冷空气东北大风在渤海西岸引发风暴潮的统计与模拟研究

利用美国国家环境预报中心CFSv2逐小时分析预报场产品挑选出2018—2023年共5个冬半年内的64次冷空气东北大风过程,并整理了相应的温带风暴潮极值;以“221003”温带风暴潮为基准,构造了渤海区域内最大风速分别为7~12级的温带天气风场,计算了各情形下渤海西岸典型潮位站的最大风暴增水,归纳了渤海湾和莱州湾代表站黄骅和潍坊站的最大风暴增水与最大风速的幂指数关系;以此定量关系为基准建立了黄骅站和潍坊站50%及80%累积频率下风暴增水与CFSv2区域最大风速的定量关系。

大桥复合桥墩局部冲刷深度的计算分析

桥墩的冲刷毁坏是桥梁失事的重要原因。为保证桥梁安全,需要准确评价桥墩冲刷深度。本文结合某跨海大桥,使用较为可靠的HEC-18公式对其复合桥墩的局部冲刷深度进行研究。计算结果表明,该大桥最大的可能局部冲刷深度发生在主桥主墩,复合桥墩中群桩部分造成的冲刷深度为桥墩冲刷的主要部分,且随流速增大,其在总冲刷深度中所占比例也增大,总冲刷深度对承台吃水深度变化不敏感。进一步分析表明,复合桥墩的冲刷深度随水流斜交角的变化规律与简单桥墩有较明显区别,关系更为复杂。

中国沿海40年台风风暴潮特征研究

统计分析了1980—2019年间影响我国沿海的400多次台风风暴潮过程,从增水和超警戒潮位两个方面研究其时空分布特征。结果表明:我国沿海最大增水2 m以上的大台风风暴潮过程数及其波动幅度有增加的趋势,近十年增加频次显著,同时弱台风风暴潮过程也有增加,并呈现两级分化的态势;增水年极值整体呈增加趋势;造成40年台风增水极值的台风有近一半出现在最近十年,极有可能说明近十年影响我国的强台风有增强的态势;浙南闽北地区是出现超警过程最多的地区,但大的台风风暴潮过程数少于珠江口和雷州半岛东岸,这两个地区也是台风风暴潮危险性最高的地区。

夏季黄海中北部孤立气旋对渤海风暴潮影响模拟研究

应用经验风场模型刻画夏季黄海中北部孤立气旋的风场,利用数值模拟开展孤立气旋强度和移动路径对渤海内风暴潮的定量影响研究。结果表明:受黄海中北部孤立气旋的影响,渤海中3个海湾的最大风暴潮分别发生在各湾顶附近的葫芦岛站、黄骅站和潍坊站,渤海海峡内最大风暴潮对气旋路径的敏感性较小。渤海沿岸潜在最大风暴潮与黄海中北部孤立气旋强度存在幂指数相关关系S=V_(m)^(2.391)。初步分析得出造成渤海内海湾和海峡较大风暴潮的孤立气旋的移动关键区域分别为威海市东南附近海域、烟台市东部及威海市北部沿海海域、烟台市东部沿海海域、青岛市东部—威海市南部沿海海域。

复合极值分布在台风风暴潮增水重现期计算中的应用研究

考虑小样本或无规律极值样本的情况下,引入描述随机事件发生次数的离散型分布,以三沙站为例,研究了Poisson-Gumbel复合极值分布在台风风暴潮重现期计算中的应用效果。结果表明:复合极值分布计算结果对样本数据较为敏感,标准差小的样本数据其复合分布的低频值显著偏低;对具有一定离散度的短时间序列数据,复合分布的计算结果稳定,且对低频值的估算也更准;对于较长时间序列的数据,阈值取值偏低则高频次发生值更准,阈值取值偏高则低频次发生值更准。

斋堂岛海域波浪能资源的数值模拟研究

近些年来,波浪能作为新型可再生能源日益受到人们的重视。波浪资源评估对于研发波浪能发电装置、为波浪发电场选址具有至关重要的作用,目前主要通过实地观测和数值模拟两种手段对波浪资源进行评估。本文利用第三代波浪模型对斋堂岛附近海域进行了数值模拟,分析了当地的波浪条件并对蕴藏的波浪能资源进行了初步评估,并对目标位置的波浪资源进行了详细地计算和分析。计算结果表明,斋堂岛海域波浪资源有着显著的季节变化特征,波浪集中分布在东–南方向,最大波能流密度可达25 k W/m,资源相对稳定。