天津港風(fēng)暴潮數(shù)值模式的應(yīng)用研究.pdf

1、天津港沿岸的風(fēng)暴潮災(zāi)害頻繁發(fā)生,常常造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,迫切需要準(zhǔn)確的風(fēng)暴潮預(yù)報為當(dāng)?shù)氐姆莱睖p災(zāi)工作服務(wù)。本文應(yīng)用天津港風(fēng)暴潮潮位資料、國家常規(guī)地面氣象觀測資料和探空資料、天津自動站資料和美國國家環(huán)境預(yù)報中心NCEP再分析資料,以渤海風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報模式為基礎(chǔ),采用數(shù)值模擬的方法,開展天津港風(fēng)暴潮數(shù)值模式的應(yīng)用研究。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴對1950年-2010年天津港風(fēng)暴潮歷史資料進(jìn)行了統(tǒng)計,分析天津港風(fēng)暴潮的歷史

2、統(tǒng)計特征。分析結(jié)果表明天津港風(fēng)暴潮一年四季均有發(fā)生,其中6月-11月出現(xiàn)較集中,8月份是風(fēng)暴潮最集中的一個月,歷史上有37.8％的風(fēng)暴潮發(fā)生在8月份；歷史最高潮位出現(xiàn)在9月份,8月和11月次之；天津港風(fēng)暴潮發(fā)生頻率較高,高于470cm的潮位平均每年會出現(xiàn)2.43次,高于500cm的潮位平均每2.5年就會出現(xiàn)一次。
　　 ⑵分析了渤海特殊地形作用對天津港風(fēng)暴潮的影響。表明除了渤海上空持續(xù)的向岸大風(fēng)會造成天津港風(fēng)暴潮外,即使天津港無

3、風(fēng)或吹離岸風(fēng)時,由于渤海特殊地形的作用,如果有較強(qiáng)天氣系統(tǒng)(如氣旋)作用產(chǎn)生北黃海海域偏東大風(fēng),導(dǎo)致北黃海水體大量涌入渤海,天津港附件海面也會異常升高,甚至發(fā)生風(fēng)暴潮。
　　 ⑶使用渤海風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報模式對天津港10次風(fēng)暴潮個例進(jìn)行模擬試驗(yàn),針對不同天氣系統(tǒng)進(jìn)一步研究了渤海風(fēng)暴潮數(shù)值模式對天津港風(fēng)暴潮的模擬能力。結(jié)果表明模式對臺風(fēng)型風(fēng)暴潮的增水模擬結(jié)果還是誤差偏大；對強(qiáng)孤立氣旋型、冷鋒低壓型、冷鋒型風(fēng)暴潮的增水模擬結(jié)果比實(shí)際增水

4、偏小,且三者偏小幅度有所不同。
　　 ⑷由于在渤海風(fēng)暴潮的形成中,風(fēng)應(yīng)力起決定性作用,通過適當(dāng)調(diào)大風(fēng)應(yīng)力拖曳系數(shù),模式的模擬效果有所提高；試驗(yàn)表明風(fēng)應(yīng)力拖曳系數(shù)修正參數(shù)A調(diào)整到[0.096,0.16]這個區(qū)間時,模式對強(qiáng)孤立氣旋型、冷鋒低壓型和冷鋒型風(fēng)暴潮的模擬誤差有所減小,模擬結(jié)果更接近實(shí)況。
　　 ⑸用2011年一次天津港風(fēng)暴潮應(yīng)用個例檢驗(yàn)了風(fēng)應(yīng)力拖曳系數(shù)調(diào)整方案的實(shí)用性,結(jié)果表明風(fēng)應(yīng)力拖曳系數(shù)調(diào)整后,有效減小了模擬