推算波浪多年一遇波高的新方法

采用卫星遥感推算多年一遇波高的新方法 ,对中国近海多年一遇波高进行推算研究。运用卫星遥感散射计得到的风资料推算了整个渤海区域波浪多年一遇的波高分布。通过与有实测资料 4个点推算的结果比较表明 :卫星资料和实测计算的误差随着重现期的增大而减小 ,最大误差百年和 5 0年一遇波高为 2 0 cm;而百年和 5 0年一遇波高正是工程中最为关心的 ,说明运用卫星遥感散射计风资料推算渤海多年一遇波高可行且结果合理。

山东沿岸多年一遇最高水位计算

应用山东沿岸各海洋站(日照、青岛、乳山口、威海、烟台、龙口、羊角沟)最近几十年各年最高水位数据和极值Ⅰ型(Gumbel)分布理论,对山东沿岸多年一遇最高水位进行了概率计算。给出的各海洋站Gumbel理论曲线与实测值的经验频率之间符合较好(绝对误差在10 cm以下)。研究表明,应用极值Ⅰ型(Gumbel)理论对山东沿岸各海洋站多年一遇最高水位的概率推算是可靠的。这些结果对山东省近岸、近海海洋工程开发建设有一定参考意义。

钦州湾台风浪的多年一遇极值推算

利用WAVEWATCHⅢ(WW3)和SWAN海浪模式模拟了1949—2005年间对钦州湾海域影响较大的台风浪。以模拟结果为基础,利用皮尔逊Ⅲ(P-Ⅲ)频率适线法推算了钦州湾湾外深水的累积频率波高和平均波周期(Tm)的多年一遇极值,同时模拟了其间在百年一遇高潮水位条件下的台风浪,以及在百年一遇高潮水位、百年一遇风暴潮增水共同作用下对钦州湾影响较大的台风产生的波浪场。使用P-Ⅲ法推算了在极端天气下,钦州湾湾内统计点的累积波高和平均波周期的多年一遇极值。研究结果表明,由于湾内浅滩较多,波浪在传播过程中水体底部摩擦使能量耗损明显,所以湾内波高较小,湾口处的波高大于内湾处的波高。近岸海区的波浪耗散、破碎等物理过程比较强烈,因此近岸统计点C1处的波高极值最小,其最大波高向岸边快速减弱并沿东向传播。在极端天气情况下,波浪在传播过程中发生破碎,波高衰减显著。

渤海天文-风暴潮数值模拟和一种多年一遇极值水位的计算方法

在渤海选用了82个强天气过程,利用三维模式模拟了海区的天文-风暴潮,模式经实测资料检验,获得了较满意的模拟结果。根据渤海沿岸主要验潮站观测年极值高(低)水位和年极值风增(减)水所得到的多年一遇高(低)水位和多年一遇风增(减)水,以及天文最高(最低)潮位,建立了由多年一遇风增(减)水和天文最高(最低)潮位的线性组合计算多年一遇高(低)水位的计算公式,并以此公式推算了渤海海区5个典型地区的多年一遇高(低)水位,供海洋工程设计时使用。

渤海平均海平面及多年一遇极值水位的计算

利用区域大气模拟系统(RAMS)大气模式给出的30 a风场资料作为上边界风应力强迫,用普林斯顿大洋模式(POM)对渤海的潮流和潮位进行了30 a数值计算。给出了M2,S2,O1,K1四个分潮的同潮时线和等振幅线,与环渤海19个验潮站观测的调和常数对比发现,M2分潮振幅的平均误差为4.5 cm,迟角的平均误差为4.2°。分析了渤海海域环流、风海流和潮流的基本特征,并与前人的结果进行比较,两者基本一致。计算了渤海1 000多个网格点的平均海平面高度,比较结果表明,其准确度较高。最后给出了渤海各点的最高和最低天文潮位以及百年一遇极值水位,比较结果表明,虽没有进行单独的风暴潮计算,但计算结果较好地反映了渤海各种水位的特征。

宁波大榭岛多年一遇高潮位推算方法探讨

本文以浙江宁波大榭岛石化集中区为例,探讨在无潮位观测资料情况下多年一遇高潮位的推算方法.基于大榭岛附近海域定海、镇海25年潮位观测资料,选取导致大榭岛潮位年极值的强天气过程,利用经验证精度可靠的WRF风场+ADCIRC风暴潮模型,重构大榭岛石化集中区海域连续25年历史高潮位年极值序列.根据定海、镇海2站的模型计算误差对大榭岛高潮位年极值序列进行加权修正,再利用Gumbel概率曲线推算大榭岛多年一遇高潮位.其结果可供该海域海洋工程设计使用,为已建海洋工程、海洋灾害风险排查提供参考.

渤海埕北海域风暴潮多年一遇极值增水的数值计算

利用一个二维正压浅海模型和大小区嵌套式的计算格式 ,对埕北海域及其附近连续2 0 a的风暴潮进行了数值模拟 ,并获得了与实测值较为一致的结果。在此基础上对该海区的风暴潮极值增水做出了多年一遇的长期预测。

越南沿海多年一遇极值水位计算

分别基于Pearson-Ⅲ、Gumbel和Weibull概率分布利用越南沿海从北部到南部的9个代表验潮站的年最高水位观测数据序列计算出各站的10年、20年、50年、100年、200年一遇极高水位。结果表明Pearson-Ⅲ和Weibull分布推算的结果更相近,比Gumbel分布推算的结果有差距,但差距较小。将3种方法计算的各站结果取平均作为最终结果更合理。通过对各站的极值水位和各站观测水位资料进行拟合分析,结果表明越南北部的极值距平值比中部和南部地区的极值距平值大,可达3 m,极值距平最大值集中在越南北部沿海地区的验潮站,因此,在防洪的角度来看越南北部极易发生洪水、风暴潮灾害,中部和南部极值距平可达2 m,也可发生较小的洪水和风暴潮。

来宾多年一遇极端气温计算方法及matlab实现

利用来宾市年极端最高和最低气温资料,用耿贝尔分布法对来宾市年极端最高和最低气温进行拟合,进而计算其在不同重现期的值。经检验,耿贝尔分布法对来宾极端最高和最低气温拟合效果好,利用耿贝尔分布法对来宾极端最高和最低气温进行拟合是可行的。经过计算来宾市10年,20年,50年和100年一遇的极端最高气温分别为38.7℃,39.3℃,40.0℃和40.5℃,极端最低气温分别为:-1.3℃,-2.2℃,-3.3℃,-4.2℃。

基于皮尔逊Ⅲ型概率分布的湖南电网覆冰重现期计算

电网覆冰重现期表征了特定覆冰出现的频率,掌握准确的电网覆冰重现期对于电网抗冰工作具有重要作用。利用湖南气象台97个观测站57年的覆冰观测数据,提出了基于皮尔逊Ⅲ型分布的电网覆冰计算方法,计算了湖南地区97个观测站15年一遇、30年一遇、50年一遇和100年一遇冰灾的覆冰日数。结合采用插值法,绘制了全省覆冰日数重现期分布图,该分布图为电网抗冰工作提供了重要技术指导。利用全省的平均覆冰日数,以覆冰日数大于11天为特别严重覆冰的划分方法,开展了特别严重覆冰重现期计算。计算结果表明,湖南地区类似2008年的特别严重覆冰重现期为12.4年,这与过去57年上曾经出现了四次类似特别严重覆冰情况吻合。特别严重覆冰重现期的计算,提升了对电网抵御冰灾重要性的认识。

潮流、风暴潮耦合模型推算珠江口海域极值流速

分别采用模式气压场及模式台风场计算气压分布及风速分布,采用地形拟合的sigma坐标水动力方程组及紊流方程建立了潮流、风暴潮耦合模型。三维水动力方程组通过分裂算子法与Casulli半隐式差分格式直接求解。在珠江口的极值流速计算中,先进行了南海北部的潮流、风暴潮耦合模拟,模拟水位与实测值符合较好。以大区域模拟结果为边界,采用嵌套网格方法,在珠江口进行了高分辨率的潮流、风暴潮耦合模拟。选用1968～1999年共65个影响工程区域的台风过程,计算出珠江口的海域年极值流速序列,分析了该海域多年一遇的极值流速分布。

袭港热带气旋持续时间长期频率分析

香港经常受到西北太平洋热带气旋的影响,对该地区热带气旋持续时间的研究有助于经济社会的稳定发展。按照气象和天文台警告信号,热带气旋分为不同的强度等级。建立热带气旋持续时间的Poisson-Weibull复合分布模型,相应获得持续时间重现值的求解公式,分别用于不同热带气旋分类下持续时间多年一遇重现值的计算中。基于1987-2016年袭港热带气旋数据的分析结果表明,Poisson-Weibull分布适用于不同的持续时间分类样本;强的热带气旋经常会伴随较长的持续时间,这将会对该地区造成更为严重的破坏,这可为防灾减灾提供参考。

SWAN模式中风输入方案对南海台风浪后报的影响分析

基于近岸海浪模式(SWAN,Simulating waves nearshore),分别用ERA(ECMWF re-analysis)5、ERA-Interim、CCMP(Cross calibrated multi-platform)及美国国家环境预报中心(NCEP,National centers for environmental prediction)数据中心的天气预报再分析系统(CFSR,Climate forecast system reanalysis)的海表面10 m处风场作为不同的驱动风场,模拟15次经过南海的热带气旋过程产生的极值波高情况下的海浪,比较了不同风场驱动的海浪后报模拟值与Jason卫星高度计实测值的误差;再应用模拟精度最高的驱动风场,模拟同样条件的海浪场,对拖曳系数的参数化方案进行敏感性分析和比较。结果表明:在模式输入参数为默认值的情况下,ERA5风场与WU方案的风输入组合能够获得更加准确的中国南海热带气旋发生海域的有效波高;最后基于以上结果构建30年的南海海域海浪要素数据集,并使用Pearson-Ⅲ分布推算出南海海域的多年一遇有效波高。研究结果可以为南海海域的海浪灾害评估与海洋工程建设提供参考。

农业温室大棚积雪压垮风险预估研究

利用极值Ⅰ型概率分布法计算了我国多年一遇的最大积雪深度和基本雪压分布。将计算所得的重现期为3a、5a、10a、20a的基本雪压作为积雪压垮设施农业温室大棚风险等级划分的阈值,以中央气象台智能网格降水量和降水相态预报数据产品为驱动,构建了我国农业温室大棚积雪压垮风险预估模型。对2020年2月华北黄淮较强雨雪过程和11月内蒙古及东北地区较强雨雪过程开展应用试验,通过压垮风险等级预估结果与实际灾情分布信息的对比,认为该模型预估效果较好,能在气象服务中发挥一定的参考作用。该风险预估模型未来需进一步考虑农业温室大棚等设施的地理分布、积雪密度影响因子和冬季大风致灾因子等,以提高模型的预估效果。

珠江口附近海域波浪极值推算

本文以WRF模式输出结果作为风场驱动条件,采用SWAN和WAVEWATCH III相嵌套的方法,对珠江口附近海域进行共20年(1991-2010年)的波浪场数值计算。根据计算结果,分析了该海域极值波浪特征,并使用Gumbel极值函数计算50年一遇和100年一遇波浪极值,结果显示:(1)1991-2010年间,珠江口区域最大有效波高为2.0m,万山群岛南侧可达5.0m,而外海最大有效波高可达10m以上,极值平均周期均在10s左右;(2)50年一遇和100年一遇波高在珠江口区域较小,而外海则相对较大,最大在14m以上;(3)50年一遇和100年一遇平均周期相差不大,不同海域之间相差也较小,大部分海域在10s左右,外海相对较大,可达12-14s之间。