经略21世纪海上丝路之海洋环境特征极值风速和极值波高.pdf

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1、２０１５年第１１期海洋开发与管理５经略２１世纪海上丝路之海洋环境特征：极值风速和极值波高郑崇伟１，２，３，高占胜１，张雨１，王旭冬１，樊睿１，尹龙国１（１．海军大连舰艇学院大连１１６０１８；２．中国科学院大气物理研究所ＬＡＳＧ实验室北京１０００２９；３．解放军理工大学南京２１１１０１）摘要：极值风速和极值波高是海洋工程、海洋能开发、防灾减灾等极为关注要素。文章基于来自欧洲中期天气预报中心（ＥＣＭＷＦ）的ＥＲＡ－ｉｎｔｅｒｉｍ海浪再分析资料、ＥＲＡ阵风资料，计算了“２１世纪海上丝绸之路”涉及海域的年极值风速、极值波

2、高，并首次计算了不同季节的极值。结果表明：①南海的５０年一遇年极值风速大于孟加拉湾，孟加拉湾大于阿拉伯海；极值波高的分布特征与极值风速大体一致。②南海的极值风速在各个季节都大于孟加拉湾，孟加拉湾大于阿拉伯海；南海－北印度洋的极值风速在ＪＪＡ和ＳＯＮ期间明显大于ＭＡＭ期间，ＤＪＦ期间最小。③南海各个季节的极值波高都大于北印度洋，阿拉伯海的极值波高在ＭＡＭ和ＪＪＡ期间明显大于孟加拉湾；南海的极值波高在ＪＪＡ和ＳＯＮ期间明显大于ＭＡＭ和ＤＪＦ期间；北印度洋的极值波高在ＪＪＡ期间最大，ＭＡＭ次之，ＤＪＦ最小。关键词：２１世

3、纪海上丝绸之路；极值风速；极值波高；ＥＲＡ－ｉｎｔｅｒｉｍ海浪再分析；ＥＲＡ阵风中图分类号：Ｐ７３２文献标志码：Ａ文章编号：１００５－９８５７（２０１５）１１－０００５－０５海洋工程、海洋能开发、防灾减灾等都非常海域最小，平均为２０ｍ／ｓ。［１－３］关注极值风速、极值波高。早在１９９６年，阎前人对中国近海的极值计算做过较多工作，［４］俊岳等曾综合分析现有岛屿站观测、台风记但对北印度洋的研究很少。且以往多是分析年录、船舶报告、数值模式计算风速，计算了中国近极值特征，很少有计算不同季节的极值。而在实海的５０年一遇和１０

4、０年一遇极值风速，发现等值际的工程应用中，往往更为关注极值的季节性差线呈ＮＥ—ＳＷ走向，大值区分布于琉球群岛—台异，以便在不同季节采取合理的应对措施。如：湾岛—东沙群岛一带，５０年一遇极值风速在在不同的月份，是否需要对海洋工程的设备进行［５］５０ｍ／ｓ左右。张德天等曾利用１０年（１９９９年８加固以防范恶劣海况，在制订中长期计划时，这月至２００９年７月）的ＱｕｉｋＳＣＡＴ／ＮＣＥＰ混合风就需要以不同月份的极值作为参考，而不是一概场，计算了中国近海的５０年和１００年一遇极值风笼统以年极值为准。在极值偏低的月份，如果仍速

5、，发现极值风速的大值中心都主要集中在台湾然用最大的年极值为指导，往往会造成资源浪以东洋面、琉球群岛附近海域、海南岛以东和东费、增加海洋工程的成本；但是，如果对月极值考沙群岛附近海域，５０年一遇极值风速在４０ｍ／ｓ虑不足，边远海岛、深远海大多远离大陆，极有可［６］左右。周良民等利用３０年的再分析风场资能来不及临时调配设备，从而出现原本可以避免料，计算了南海的１００年一遇极值风速，最大的的险情却给人身、财产安全造成严重威胁。海域为海南岛东南海域，最大达到５０ｍ／ｓ；中部本文基于来自欧洲中期天气预报中心（Ｅｕ海域的风速

6、小于北部海域，在４０ｍ／ｓ左右；南部ｒｏｐｅａｎＣｅｎｔｒｅｆｏｒＭｅｄｉｕｍＲａｎｇｅＷｅａｔｈｅｒＦｏｒｅ基金项目：国家重点基础研究发展规划（９７３计划）（２０１５ＣＢ４５３２００，２０１３ＣＢ９５６２００，２０１２ＣＢ９５７８０３，２０１０ＣＢ９５０４００）；国家自然科学基金项目（４１２７５０８６，４１４７５０７０）．６海洋开发与管理２０１５年ｃａｓｔｓ，ＥＣＭＷＦ）的ＥＲＡ－ｉｎｔｅｒｉｍ海浪再分析资海南部的５０年一遇年极值风速在３０ｍ／ｓ以内。［１０］料、ＥＲＡ阵风资料，计算了２１世纪海上丝绸之路阎

7、俊岳等曾统计了中国近海船舶观测的最大涉及海域的年极值风速和极值波高，并首次计算波高和热带气旋中心的最大风速，本文计算的南［５］了不同季节的极值，期望可以为海上丝路建设提海极值风速、极值波高与之吻合，张德天等计供科学依据、辅助决策。算的极值风速普遍偏低５ｍ／ｓ。１数据及方法基于ＥＣＭＷＦ的ＥＲＡ－ｉｎｔｅｒｉｍ海浪再分析资料、ＥＲＡ阵风资料，利用Ｇｕｍｂｅｌ曲线法，首先计算了２１世纪海上丝绸之路涉及海域的年极值风速、年极值波高，进一步计算了不同季节的极值风速、极值波高，期望可以更好地为防灾减灾、降低海洋工程的成本提供

8、参考。ＥＲＡ－ｉｎｔｅｒｉｍ海浪再分析资料和ＥＲＡ阵风资料的时间分辨率都为６ｈ，空间分辨率为０．１２５°×０．１２５°，空间范围为：９０°Ｓ—９０°Ｎ，１８０°Ｗ—１８０°Ｅ，时间范围从１９７９年１月１日００：００时至今，更新较为及时。［７－８］该数据具有较高精度，在国外得到广泛应用。２极值风速和极值波高２１年极值风速和年极值波高由于大面积海域、长时间序列