渤海風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)研究.pdf

1、臺(tái)風(fēng)、氣旋及海上大風(fēng)等引發(fā)的風(fēng)暴潮是我國海岸帶區(qū)域最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，提高風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)目前渤海風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)在模式、大氣強(qiáng)迫場(chǎng)和業(yè)務(wù)化應(yīng)用等方面不能達(dá)到實(shí)用要求的問題，采用數(shù)值模擬試驗(yàn)、基于動(dòng)力-熱力訂正的大氣強(qiáng)迫場(chǎng)修正和集成整合等方法，依托中國氣象局2006年批準(zhǔn)天津市氣象臺(tái)實(shí)施的《渤海海洋氣象預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)》項(xiàng)目中-渤海風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)研究項(xiàng)目，開展了渤海風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)研究。主要成果與結(jié)論如下：

2、 1.應(yīng)用多次模擬試驗(yàn)，對(duì)HAMSOM模式和MM5模式改進(jìn)前的模擬能力進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明：直接應(yīng)用上述模式模擬的增水曲線總體趨勢(shì)與實(shí)況基本一致，增水幅度比實(shí)況明顯偏小，原因在于數(shù)值預(yù)報(bào)的海洋上大氣強(qiáng)迫場(chǎng)與實(shí)際風(fēng)場(chǎng)誤差較大，地面風(fēng)在岸邊界與實(shí)際比較接近，在海上比實(shí)際偏小。因此，HAMSOM和MM5模式結(jié)合的方法可以應(yīng)用于渤海風(fēng)暴潮模擬，但要使模擬效果更接近實(shí)況，需要改進(jìn)大氣強(qiáng)迫場(chǎng)；試驗(yàn)還表明：HAMSOM模式對(duì)風(fēng)場(chǎng)極為敏感，12～2

3、4小時(shí)已足夠模式響應(yīng)；擴(kuò)大海域范圍和調(diào)整模式的風(fēng)應(yīng)力拖曳系數(shù)均能改進(jìn)模擬的增水效果。 2.采用基于動(dòng)力-熱力訂正的大氣強(qiáng)迫場(chǎng)修正方法，訂正了大氣強(qiáng)迫場(chǎng)，提高了大氣強(qiáng)迫場(chǎng)的精確性。暨應(yīng)用位于渤海中部A平臺(tái)的氣象觀測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)了MM5數(shù)值預(yù)報(bào)風(fēng)場(chǎng)的系統(tǒng)誤差；應(yīng)用渤海風(fēng)速推算模式，考慮海洋動(dòng)力性質(zhì)和海陸風(fēng)熱力差異，建立了數(shù)值預(yù)報(bào)風(fēng)場(chǎng)訂正的回歸方程；為滿足模式的適用性要求，又進(jìn)一步建立了適合模式的風(fēng)場(chǎng)訂正應(yīng)用處理方案，得到了更接近實(shí)際可

4、用的大氣強(qiáng)迫場(chǎng)的訂正方法。驗(yàn)證結(jié)果表明：比數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果有很大改進(jìn)，說明該方法對(duì)大氣強(qiáng)迫場(chǎng)的修正是非常有效的。 3.構(gòu)建的渤海風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)模式(BHSSM)，滿足了渤海風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)研究與業(yè)務(wù)應(yīng)用的需要。以HAMSOM模式和MM5模式為基礎(chǔ)，集成HAMSOM模式和MM5模式主要計(jì)算方法，改進(jìn)邊界條件，將HAMSON模式和MM5模式的輸入輸出場(chǎng)進(jìn)行合理銜接，將大氣強(qiáng)迫場(chǎng)的訂正作用、資料同化應(yīng)用于模式與修改的模式計(jì)算方法等綜合一起，

5、集成整合構(gòu)建了BHSSM模式。該模式集成了HAMSOM模式和MM5模式優(yōu)點(diǎn)，綜合了大氣強(qiáng)迫作用和海洋熱力、動(dòng)力作用，在給定大尺度的天氣背景要素場(chǎng)后，能直接給出渤海風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)結(jié)果，模擬效果更接近實(shí)況。 4.對(duì)BHSSM模式模擬檢驗(yàn)表明：①訂正后的風(fēng)場(chǎng)更接近實(shí)況，用訂正后風(fēng)場(chǎng)模擬增水效應(yīng)更接近實(shí)測(cè)值；②該模式能夠很好地模擬出與實(shí)況接近的強(qiáng)風(fēng)暴增水，特別是在高潮位時(shí)非常接近，這對(duì)于實(shí)際風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)具有較高的參考價(jià)值；③該模式模擬離岸風(fēng)作