黄、渤海中椭圆形台风风场模型.pdfVIP

。只二 黄、渤海中椭圆形台风风场模型 王秀芹钱成春王伟 (青岛海洋又学海洋环境学院) 摘要根据黄、渤海海区热带气菔的特征，本文提出椭圆形台风风场模型．与 圊形台风风场模型对比，椭姗形台风风场模型更接近实际风场，能更好地反块出整 个黄、渤海海区风暴潮过程．对进入黄、渤海海区的几个风暴潮过程进行了模拟， 与沿岸几个具有代表性的水位测站的实测数据的对比．结果表明，用椭圆形风场模 型模拟计算的风暴潮增水极值和增水过程都与实测值符台很好，明显优于圆形风场 关键诃椭圆形台风风场模型风暴潮黄渤海 i 前言 热带气旋是引起黄、渤海海区风暴潮灾害的主要天气系统之一。1960～1997年 豹38年问，进入黄、渤海海区的所有热带气旋过程，从路径统计有65次，其中青 岛增水值超过50cm的过程发生22次，增水值超过20cm以上的过程发生44次。 热带气旋多发生在7、8、9月份，正值天文大潮期，极易对沿海地区造成较严重的 灾害·因此，风暴潮的影响是沿海海洋工程中必须考虑的～个重要因素。能否准确 地模拟出风暴潮过程，是风暴潮数值预报及海洋工程中考虑多年一遇风暴潮影响及 计算可能最大风暴斓增、减水值的基础，特别是对风暴潮数值预报尤其重要。 80年代以来，随着计算机技术的发展．风暴潮数值模拟及预报也取得了较大 的进展。目前甯内外台风风暴潮数值计算中所采用的气压场都是模型气压场，风场 是圆形风场与台风移动引起的风场的叠加f‘琊】。在我屋风暴潮数值计算中使用较多 黄、渤海海区发生的44次热带气旋过程进行数值模拟，从沿海几个有代表性水文 测站的模拟结果与实测风暴潮过程对比可知，大多数台风过程的模拟只能得到个别 站点与实铡值相接近的结果，而同一台风过程中其它站点的模拟结果剐较差。这在 有关的黄、渤海台风暴潮的数值模拟文献[eHtlJ中也存在这种情况。 影响黄、渤海海区的热带气旋，其发源地多为题北太平洋，沿三种路径类型北 上进入黄、渤海海区。从热带气旋大风区域演变图可以看出，热带气旋在北上过程 中，多数情况下大风风圈会拉长，风嘲变形严重．此时用圆形风场模型显然报难反 映出实际风场的近似情况。因此，根据黄、渤海海区热带气旋风场的实际特征，本 文提出了椭圆风场模型，并与圆形风场模型进行了对比计算。计算结果表明，用椭 圆风场模型模拟的台风风暴潮过程．毵更好地反映整个计算域的风暴潮增、减水过 程，且准确度大大提高。 ． 196∞1997年38年间青岛港台风风暴潮增水值超过50cm姻过程发生’22次， 绝大部分过程风圈更近似为椭圆形。 2数值模式 采用二二维平均流模型，其中包括对流项、浅水项和窿摩擦项等诸非线性项。 一533— 莩+兰l(f十h)ul+兰Hf+^)P】=o d| 0z 0x 警+u等+r等一∥一s磬一古鲁+崭0V p口x pt‘+n) 等+u誓+r芳+∥一s蔷一吉鲁+涮 其中：f为风暴潮增水水位，h为静水水深，厂为柯氏参数。F为重力加速度， U和矿分别为工和Y方向的深度平均流，P。为海面气压，P=lg／cm3为海水密度。 r，。t r；^和f¨，fy，6分别为z和y方向的海面风应力、海底摩擦力· cD是一Ⅱ曳系数。 风应力：t=C．po矿I妒lt其中：矿为风速-p。是空气密度t 海底摩擦力：t=C，pPlP}，其中：矿为流速，0是海底摩擦系数。 韧始条件：f…UV 0 边界条件：(1)侧边界：在啕壁处边界条件为法向速度分量为零，吒=0。 (2)开边界：水位取静压效应，f：墨=墨，式中，咒为无穷远处 。 僧