《SWAN模式对陆架浅水区有效波高的模拟研究及改进》.pdf

第31卷 第4期 海 洋 预 报 Vo】．31．NO．4 2014年08月 M ARINE FORECASTS Aug．2014 DOI：10．11737j／．issn．1003—0239．2014．04．002 SWAN模式对陆架浅水区有效波高的模拟研究及改进 蒋廷松 ，任建莉，沈彩琴 (浙江工业大学机械工程学院能源与动力工程研究所，浙江杭州 310014) 摘 要：验证 了QSCAT／NCEP混合风场，并将其作为SWAN模式的驱动风场。以南黄海海域作 为 目标 区域，对SWAN模式在陆架浅水区有效波高的模拟能力进行了研究。研究表明，默认参数 下SWAN模式计算的有效波高较JASON一1卫星高度计数据偏小，最大偏差达0．6m。通过对 SWAN模式中各物理过程的分析，确定模式计算值偏小的原因是 白浪耗散过大。采用参数修正法 对 白浪耗散项进行改进，将SWAN模式计算有效波高的均方根误差降低到0．161TI以下，相关系数 提高到0．85以上。选择2002年中具有代表性的4个月对改进后SWAN模式进行验证，结果显示 SWAN模式在研究区域具有 良好的稳定性和适用性。 关键词：SWAN；陆架浅水区；白浪耗散；有效波高 中图分类号：731．22 文献标识码：A 文章编号：1003．0239(2014)04—0009—09 表 明SWAN模式能很好的模拟 中国海域的波浪场。 1 引言 2005年，徐艳清等在东中国海对WWATCH和SWAN SWAN模式是荷兰Delft科技大学 的Ris等在 进行了比较，发现SWAN的模拟结果更好 1。2009年， WAM模式的基础上发展起来的近岸浅水波浪模式”]。 闫涛等利用WAVEWATCH与SWAN嵌套模拟了墨 模式采用作用量谱平衡方程描述风浪的产生及演化 西哥湾飓风迪安的波浪场，结果表明嵌套模拟结果 过程，除全面考虑了能量输入 、耗散和非线性相互 好于单纯使用一种模式的模拟结果p。2010年，贾 作用等源项外 ，还引入了浅水公式 ，使得SWAN不 晓等对风输入项 的拖拽力系数进行 了改进 ，使 仅对各种水深的适应性较好，而且模拟结果更接近 SWAN模式可 以更好的模拟大风速下的波浪场 ]。 真实海浪 。 2011年，王毅对SWAN模型中的海浪耗散参数化 在SWAN模式建立之初，Ris等模拟了Haring— 方案进行了改进，有效提高了三天海浪预报的可靠 vliet、NordemeyerSeegat和FriescheZeegat水域 的 性_】。 波浪场 ，结果表明SWAN计算结果稳定可靠 。此 中国北方的海域都属于陆架浅水区，因此研究 后 ，Gorman等模拟了潮间带河 口浅水区的风浪过 SWAN模式在陆架浅水区的模拟能力具有重要的 程p，Padilla--Hemandez等模拟 了澳大利亚 Lake 意义。本文首先对QSCATN／CEP风场进行了验证， George的波浪场 】，Lin等模拟 了美国Chesapeake 然后以南黄海海域作为 目标区域 ，研究SWAN模式 Bay的波浪场 ，结果都表明在中等风速下SWAN模 在陆架浅水区中的模拟能力。对SWAN模式进行 式能够很好地模拟近岸波浪场。 改进 ，提高SWAN模式在陆架浅水区中的模拟精 在我 国 ，SWAN模式也得到了广泛 的研究 。 度 ，并用 JASON．1卫星高度计数据对 改进后 的 2004年，徐福敏等计算了海安湾的波浪要素盯]，结果 SWAN模型进行验证。 收稿 日期：2013—07—25 作者简介：蒋廷松