西北行路径台风浪的特征分析.pdf

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1、第29卷第6期大连海洋大学学报Vol.29No.62014年12月JOURNALOFDALIANOCEANUNIVERSITYDec.2014DOI:10.3969/J.ISSN.2095-1388.2014.06.021文章编号:2095-1388(2014)06-0654-05西北行路径台风浪的特征分析夏璐一,栾曙光,张超(大连海洋大学海洋与土木工程学院,辽宁大连116023)摘要:为研究西北行路径的台风登陆前近岸台风浪的变化规律,依据MIKE21SW谱波浪模型建立了浙江省近岸台风浪模型,对西北行路

2、径台风浪进行数值模拟,计算结果与实测数据基本吻合。在此基础上统计分析了台风移动路径上及其左右两侧台风浪的变化规律。结果表明:台风移动路径上前眼壁处有效波高最大,后眼壁处次之;台风眼中心区域有效波高经历着无规律的衰减过程;台风移动路径两侧的有效波高与该点到台风移动路径的距离成反比,当与台风移动路径的距离最小时,有效波高达到最大值;而右侧的有效波高比左侧的有效波高大,其增幅可达29%~48%。本研究结果可为近岸台风浪预报和渔船选择回港避风路径提供参考依据。关键词:谱波浪模型;台风浪;有效波高;移动路径中图分

3、类号:P444摇摇摇摇文献标志码:A摇摇台风会引起巨浪狂潮,导致船只沉没、房屋倒的计算结果一致,本研究中,仅以强台风“海葵冶塌,常给沿海地区带来巨大灾害与损失。防台减灾为实例,对西北行路径的台风浪进行数值模拟。[1]一直受到众多专家学者的高度关注,董美莹等1摇浙江省海域台风风场模型的建立对“麦莎冶台风引起的浙江省大风分布特征和成[2]因进行了分析;高帆等利用中尺度数值模式1郾1摇风场模型参数MM5,模拟台风“麦莎冶的路径、强度及其内部结构,分析了“麦莎冶的动力和热力特征;赵凯台风风速的计算公式为[3]等

4、对强台风“珍珠冶引起的近岸台风浪进行数v=v+v。(1)rt[5]值模拟,得到了近岸台风浪场有效波高的变化规其中:v为旋转风速,由下式确定,即r律;栾曙光等[4]对超强台风“桑美冶进行数值模7v=v(R/R)exp[7(1-R/R)],(2)rmaxmm拟,分析了台风“桑美冶正面登陆沙埕港时港内R

5、出现,约占73%。为此,作者v为平移速度,计算公式为t基于MIKE21SW谱波浪模型,建立了浙江省海域v=-0郾5伊v(-cos准);(4)tf台风浪的计算模型,选择近十年西北行路径的6个R为最大风速半径(km),其计算采用Gra鄄m台风,即“海葵冶(201211号)、“卡努冶(200515ham和Nunn提出的经验公式[6],即号)、“云娜冶(200414号)、“麦莎冶(200509R=28郾52tan[0郾0873(准-28)]+m号)、“韦帕冶(200713号)和“桑美冶(200608摇摇12郾2

6、2exp[(P-1013郾2)/33郾86]+0号)对模型进行验证,在计算结果与波浪观测值摇摇0郾2v+37郾22;(5)F相吻合的基础上,分析了台风移动路径上及其两侧式中:v为最大风速(km/s);v为风场的移动速maxf台风浪的变化规律,旨在为近岸台风浪预报和渔船度(km/s);准为最大风速与台风圆外法线之间的选择回港避风路径提供参考依据。鉴于对6个台风夹角(毅);v为台风中心移动速度(km/s);渍为F摇收稿日期:2014-04-04摇基金项目:农业部财政项目(2013108)摇作者简介:夏璐一(

7、1988—),女,硕士研究生。E-mail:758547860@qq郾com摇通信作者:栾曙光(1954—),女,博士,教授。E-mail:shugluan@qq郾com第6期夏璐一,等:西北行路径台风浪的特征分析655地理纬度;P为台风中心气压(kPa)。02郾2摇边界条件与网格划分利用公式(5)求得风场半径约为43km。模型的边界条件分为陆地边界和开边界。陆地1郾2摇风场模型的建立边界采用波浪全吸收边界,且边界对向岸流全反本研究中,建立风场模型的模拟范围从福建省射,不考虑离岸流的作用。开边界采用自由

8、辐射边福清市起向北至上海市全水域。在台风风场模拟范界。本研究中,建立的浙江省台风浪模型有3个开围内划分矩形网格,网格密度为100m伊100m。由边界和1个陆地边界,边界条件设定如图1所示。于风场模型的准确性影响着台风浪数值模拟的精风浪模型采用非结构化三角形网格,网格单元数为度,因此,需要对台风风场模型进行验证。在计算17952个,结点数为30449个。计算区域从福建区域内,由大陈风速监测站(121郾9毅E,28郾45毅N)省福清市起向北至上