渤海風暴潮數(shù)值預報研究.pdf

1、臺風、氣旋及海上大風等引發(fā)的風暴潮是我國海岸帶區(qū)域最嚴重的自然災害之一，提高風暴潮預報的準確性，具有迫切的現(xiàn)實意義。本文針對目前渤海風暴潮數(shù)值預報在模式、大氣強迫場和業(yè)務化應用等方面不能達到實用要求的問題，采用數(shù)值模擬試驗、基于動力-熱力訂正的大氣強迫場修正和集成整合等方法，依托中國氣象局2006年批準天津市氣象臺實施的《渤海海洋氣象預報服務系統(tǒng)》項目中-渤海風暴潮數(shù)值預報研究項目，開展了渤海風暴潮數(shù)值預報研究。主要成果與結論如下：

2、 1.應用多次模擬試驗，對HAMSOM模式和MM5模式改進前的模擬能力進行了評估。結果表明：直接應用上述模式模擬的增水曲線總體趨勢與實況基本一致，增水幅度比實況明顯偏小，原因在于數(shù)值預報的海洋上大氣強迫場與實際風場誤差較大，地面風在岸邊界與實際比較接近，在海上比實際偏小。因此，HAMSOM和MM5模式結合的方法可以應用于渤海風暴潮模擬，但要使模擬效果更接近實況，需要改進大氣強迫場；試驗還表明：HAMSOM模式對風場極為敏感，12～2

3、4小時已足夠模式響應；擴大海域范圍和調(diào)整模式的風應力拖曳系數(shù)均能改進模擬的增水效果。 2.采用基于動力-熱力訂正的大氣強迫場修正方法，訂正了大氣強迫場，提高了大氣強迫場的精確性。暨應用位于渤海中部A平臺的氣象觀測資料，統(tǒng)計了MM5數(shù)值預報風場的系統(tǒng)誤差；應用渤海風速推算模式，考慮海洋動力性質(zhì)和海陸風熱力差異，建立了數(shù)值預報風場訂正的回歸方程；為滿足模式的適用性要求，又進一步建立了適合模式的風場訂正應用處理方案，得到了更接近實際可

4、用的大氣強迫場的訂正方法。驗證結果表明：比數(shù)值預報結果有很大改進，說明該方法對大氣強迫場的修正是非常有效的。 3.構建的渤海風暴潮數(shù)值預報模式(BHSSM)，滿足了渤海風暴潮數(shù)值預報研究與業(yè)務應用的需要。以HAMSOM模式和MM5模式為基礎，集成HAMSOM模式和MM5模式主要計算方法，改進邊界條件，將HAMSON模式和MM5模式的輸入輸出場進行合理銜接，將大氣強迫場的訂正作用、資料同化應用于模式與修改的模式計算方法等綜合一起，

5、集成整合構建了BHSSM模式。該模式集成了HAMSOM模式和MM5模式優(yōu)點，綜合了大氣強迫作用和海洋熱力、動力作用，在給定大尺度的天氣背景要素場后，能直接給出渤海風暴潮預報結果，模擬效果更接近實況。 4.對BHSSM模式模擬檢驗表明：①訂正后的風場更接近實況，用訂正后風場模擬增水效應更接近實測值；②該模式能夠很好地模擬出與實況接近的強風暴增水，特別是在高潮位時非常接近，這對于實際風暴潮預報具有較高的參考價值；③該模式模擬離岸風作