濟(jì)布局情況以及當(dāng)?shù)鼐涑蔽粊?lái)預(yù)測(cè)在不同潮位高度情況下的影響區(qū)域，提出防御措施。主要研究結(jié)果如下： (1)渤海西岸致災(zāi)風(fēng)暴潮一般每隔5～7年發(fā)生一次，最大間隔13年，最小間隔2年，且發(fā)生強(qiáng)度、頻率二十世紀(jì)九十年代以來(lái)明顯加大。渤海西岸致災(zāi)風(fēng)暴潮有臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)冷空氣配合氣旋兩種天氣系統(tǒng)。 (2)七次風(fēng)暴潮災(zāi)害都集中發(fā)生在農(nóng)歷上半月的初四、初五和下半

4、月的十五、十六、十七，這時(shí)正值渤海西岸天文大潮期，天文潮汐在產(chǎn)生風(fēng)暴潮中起到了非常大的作用。當(dāng)天氣系統(tǒng)影響與天文大潮疊加，潮位超過(guò)警戒潮位時(shí)，才發(fā)生風(fēng)暴潮災(zāi)害。 (3)有風(fēng)暴潮日和無(wú)風(fēng)暴潮曰的潮位日變化位相基本一致，都存在半日潮現(xiàn)象，即每天有兩個(gè)高潮位和兩個(gè)低潮位。前半日，有風(fēng)暴潮日潮位上升較快，比天文潮汐早3小時(shí)左右，且高潮位維持時(shí)間較長(zhǎng)，最高潮位較漲潮前高2-3米；而落潮相對(duì)緩慢，落潮后最低潮位較最高潮位低1-2米。后半曰，

5、有風(fēng)暴潮時(shí)和無(wú)風(fēng)暴潮時(shí)達(dá)到最高潮位時(shí)間相同，上升和下降幅度相當(dāng)。無(wú)風(fēng)暴潮時(shí)，最高潮位和最低潮位落差較大，一般為3米左右；有風(fēng)暴潮時(shí)，最高潮位和最低潮位落差較小，一般為2米左右；有風(fēng)暴潮日比無(wú)風(fēng)暴潮日最高潮位高1米左右。分析風(fēng)暴潮當(dāng)日逐時(shí)風(fēng)向資料發(fā)現(xiàn)，偏東風(fēng)分量較大且維持時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，產(chǎn)生的增水較大，而東風(fēng)分量較小且維持時(shí)間較短時(shí)，產(chǎn)生的增水較小。 (4)臺(tái)風(fēng)是造成渤海灣風(fēng)暴潮的主要天氣系統(tǒng)，臺(tái)風(fēng)移向、路徑、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間對(duì)風(fēng)暴潮的

6、產(chǎn)生及其潮位高低起關(guān)鍵性的作用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)入渤海的臺(tái)風(fēng)路徑有三條，一是臺(tái)風(fēng)進(jìn)入渤海后直接北上在東北平原登陸；二是臺(tái)風(fēng)進(jìn)入渤海后西進(jìn)在華北平原登陸；三是臺(tái)風(fēng)進(jìn)入渤海后向東北方向移動(dòng)在遼東半島登陸。 (5)渤海西岸呈準(zhǔn)南一北向，引起增水的主要風(fēng)向?yàn)槠珫|風(fēng)，而增水的量值主要與某一時(shí)段的平均風(fēng)速和大風(fēng)持續(xù)時(shí)間有關(guān)。貝加爾湖冷空氣從偏東路徑南下，與其南邊強(qiáng)暖濕氣流在38°N附近交匯對(duì)峙，形成東北高西南低的氣壓場(chǎng)形勢(shì)。由于冷暖氣團(tuán)勢(shì)力

7、相當(dāng)，致使冷鋒維持20小時(shí)以上，造成渤海海峽長(zhǎng)時(shí)間偏東大風(fēng)天氣，當(dāng)與天文大潮疊加時(shí)，引發(fā)渤海風(fēng)暴潮災(zāi)害。結(jié)合實(shí)況資料和各種預(yù)報(bào)產(chǎn)品，預(yù)報(bào)沿海平均風(fēng)速，然后計(jì)算海面平均風(fēng)速和平均東向風(fēng)速，根據(jù)平均東向風(fēng)速計(jì)算增水極值。 (6)通過(guò)對(duì)1965年以來(lái)發(fā)生在渤海西岸的風(fēng)暴潮回報(bào)，預(yù)報(bào)值與實(shí)測(cè)值基本相當(dāng)，最大誤差18cm，最小誤差2cm。表明此種方法對(duì)發(fā)生在渤海西岸的風(fēng)暴潮潮位有較好的預(yù)報(bào)能力。預(yù)報(bào)時(shí)所用的資料都是黃驊港潮位資料及常規(guī)氣象