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应用WAVEWATCH-Ⅲ模式对南海的波浪场进行数值计算、统计分析和研究 被引量：59
1
作者 周良明 吴伦宇 +1 位作者 郭佩芳 王爱方 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1-8,共8页
以30a再分析风场数据为输入,采用WAVEWATCH-Ⅲ波浪模式,对南海海域1976—2005年的波浪场进行了数值计算。与大量的T/P高度计波浪资料和部分台风资料进行对比验证后发现,波浪计算结果较好。将计算结果进行统计和推算,得出南海海域波浪如... 以30a再分析风场数据为输入,采用WAVEWATCH-Ⅲ波浪模式,对南海海域1976—2005年的波浪场进行了数值计算。与大量的T/P高度计波浪资料和部分台风资料进行对比验证后发现,波浪计算结果较好。将计算结果进行统计和推算,得出南海海域波浪如下的主要特征:1)南海海域的常浪向基本为NE,出现频率占各向总数的40%;北部海域的强浪向主要为E,中部和南部海域的强浪向主要为NE;2)夏季的波高为全年最小,冬季受东北季风的影响,波高达到全年最大;3)100a一遇极值波高分布:海南岛东南附近海域最大,有效波高最大超过18m,中部海域的有效波高平均为14m左右,南部海域的有效波高平均约为9m。 展开更多
关键词 南海 再分析风场 waveWATCH—Ⅲ 热带气旋 波浪
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台风杜苏芮(2305)引起的台湾海峡风浪流变化
2
作者 张蕾 徐晶 +4 位作者 刘欣 张德强 高震 方贺 冀雅琴 《应用气象学报》 北大核心 2025年第6期665-680,共16页
利用海洋-大气-波浪全耦合模式模拟结果,分析台风杜苏芮(2305)对台湾海峡风场、波浪和海流影响。结果表明:当台风距离台湾海峡约为1000 km时,福建沿海及台湾岛北端海域出现东北大风,风速超过15 m·s^(-1);台湾海峡内海流方向转为西... 利用海洋-大气-波浪全耦合模式模拟结果,分析台风杜苏芮(2305)对台湾海峡风场、波浪和海流影响。结果表明:当台风距离台湾海峡约为1000 km时,福建沿海及台湾岛北端海域出现东北大风,风速超过15 m·s^(-1);台湾海峡内海流方向转为西南向,流速达到1.2 m·s^(-1);海峡南北端的有效波高由1 m增至5 m,涌浪占比显著(涌高为3 m,风-浪夹角为60°和90°~135°)。台风进入台湾海峡时,因狭管效应其核心缩紧;台风右象限南风受台湾岛中央山脉阻挡,在台湾海峡内形成南北分异的高风速区;强风作用下海流速度增至2.5 m·s^(-1),波浪受地形限制有效波高增至10 m,显著低于开阔海域同风速区域的有效波高。台风登陆后,台湾海峡内受西南风主导,海流恢复为东北向,受压力梯度和潮流叠加影响台湾岛北端流速加强(2 m·s^(-1))。研究揭示台风影响过程中台湾海峡风场、波浪和海流的响应,可为防灾减灾及海洋工程安全提供参考。 展开更多
关键词 台湾海峡 台风 海流 波浪
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台风路径及强度对马袅湾海域网箱养殖区的影响分析
3
作者 崔嘉明 刘长根 +4 位作者 张美玲 王选志 田雨 徐晓甫 孙健 《南方水产科学》 北大核心 2025年第3期72-82,共11页
台风过境产生的巨浪和强流对网箱养殖区具有严重影响。为评估台风路径和强度对海南马袅湾内大型网箱养殖区的影响程度,基于Holland风场模型和Delft3D软件构建了波流耦合模型,并利用观测数据对模型进行了验证。依据历史台风路径及登陆位... 台风过境产生的巨浪和强流对网箱养殖区具有严重影响。为评估台风路径和强度对海南马袅湾内大型网箱养殖区的影响程度,基于Holland风场模型和Delft3D软件构建了波流耦合模型,并利用观测数据对模型进行了验证。依据历史台风路径及登陆位置,将台风路径分为4种类型,分别选取“威马逊”、“圆规”、“黄蜂”和“泰德”作为代表性台风,通过平移和改变台风强度重构了72场台风过程,模拟了台风期间波流场的变化,统计分析了不同路径和强度的台风过境过程中马袅湾养殖区有效波高及流速的最大值,将其作为评估网箱养殖区受影响强弱的因素,探讨了台风路径和强度对网箱养殖区的影响,并提出了不同强度台风过境时的预警路径范围。结果表明,第Ⅰ类台风路径的影响范围最广、程度最大,其中“超强台风”等级时,R4路径下有效波高最大值超过5.5 m,流速最大值超过1.5 m·s^(−1),养殖区受严重影响;第Ⅱ、第Ⅲ类台风多数仅造成中等以下影响;第Ⅳ类台风路径在所有强度下对网箱养殖区基本无影响。 展开更多
关键词 台风浪 养殖网箱 预警评估 Delft3D 波流耦合模型
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基于Holland参数化风场模型的浙江沿海台风浪数值模拟
4
作者 陈沛贤 赵红军 +2 位作者 王俊达 张万威 杨洁 《海洋科学》 北大核心 2025年第3期1-14,共14页
参数化风场模型在台风浪的模拟后报中有着广泛应用,其中关键风场参数的参数化方案直接影响着台风浪场模拟的准确性。为确定适合浙江海域台风浪模拟的Holland风场关键参数(包括风速剖面参数B和最大风速半径参数Rmax)组合的最佳方案,本文... 参数化风场模型在台风浪的模拟后报中有着广泛应用,其中关键风场参数的参数化方案直接影响着台风浪场模拟的准确性。为确定适合浙江海域台风浪模拟的Holland风场关键参数(包括风速剖面参数B和最大风速半径参数Rmax)组合的最佳方案,本文采用第三代海浪数值模型SWAN(Simulating WAve Nearshore),对自2011年以来影响浙江沿海的10次典型台风浪事件进行了数值模拟。利用4场台风期间气象站和波浪浮标的实测资料,分别从风速和有效波高角度对B和Rmax的不同组合方案进行了率定分析,确定并推荐了一组最佳参数组合;进一步依据Jason卫星在10场台风影响下的有效波高观测资料,验证了推荐方案对波浪场空间分布的模拟效果。结果显示:相较于参数B,参数Rmax的不同表达式对台风风速和有效波高模拟的影响更为显著;Willoughby的Rmax表达式与Powell的B表达式结合使用时,能实现最符合实际的风速和有效波高随时间变化的模拟,并可较好地再现台风浪场的空间分布特征,模拟结果较实测值的相关系数可达0.90。 展开更多
关键词 浙江沿海 台风浪 Holland参数化模型 风速剖面参数 最大风速半径参数
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南海北部湾台风浪特征分析——以2304号台风“泰利”为例
5
作者 王煜林 张渊博 +1 位作者 陈锦康 谢玲玲 《海洋科学进展》 北大核心 2025年第2期308-321,共14页
基于海浪浮标观测数据与ADCIRC-SWAN波流耦合模型,分析了2023年2304号台风“泰利”过境期间南海北部湾区域海浪特征,以及不同要素对有效波高的影响。研究结果显示:“泰利”过境期间测站有效波高峰值为2.73 m,波周期为6~9 s,海浪以东向... 基于海浪浮标观测数据与ADCIRC-SWAN波流耦合模型,分析了2023年2304号台风“泰利”过境期间南海北部湾区域海浪特征,以及不同要素对有效波高的影响。研究结果显示:“泰利”过境期间测站有效波高峰值为2.73 m,波周期为6~9 s,海浪以东向传播为主;北部湾内有效波高最大可达3.7 m,高值主要分布于北部湾东侧靠近雷州半岛与琼州海峡海域。过境前,北部湾东侧涌浪为主,而过境后则主要受风浪控制。近岸有效波高在水深15 m以上区域主要受白冠效应、底摩擦、涌浪与四波相互作用影响,随着水深降低至5 m,波浪破碎与三波相互作用快速增强,致使有效波高快速降低。耦合实验显示,底摩擦主要影响北部湾水深20 m以内的浅水区域,水位耦合对有效波高的影响主要集中于北部湾北部与东部近岸区域,而流速耦合的影响主要集中于琼州海峡与远离近岸的北部湾内水域,潮流的周期变化对海峡内有效波高的调制作用更强,能在12 h内使琼州海峡内有效波高最大减弱近0.6 m。 展开更多
关键词 台风 海浪 浮标观测 数值模拟 南海 北部湾 波流耦合模型
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南海西北部连续台风激发的近惯性内波观测研究
6
作者 刘杰 闫桐 经志友 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第1期66-81,共16页
文章基于2020年10—11月南海西沙潜标观测资料,详细研究了三个连续台风激发近惯性内波(near-inertialwaves,NIWs)的特征,分析了不同台风引起NIWs的特征参数、衰减时间尺度、垂向结构,以及背景涡度和流场对NIWs频率的调制作用。观测期间... 文章基于2020年10—11月南海西沙潜标观测资料,详细研究了三个连续台风激发近惯性内波(near-inertialwaves,NIWs)的特征,分析了不同台风引起NIWs的特征参数、衰减时间尺度、垂向结构,以及背景涡度和流场对NIWs频率的调制作用。观测期间,台风Saudel、Molave和Vamco激发NIWs垂向波长分别为109m、133m和117m,垂向群速度分别为29m·d^(-1)、26m·d^(-1)和18m·d^(-1),衰减时间尺度分别为3d、7d和15d。分析表明,层结效应对垂向群速度变化影响显著,同时Vamco事件中的长时间衰减尺度应为远场传来的EOF(empiricalorthogonalfunction)第2模态NIWs所致。动力模态分解(dynamical mode decomposition, DMD)和EOF分析整体结果一致,第1模态贡献均显著占优,且海洋上层NIWs垂向分布结构相近。在100m以浅、100~150m和150~350m层内,近惯性动能(near-inertial kinetic energy, NIKE)分别主要分布于DMD的第1、第3和第2模态中。观测的NIWs频率均表现出蓝移特征,台风Saudel与Molave事件中的蓝移是背景流场的多普勒频移效应和背景涡度的共同作用,Vamco期间气旋式涡旋带来的显著正背景涡度则是蓝移的主要原因。研究结果对深入理解强风致NIWs的结构、传播、衰减与能量分布等特征及其产生机理有裨益,并且为NIWs在数值模式中的模拟和合理刻画提供了参考。 展开更多
关键词 连续台风 近惯性内波 模态分解 南海
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吕宋海峡海域黑潮对近惯性内波传播的调制作用研究
7
作者 廖晓娴 许行 +1 位作者 黄晓冬 桑康凯 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期13-24,共12页
本文基于2010年8月—2011年4月吕宋海峡黑潮两侧潜标观测的流速数据,研究了台风引起的近惯性内波在黑潮调制下的传播特征。观测结果表明,台风“鲇鱼”经过吕宋海峡附近后,上层海洋有强烈的近惯性内波生成,最大近惯性流速达到0.4 m·... 本文基于2010年8月—2011年4月吕宋海峡黑潮两侧潜标观测的流速数据,研究了台风引起的近惯性内波在黑潮调制下的传播特征。观测结果表明,台风“鲇鱼”经过吕宋海峡附近后,上层海洋有强烈的近惯性内波生成,最大近惯性流速达到0.4 m·s^(-1),黑潮东侧(太平洋)的最大近惯性动能比西侧(南海)的强2~3倍。这种空间差异与风能输入不一致,黑潮东侧的风功要弱于西侧。流速和剪切的功率谱分析结果显示,台风“鲇鱼”期间黑潮东侧明显的上层近惯性谱峰的频率在黑潮东侧明显低于黑潮西侧。黑潮形态变化引起的相应流场和涡度场变化能够对近惯性内波传播进行调制。射线追踪实验结果表明,黑潮的平流作用可以使近惯性内波远离源地,其流轴西侧正涡度阻碍近惯性内波传播,而其东侧负涡度可以使近惯性内波聚集。该结果所揭示的近惯性内波的传播过程和分布特征可为理解全球海洋近惯性内波的再分配问题提供思路。 展开更多
关键词 吕宋海峡 近惯性内波 台风 黑潮 射线追踪
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典型台风路径北部湾海浪特征及增水研究
8
作者 颜行 胡江 +3 位作者 高成岩 许媛媛 张渝 黄睿 《海洋预报》 北大核心 2025年第5期22-32,共11页
旨在研究北部湾海域3种典型台风路径下的海浪特征及增水情况,明确典型路径台风对钦州湾的影响。采用MIKE21系列水动力和波浪模型,结合Jelesniansk台风风场模型及欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)的背景风场,对3种典型路径台风侵入北部湾... 旨在研究北部湾海域3种典型台风路径下的海浪特征及增水情况,明确典型路径台风对钦州湾的影响。采用MIKE21系列水动力和波浪模型,结合Jelesniansk台风风场模型及欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)的背景风场,对3种典型路径台风侵入北部湾海域引发的台风浪及其增水进行数值模拟。结果表明:北部湾海域台风波浪要素的分布特点为台风浪主要集中在台风路径的右前象限,台风浪场右半圆大于左半圆,台风主波方向呈辐射状向前传播,台风正后方的主波方向不一致。海南岛对台风浪的发展有显著影响:经过海南岛的台风强度会下降,海南岛能够阻拦涌浪入侵北部湾。西北移及转向路径台风在钦州湾入海口分别掀起2.16 m、1.61 m的风暴增水,对湾内通航条件威胁较大;台风路径越靠近钦州湾,对湾内通航条件的影响越显著。 展开更多
关键词 北部湾 台风路径 海浪特征 风暴增水
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珠江口台风浪对风暴潮影响的三维模拟研究——以台风“天鸽”为例
9
作者 郑鹏 王彩霞 +2 位作者 董春明 侯敏 彭士涛 《海洋通报》 北大核心 2025年第3期374-383,422,共11页
本研究聚焦台风浪对河口风暴潮的动力影响机制,以2017年超强台风“天鸽”在珠江口引发的严重风暴潮过程为研究对象,基于前期开发的三维无结构网格浪流耦合数值模式(FVCOM-UnSWAN),通过高分辨率数值模拟准确再现了台风过境期间珠江口的... 本研究聚焦台风浪对河口风暴潮的动力影响机制,以2017年超强台风“天鸽”在珠江口引发的严重风暴潮过程为研究对象,基于前期开发的三维无结构网格浪流耦合数值模式(FVCOM-UnSWAN),通过高分辨率数值模拟准确再现了台风过境期间珠江口的风暴潮水位及海浪特征。通过开展数值敏感性实验,深入分析了台风浪对风暴潮的作用机制,并重点讨论了海浪破碎非保守力、海浪增强的底应力以及海浪破碎产生的额外湍流混合效应等多种海浪作用力对珠江口风暴潮水位以及环流结构的影响。研究结果表明:在多种海浪作用力中,海浪破碎引起的非保守作用力是珠江口近海存在台风浪增水现象的主要原因,而海浪增强的底应力则通过削弱水位增长幅值形成抵消效应,台风过境期间的海浪增水是二者正负效应平衡的结果;同时,海浪作用力可显著改变垂向环流结构与湍流混合过程而影响珠江口的三维流场特征,证实了开展三维数值模拟对解析台风风暴潮动力机制影响研究的必要性。 展开更多
关键词 珠江口 台风“天鸽” 海浪作用力 三维模拟
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极端大风天气事件对风力发电的影响
10
作者 张元赫 杨明 +2 位作者 王勃 李梦林 于一潇 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第5期95-103,共9页
受全球气候变暖影响,大风极端天气的频率和强度逐年增加,由此导致风机停机、切出、发电功率突变等事故不断增多,给风电功率预测和电网安全稳定运行带来了巨大挑战。现阶段对大风天气的研究分析大多停留在单风机层面,多从物理层面分析风... 受全球气候变暖影响,大风极端天气的频率和强度逐年增加,由此导致风机停机、切出、发电功率突变等事故不断增多,给风电功率预测和电网安全稳定运行带来了巨大挑战。现阶段对大风天气的研究分析大多停留在单风机层面,多从物理层面分析风电出力异常变化原因。但是随着风电大规模接入电网,大风天气对电网运行的影响愈发显著,研究大风天气事件对风电场站出力的影响尤为重要。聚焦台风和寒潮大风天气事件,基于风速-功率曲线对大风产生机理和整体影响进行分析。基于高斯检索和灰色关联加权方法得到台风和寒潮大风天气下影响发电的关键气象影响因子。进一步扩展研究时空尺度,基于典型台风和寒潮大风实例,对风电场站功率-距离模型以及大风事件对风电场站的影响的实际情况进行分析。结果表明,现有预测模型未能识别大风导致的切机事件,结合切机情况做出针对性改进措施,导致极端天气预测误差较大。针对风电场站乃至省域范围内功率预测结果出现极端偏差的问题,提出了下一步探究方向和建议。 展开更多
关键词 台风 寒潮大风 风电场站 关键气象影响因子 出力特性
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MW级波浪能装置浅水系泊系统模型试验研究
11
作者 盛其虎 张紫昊 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期189-196,共8页
本文针对MW级波浪能装置浅水系泊系统设计问题,在拖曳水池采用局部假底模拟浅水环境,对比研究纯悬链系泊和弹性系泊系统的力学性能。模型实验结果表明:纯悬链系泊方式在极端海洋环境条件下,系泊张力存在瞬时的尖峰,峰值载荷随平均风浪... 本文针对MW级波浪能装置浅水系泊系统设计问题,在拖曳水池采用局部假底模拟浅水环境,对比研究纯悬链系泊和弹性系泊系统的力学性能。模型实验结果表明:纯悬链系泊方式在极端海洋环境条件下,系泊张力存在瞬时的尖峰,峰值载荷随平均风浪流载荷的增加而增大;弹性系泊模式很好地避免了峰值载荷,极限系泊载荷相比纯悬链方式降低了88%。研究结果表明:在浅水条件下,采用弹性系泊可以有效避免平台运动响应对系泊线的冲击载荷,有助于提高波浪能装置在极端海洋环境条件下的生存能力和降低系泊系统成本。 展开更多
关键词 可再生能源 波浪能发电 系泊系统 模型试验 鹰式波浪能平台 系泊张力 弹性索 台风
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“灿鸿”台风风暴潮过程波流耦合效应数值研究
12
作者 楚栋栋 李梦雨 +4 位作者 朱勇辉 元媛 何子灿 车助镁 张继才 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第1期106-114,共9页
基于FVCOM水动力模式和FVCOM-SWAVE海浪模式,构建了1509号台风“灿鸿”过境期间的波流耦合风暴潮模式;在对风暴潮增水和有效波高验证良好的基础上,开展了波流相互作用对增水的影响及风暴潮增水动力要素量化分析。研究发现:在近岸浅水海... 基于FVCOM水动力模式和FVCOM-SWAVE海浪模式,构建了1509号台风“灿鸿”过境期间的波流耦合风暴潮模式;在对风暴潮增水和有效波高验证良好的基础上,开展了波流相互作用对增水的影响及风暴潮增水动力要素量化分析。研究发现:在近岸浅水海域,波流耦合作用对水位影响显著,在风暴潮增水极值时刻,其对水位的贡献率达14%左右,并且高潮位时刻波流耦合作用倾向于引起减水,低潮位时刻波流相互作用倾向于引起增水;考虑波流耦合后,有效波高模拟结果与实测数据更加吻合;风场对风暴潮增水起主导作用,影响范围集中在浙江近岸海域和杭州湾海域,最大风暴潮增水可达2 m;在开阔海域,气压对台风中心范围风暴潮增水作用显著,而在近岸海域特别是杭州湾湾顶,天文潮-风暴潮非线性相互作用和波流相互作用对风暴潮增水的作用增强,最大增水分别可达1.2 m和0.5 m。相关研究结果可为海岸防灾减灾提供参考。 展开更多
关键词 风暴潮 波流相互作用 耦合模式 台风
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极端浪对Stokes漂流的影响
13
作者 王玉翠 王智祖 +3 位作者 王可可 杨雨轩 郑清丹 左军成 《海洋科学进展》 北大核心 2025年第4期750-762,共13页
本文利用WRF模型提供的10 m高度的风场数据,驱动第三代海浪模型SWAN进行波浪模拟,成功模拟了台风“安攀”影响下的海浪场景。将风场与海浪场模拟结果分别与HY-2B卫星散射计数据以及Jason-3卫星高度计的观测结果进行对比验证显示,WRF模... 本文利用WRF模型提供的10 m高度的风场数据,驱动第三代海浪模型SWAN进行波浪模拟,成功模拟了台风“安攀”影响下的海浪场景。将风场与海浪场模拟结果分别与HY-2B卫星散射计数据以及Jason-3卫星高度计的观测结果进行对比验证显示,WRF模式能较好地模拟“安攀”台风的发展、演变以及登陆过程,为SWAN模型模拟孟加拉湾台风浪提供精细化的风场驱动。运用此结果深入研究了2020年孟加拉湾“安攀”台风期间由波浪引发的Stokes漂流及其影响的特征。结果显示,该台风在研究区域产生了强烈的气旋和巨大的台风浪,最大风速达到65 m/s,最低气压为940 hPa,最大有效波高达到16 m。由台风浪引起的Stokes漂流超过0.9 m/s,Stokes影响深度超过20 m,Stokes输运强度达到7 m2/s。此外,台风期间10 m风速、波浪有效波高、Stokes漂流速度、Stokes影响深度和Stokes输运的空间分布均与台风移动路径高度相关,沿台风移动路径的分布显示出明显的经向不对称性,台风路径右侧的强度大于左侧。 展开更多
关键词 台风 海浪 Stokes漂流 WRF SWAN模型
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江苏北部海域实测大浪特征分析
14
作者 杨忠良 王如生 +3 位作者 叶钦 施伟勇 杨万康 张峰 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期30-35,共6页
利用多年实测波浪资料,选取4个台风和6个寒潮大浪过程,采用统计分析的方法得到极端天气条件下的特征波要素、波浪谱及其变化特性,研究江苏北部海域台风和寒潮影响下的大浪特征。研究结果表明:台风浪的过程最大值和寒潮大浪量值相当,有... 利用多年实测波浪资料,选取4个台风和6个寒潮大浪过程,采用统计分析的方法得到极端天气条件下的特征波要素、波浪谱及其变化特性,研究江苏北部海域台风和寒潮影响下的大浪特征。研究结果表明:台风浪的过程最大值和寒潮大浪量值相当,有效波高分别为4.59和4.73 m;登陆型台风产生的台风浪远大于非登陆型台风;大浪过程中较大的波高对应较大的周期,波浪谱以单峰谱为主,均存在风浪和涌浪。 展开更多
关键词 波浪谱 风浪 涌浪 台风浪 寒潮大浪 江苏北部海域
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多岛海域台风浪传播特性研究
15
作者 董伟良 黄世昌 +2 位作者 黄君宝 邵杰 姚文伟 《太阳能学报》 北大核心 2025年第11期1-10,共10页
为提升多岛海域波浪要素预测准确性,基于1987—2022年期间长江口和浙江省近岸海域57场台风期多点同期实测波浪数据,采用资料整理分析法研究波浪在不同海域波高衰减系数,利用所提出的岛礁遮蔽系数量化岛礁位置、大小等因素对混合浪平均... 为提升多岛海域波浪要素预测准确性,基于1987—2022年期间长江口和浙江省近岸海域57场台风期多点同期实测波浪数据,采用资料整理分析法研究波浪在不同海域波高衰减系数,利用所提出的岛礁遮蔽系数量化岛礁位置、大小等因素对混合浪平均周期影响程度,结合实测混合浪波高-周期关系提出混合浪可能出现最大、小周期取值方法,最后通过理论公式推算出研究海域波浪底摩阻系数。结果表明:波浪向近岸传播过程中波高逐渐减小,受岛礁遮蔽波浪在多岛海域传播时波能衰减比开敞无岛海域快;多岛海域中在岛礁遮蔽作用下混合浪周期会逐渐减小,周期减小程度随岛礁遮蔽程度的增大而增大;在确定波高前提下,外海海洋站强浪向重现期波高-周期关系可作为混合浪可能最大周期,风浪波高-周期关系可作为混合浪可能最小周期;根据推算,长江口和浙东淤泥质近岸海域波浪底摩阻系数C_(b)为0.050 m^(2)/s^(3),底摩阻系数f为0.009。 展开更多
关键词 波浪能 浮标 摩阻 波浪周期 岛礁遮蔽 台风浪 衰减
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广东阳江海域实测台风浪特征分析
16
作者 郇彩云 姜贞强 许坤荻 《海洋科学》 北大核心 2025年第2期1-14,共14页
利用阳江海域7次实测台风浪资料,统计台风浪的波参数特征值,分析台风浪过程特征,以及波浪谱特征。结果显示:(1)研究海域的台风浪受台风等级和台风路径的影响显著,台风等级越强、距离越近,台风浪过程越显著剧烈,台风浪波高和谱密度越大。... 利用阳江海域7次实测台风浪资料,统计台风浪的波参数特征值,分析台风浪过程特征,以及波浪谱特征。结果显示:(1)研究海域的台风浪受台风等级和台风路径的影响显著,台风等级越强、距离越近,台风浪过程越显著剧烈,台风浪波高和谱密度越大。(2)台风浪影响持续时间约为3 d,期间最大波高、谱峰周期、谱峰密度呈现基本一致的先增大后减小,最大波高相对于谱峰周期滞后约2~10 h。(3)各台风浪期间的波浪谱型主要以双峰谱为主,伴有少量单峰谱。(4)7次台风浪中影响最为显著的是台风“马鞍”,期间最大波高为10.87 m,谱峰密度53.79 m2/Hz。当台风“马鞍”距离较近、增强为台风级,最大波高和台风中心距离呈现良好的指数关系,最大波高随着台风中心距离的逐渐缩短而明显增大,距离越短、波高越大。相关成果可为阳江海域海上风电工程的设计和防灾减灾提供参考。 展开更多
关键词 台风浪 波参数 波浪谱 风浪 涌浪
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台风作用下金塘海底隧道海域海洋泥沙特性研究
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作者 张晓月 高洋洋 《海洋与湖沼》 北大核心 2025年第3期585-599,共15页
台风作为强烈的海气相互作用现象,常引发沿岸风暴潮增水、极端台风浪并加剧海床冲淤演变,对沿海工程建设造成严重威胁。利用ERA5再分析风场和Holland模型风场叠加宫崎正卫移行风场重构台风风场模型,并基于海洋数值模式FVCOM,建立了潮流... 台风作为强烈的海气相互作用现象,常引发沿岸风暴潮增水、极端台风浪并加剧海床冲淤演变,对沿海工程建设造成严重威胁。利用ERA5再分析风场和Holland模型风场叠加宫崎正卫移行风场重构台风风场模型,并基于海洋数值模式FVCOM,建立了潮流-波浪-泥沙三维耦合数值模型。以台风“烟花”为例,研究金塘海底隧道工程附近海洋对台风的响应。结果表明,台风中心北部沿岸的增水值较大,台风中心以南离岸较远地区出现减水现象。台风半径影响范围内有效波高显著增加,舟山群岛对台风浪具有一定的阻隔效应。台风增强了近岸地区波流耦合底部切应力,海底泥沙再悬浮作用增强,悬沙浓度急剧增大,同时强风作用增强了近岸海流作用,改变泥沙输运格局。台风“烟花”期间,舟山群岛附近的泥沙主要沿群岛东西两侧向南输送,金塘水道处输沙量最大。以提前登陆型台风“利奇马”、登陆舟山型台风“烟花”以及转向型台风“灿都”为例,分析不同路径台风对工程海域的影响,结果显示,登陆舟山型台风对工程海域的台风浪和风暴潮的影响最为显著。不同路径台风作用下工程海域的冲淤分布特征相似,但登陆舟山型台风和转向型台风引起的淤积高度较大,而提前登陆型台风则引起较强的冲刷作用。研究成果揭示了极端事件对金塘海底隧道海域水动力和泥沙输运的影响机制,对金塘海底隧道工程的建设、运营和维护提供了重要参考。 展开更多
关键词 金塘海底隧道 舟山群岛 台风浪 风暴潮 泥沙输运 海床冲淤
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浙江苍南海域台风和寒潮所致极端波浪特征分析
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作者 郇彩云 姜贞强 +1 位作者 许坤荻 王加鑫 《海洋学研究》 北大核心 2025年第2期19-29,共11页
基于浙江苍南海域为期一年的波浪观测数据(包含6次台风和2次寒潮事件),本研究系统分析了极端波浪(台风浪和寒潮大浪)的参数分布特征,并重点研究了典型台风“利奇马”和“米娜”的波浪演变规律。研究结果表明:台风浪受台风路径和强度的... 基于浙江苍南海域为期一年的波浪观测数据(包含6次台风和2次寒潮事件),本研究系统分析了极端波浪(台风浪和寒潮大浪)的参数分布特征,并重点研究了典型台风“利奇马”和“米娜”的波浪演变规律。研究结果表明:台风浪受台风路径和强度的影响显著,当台风强度等级越高且移动路径越接近研究海域时,台风浪过程越剧烈,表现为有效波高和谱峰密度显著增大。夏、秋季研究海域均会受强台风的影响而引发极端台风浪。寒潮大浪在冬、春季均会出现,其强度直接受寒潮强度的影响,总体上寒潮大浪不如台风浪强度大。台风浪的影响持续时间为2~3 d,寒潮大浪的影响持续时间约为1 d。在台风∕寒潮期间,最大波高和谱峰密度均存在基本同步的先增大后减小的发展变化过程。台风“利奇马”影响期间,研究海域最大波高为10.80 m,最大谱峰密度为55.10 m^(2)∕Hz,波浪频谱发展变化过程为双峰谱—单峰谱—双峰谱,波浪类型发展变化过程为涌浪为主的混合浪—风浪—风浪为主的混合浪。台风“米娜”影响期间,研究海域最大波高为8.89 m,最大谱峰密度为36.37 m^(2)∕Hz,波浪频谱主要以单峰谱为主,偶有双峰谱,波浪类型主要为涌浪,偶有涌浪为主的混合浪。 展开更多
关键词 台风浪 寒潮 谱峰密度 风浪 涌浪 波浪谱 波浪参数 单峰谱 双峰谱
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基于二维波射线理论的台风浪场模型及应用
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作者 吕尚霖 孙建 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期13-22,共10页
台风浪场的快速模拟是海浪灾害预警的核心工作,本文基于二维波射线理论构建了一种快速的台风浪场预报模型。该模型采用Holland风场模型驱动,在极坐标网格下,使用四阶Runge-Kutta法求解微分方程,得到海浪能量、主波方向和谱峰频率的时空... 台风浪场的快速模拟是海浪灾害预警的核心工作,本文基于二维波射线理论构建了一种快速的台风浪场预报模型。该模型采用Holland风场模型驱动,在极坐标网格下,使用四阶Runge-Kutta法求解微分方程,得到海浪能量、主波方向和谱峰频率的时空分布。以台风“莲花”(2009)为例运行模型,分析了台风浪场的空间结构和演化过程。模拟结果显示了由群速度共振引起的浪场非对称性,体现了台风下风浪的发展和涌浪的传播,台风高风速区域生成的高能量、高群速的风浪向外传播,在台风低风速区形成涌浪,并作为主导波是该区域混合浪场的主要组分。使用Jason-1高度计数据对模型进行了验证,结果与高度计数据较为吻合,相关系数R=0.79。证明了该模型可以快速有效的对台风浪场进行模拟。 展开更多
关键词 台风浪 数值模拟 Holland风场 模型构建 四阶Runge-Kutta法 卫星高度计
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基于ESMF/NUOPC耦合框架的GRIST-WW3气-浪耦合模式及其数值模拟初探
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作者 郜婕 容新尧 +2 位作者 张祎 付振 林鹏飞 《气象学报》 北大核心 2025年第5期1301-1312,共12页
气-浪相互作用是海-气交互面重要的动力学过程。海表空气动力粗糙度是气-浪相互作用的关键变量。旨在构建气-浪耦合系统并初步探索海浪模式提供的海表空气动力粗糙度对天气、气候模拟的影响。研究依托ESMF/NUOPC地球系统耦合框架,基于全... 气-浪相互作用是海-气交互面重要的动力学过程。海表空气动力粗糙度是气-浪相互作用的关键变量。旨在构建气-浪耦合系统并初步探索海浪模式提供的海表空气动力粗糙度对天气、气候模拟的影响。研究依托ESMF/NUOPC地球系统耦合框架,基于全球-区域一体化预测系统(GRIST)和海浪模式(WW3),发展了GRIST-WW3气-浪耦合模式系统。耦合系统中由大气模式提供海表10 m风场驱动海浪模式运行,根据海浪模式反馈的波浪参数计算海表粗糙度并导入大气模式。模拟结果表明,GRIST-WW3气-浪耦合模式系统能够保证大气和海浪模式的准确数据交换和高效运行,可再现和观测较为一致的海表风场和有效波高的空间分布。在南半球西风带和台风附近等高风速区域,GRIST模式模拟的10 m风速和有效波高相对ERA5再分析数据偏高。引入气-浪双向耦合过程显著提高了海表粗糙度的平均值和离散度,可减小高风速区域的模拟误差。在台风“烟花”个例的模拟试验中,气-浪耦合对台风中心最低气压的影响较小,对台风路径和10 m最大风速的模拟有一定优化效果。海表粗糙度参数化方案显著影响气-浪耦合模式系统在高风速区域的模拟准确性,方案后续优化应基于模式偏差特征,以降低风速模拟的偏差为主要出发点。 展开更多
关键词 气-浪耦合模式系统 ESMF/NUOPC 耦合框架 GRIST 台风模拟
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