1949—2021年登陆我国热带气旋历史规律研究

基于1949—2021年中国气象局最佳热带气旋路径数据,按照相应规则筛选出登陆我国的热带气旋及登陆位置,分析研究登陆热带气旋的数量、强度、时间等特征和变化规律,并具体分析沿海各地区登陆热带气旋的变化规律。结果表明:1949—2021年登陆我国的热带气旋数量呈略微减小趋势,有明显的高峰、低谷期,2018年后处于一个较低的水平;热带气旋登陆时的强度主要集中于强热带风暴、台风级别,登陆月份主要集中于7—9月;1949—2021年登陆我国的低强度热带气旋有减小趋势,而高强度热带气旋有增大趋势,说明登陆的高强度热带气旋将会越来越多,这可能与全球变暖以及热带扩展有关;1949—2021年登陆热带气旋位置在纬向上有轻微的南落,经向上无明显变化,这和前人的研究结论不一致,可能是由于选取的数据源以及时间跨度不一致造成的;我国沿海各地区热带气旋登陆频次最高的是广东地区,其次是台湾地区、海南、福建地区,大体上从南到北逐渐减少;台湾地区高强度登陆热带气旋占比最多,其次为浙江、福建、广东、海南地区;长期来看,广东、台湾地区年热带气旋登陆频次呈现减小趋势,浙江、福建地区呈现上升趋势。

福建省海浪灾害危险性评估

选用美国国家环境预报中心的全球再分析风场为驱动风场,以WAVEWATCHⅢ海浪模式为基础,采用全球-西北太平洋-中国近海海区三层嵌套方案构建了1990—2020年海浪再分析数据集;利用该数据集,分析了福建省近海海浪灾害强度和发生频率,并计算了典型重现期的海浪波高。结果表明:福建省海域海浪有效波高分布具有明显的季节变化;因为地形的影响,台湾海峡中部区域的巨浪出现频率高于其他区域。

数值二维随机波浪水槽的建立和应用

利用域内源造波和边界海绵层吸波的思想,建立了基于势波理论的具有良好适应性的二维随机波浪数值水槽。垂向采用σ-坐标变换,将随时间变化的不规则物理域变为不随时间变化的规则计算域,有利于不规则自由表面条件和底面条件的“严格”满足。数值试验表明,本数值模型可连续地产生理想的规则波和随机波而不受建筑物产生的反射波的影响,计算所得直立堤上的随机波浪力与试验结果吻合较好。

近海近岸高精度海浪业务化数值预报系统

基于第三代海浪模式WaveWatchⅢ和Swan,采用四重网格嵌套建立了黄海、南海近海海浪的高精度数值预报系统,以及青岛第一海水浴场、广西北海银滩浴场、海南三亚亚龙湾海水浴场3个示范区近岸定点海浪的精细化数值预报系统。通过后报和预报试验对所建立的数值预报系统进行了系统的检验,后报波高与实测值吻合较好。准业务化预报试验表明有效波高的预报精度随预报时效的增加而降低,近海海浪大于2 m的平均预报相对误差小于30%。浴场海浪的平均预报绝对误差为0.35 m左右。预报精度可以满足业务化预报的要求。

斜向随机波对直立堤作用的试验研究

通过斜向随机波对直立堤作用的试验,研究了作用在直立堤上的单位堤长波浪力随波浪入射角的变化.讨论了波浪力沿堤长的纵向分布,以及单元堤长对波浪力纵向折减的影响.给出了波浪力纵向分布系数和折减系数与相对堤长的关系式.

多向随机波浪的方向谱分析

针对由多点波面资料进行方向谱分析过程中发现的问题 ,利用数值模拟的方法研究了互谱分析中光滑点数、光滑次数、采样长度、采样间隔、波浪入射方向、波浪的多向性等因素对方向谱分析结果的影响 。

多向随机波作用在直立堤上的波浪力

通过三维随机波浪对直立堤作用的试验研究,分析了单位堤长上波浪力的变化规律,着重研究了主波向角和波浪方向分布对波浪力的影响,发现波浪入射角小于45°时,波陡较小的单向波作用力随波向角呈明显的增大趋势.给出了波浪力沿堤长的纵向分布,以及单元堤上波浪力纵向折减系数的计算公式;建议了2种计算斜向波和多向波作用在整个单元堤上最大总波力的方法,可供理论研究和工程设计参考应用.

斜向波作用下直堤波浪力的纵向分布

通过斜向规则波与直立堤相互作用的实验研究 ,系统分析了波浪斜向入射情况下 ,单位长度上的波浪力随入射角的变化规律 ;以及考虑沉箱单体长度的影响 ,作用在某一长度堤身上的总波力的衰减规律 ,并与 Battjes理论结果作了比较 ;最后研究了单宽波浪力的纵向分布规律。

集合海浪预报的发展与应用回顾

总结了国内外集合海浪预报的发展及应用现状,现有集合海浪预报的方法及优缺点。以NOAA/NCEP机构为例,给出了集合海浪主流预报产品的种类,通过集合预报产品的分析可以看出,集合海浪预报能够将传统的确定性预报扩展至概率预报领域,可给出更多可能出现的未来状态,能提供单纯确定性预报所不能提供的额外信息,已成为国际上业务化海洋学未来发展的重要方向之一。

中国近海2011年灾害性海浪分析及2012年预测

总结分析了2011年中国近海有效波高为4 m以上的灾害性海浪过程及灾情概况,并对本年度的预测结果进行了检验评估。依据1968—2011年有效波高≧4 m的灾害性海浪的统计资料,结合2012年副热带高压及热带风暴的分析预测资料,预测了2012年中国近海灾害性海浪过程的出现次数,以及分海区的出现天数,预测结果可为今年的海洋防灾减灾提供技术支持。

Jason-2有效波高产品在中国海域的准确性评估

Jason-2卫星高度计的有效波高(Hs)产品在海洋学领域得到了广泛应用。为了综合评估Jason-2有效波高产品在中国多个海域和不同海况下的准确性,为其在中国海域的应用研究提供参考,本文基于国家海洋局20个水文气象浮标从2008年至2014年的长期观测数据,对Jason-2有效波高产品在中国三个海区(渤黄海、东海、南海)和不同海况(观测有效波高Hs最大为6.2m)下的准确性进行综合分析,并研究其准确性与离岸距离的关系。结果表明Jason-2有效波高产品:(1)在中国海域具有较好的准确性,均方根误差RMSE=0.445m;(2)在南海的准确性最高,而在渤黄海的准确性较差;(3)在2m≤Hs≤5m的海况条件下准确性较好;(4)在越远离陆地的海域准确性越高。

畸形波生成条件预报方法研究进展

近年海上事故调查结果表明很多海难事件都与畸形波袭击有关。随着我国经济进步,海上经济和军事活动越来越频繁,畸形波对上述海事活动具有严重威胁并可能造成重大人员和财产损失。现有的数值或经验海浪预报方法不能有效地预报这种灾害性海浪,亟需开发一种可靠的畸形波预报方法,这是海浪研究中面临的新课题。本文将对畸形波的实验和理论研究现状进行简要回顾,并介绍目前畸形波生成条件预报方法的研究进展。

西北太平洋浪流相互作用对有效波高的影响研究

西北太平洋强流区会对海浪的特征和分布产生显著的影响,尤其是研究台风过程中海流与海浪的相互作用具有重要的研究意义。本文以ROMS海洋模式和SWAN海浪模式为基础,构建了浪流耦合模式系统,对2013年10月6-17日间的台风"丹娜丝"、"百合"、"韦帕"过程中西北太平洋浪流相互作用中海流对有效波高的影响进行了研究。通过对比模式模拟有效波高与浮标观测资料,发现耦合后的有效波高比非耦合结果更接近观测值,耦合模式中海流的存在对有效波高的分布有明显的影响。研究表明,特别是在有效波高峰值处,海流引起的有效波高增大最大可达1m。海浪浪向及流向的空间分布以及中国近海浮标处浪向与流向的时间序列表明,流向与浪向反向时,海流的影响造成有效波高增大;二者同向时,有效波高减小。海流对有效波高的调整会沿着海浪传播的方向传播相当一段距离。在西北太平洋的海浪场计算中,引入海流的耦合模式计算结果对改善强流区海浪预报具有重要意义,并且海流的模拟精度对于高精度的海浪预报非常重要。

斜向波作用于直立堤上的单位堤长波浪力

试验研究了斜向波作用于直立堤上的单位堤长波浪力 ,着重分析了波浪方向、波陡和波浪不规则性对单位堤长波力 (包括浮托力 )

斜向和多向不规则波作用于直墙堤上的波浪荷载

基于三维波浪物理模型实验研究的结果,参照国内外已有的研究成果,探讨了波浪斜向性和多向性对不规则波作用于直墙堤上波浪荷载的影响,表明波浪是否在堤前破碎其影响波浪荷载的规律是不同的。建议了斜向和多向不规则波作用于直墙堤上波浪荷载的实用计算方法。

斜向和多向不规则波作用于直墙堤上的波浪荷载

基于三维波浪物理模型实验研究的结果,参照国内外已有的研究成果,探讨了波浪斜向性和多向性对不规则波作用于直墙堤上波浪荷载的影响,表明波浪是否在堤前破碎其影响波浪荷载的规律是不同的。建议了斜向和多向不规则波作用于直墙堤上波浪荷载的实用计算方法。

中国近海2012年灾害性海浪分析及2013年预测

总结分析了2012年中国近海有效波高≧4 m的灾害性海浪过程及灾情概况,并对2012年度的预测结果进行了检验评估。依据1968—2012年有效波高≧4 m的灾害性海浪的统计资料,结合2013年副热带高压及热带风暴的分析预测资料,预测了2013年中国近海灾害性海浪过程的出现次数,以及分海区的出现天数,预测结果可为今年的海洋防灾减灾提供技术支持。

裂流的研究综述

详细回顾了各国在裂流方面的研究和成果,着重介绍了几个比较典型的经验预报方法:LURCS、ECFL LURCS、modified ECFL LURCS、CAP-LURCS以及两个数值模型FUNWAVE、XBeach,期望能对发展我国自己的裂流预报系统具有一定的参考意义。

外海大型沉管浮运安装气象海洋作业窗口选择

外海大型沉管隧道管节浮运安装对气象海洋环境有很高的要求。为了选择合适的作业窗口,建立了外海大型沉管浮运安装气象海洋作业窗口保障系统。实践证明,这套系统对气象、海浪和海流的预报可以满足外海大型沉管浮运对环境的高精度要求,有效保障了港珠澳大桥沉管管节和最终接头的浮运安装,取得了零失误的成绩。

中国近海2022年灾害性海浪分析及2023年预测

总结分析了2022年中国近海有效波高≥4m的灾害性海浪过程及灾情概况,并对2022年度的预测结果进行了检验。根据1979—2022年有效波高≥4 m的灾害性海浪的统计资料、2023年副热带高压和热带气旋的分析预测资料,结合采用线性回归方法的趋势预测结果以及相似年分析,预测2023年中国近海将出现灾害性海浪过程39~42次,较2022年增多,较常年略偏多,其中灾害性台风浪过程为15~18次,主要发生在东海、台湾海峡和南海,灾害性冷空气浪和气旋浪过程为23~25次,与常年持平;同时预测了各海区灾害性海浪过程出现天数,预测结果可为2023年的海洋防灾减灾提供重要参考。