强潮海滩响应威马逊台风作用动力沉积过程研究——以北海银滩为例

研究台风影响下的海滩沉积过程不仅可加深极端海况下的海滩冲淤变化理解,而且有利于海滩资源的保护与海岸工程保护。以强潮海滩——北海银滩为例,通过采集北部湾海区1409号威马逊超强台风作用前后的沉积物、剖面高程及水文资料,探讨强潮海滩的动力沉积过程。结果表明:1)台风作用前后的海滩沙丘-滩肩-沙坝体系的地貌状态基本不变,其中沉积物组分均为砂,细砂、极细砂和中砂三组分平均含量占所有组分的95%以上;与台风作用前比较,台风后的地貌在维持先前形态的条件下,发生局部侵蚀和后退,沉积物相对变粗且细砂含量增加了10%。2)台风作用后后滨沙丘侵蚀,且沉积物滚动组分增加;冲流带和滩肩前缘沉积物的搬运由双跳跃转为单一的跳跃形式。3)台风作用前后的海滩沉积物主要变化过程可由两个模态表征,其中主要模式反映了台风作用前后的海滩以细砂为主的动力沉积变化特征,该模式受控于区域波浪和潮汐的长期耦合作用,并以波浪为主导因素。台风作用前的次要模式反映潮汐作用控制下的海滩沉积横向振荡特征;台风作用后的次要模式表征了台风影响下的海滩横向沉积物偏粗、冲流带-低潮带振荡及其沉积分异过程。

威马逊台风的实测风暴海流计算及分析

采用潮流调和分析和分离等方法,分析了海流连续观测站上受威马逊台风影响的ADCP海流资料,进行了实测风暴海流的计算。结果显示,风暴海流达到了与天文潮流同等的数量级,并与风暴潮存在一定的关系,如近岸01站风暴潮增水大时,风暴海流量值较大,离岸较远的02站则是在风暴潮变化大时,风暴海流较大。

威马逊台风下大量配电线路电杆倾倒和断裂的原因分析

分析在威马逊台风下大量架空配电线路电杆倾倒、断裂的原因。对常用配电线路电杆的抗风能力及最小埋深的抗倾覆能力进行计算分析,发现常用配电线路电杆的抗风能力和在通常埋深的抗倾覆能力均偏低。电杆强度低、电杆埋深不足是造成架空配电线路电杆在威马逊台风下大量断裂、倾倒的直接原因,而配电线路设计力量薄弱,设计规程、设计图集存在缺陷是在台风下大量电杆断裂、倾倒的根本原因。提出了制定适用于架空配电线路结构设计和基础设计的规程等建议。

威马逊台风对上海地区风暴增水的影响

本文首先介绍威马逊台风(0205号)的生成、发展和消亡过程以及该台风的特点,然后介绍了我中心发布上海市沿海风暴潮预报的有关情况,并对威马逊台风引发的特大增水成因作了分析。认为持续的东北大风和低压效应是台风增水的主要动力因素。这次台风过程未对上海市沿海造成超过警戒水位的原因是当台风位置处于有利于产生极大增水时,上海市沿海恰逢天文小潮汛(出现在低潮时);而当天文高潮出现时,台风位置已稍偏北,不利于增水。最后作了两个推论,认为如果上海市再遇到类似的台风过程,而又恰逢天文大潮汛,或台风北上的路径再靠近大陆1个经距的话,上海市将出现超过600cm的特大潮位。

威马逊台风对长江口海域波浪及海洋工程的影响

本文对威马逊台风影响期间长江口海域各测站的波浪进行了统计和分析,并利用调访资料及数值模型推算结果,对威马逊台风给长江口航道整治建设工程造成的影响作了较为详细的分析:①由于长江口的水底地形极为复杂,尽管附近的海洋监测站距离工程区较近,但其实测资料不能反映出工程区的波浪特征;②威马逊台风在长江口海域引起了1.2～1.5m的风暴增水,由于处于天文小潮期且最大增水发生在低潮位,总水位偏低,降低了波浪力的作用点,尽管长江口深水航道工程试验段发生了严重破坏,但它对长江口海岸工程几乎没有影响。

0205号威马逊台风路径对上海地区风暴增水的影响分析

对0205号威马逊台风路径成因进行了分析,并对此台风路径对上海地区风暴增水的影响进行了初步分析。

基于Holland台风模型及三重嵌套海浪模式的台风浪数值模拟研究

现有的风场资料存在台风中心附近风速偏低的问题。为改进台风期间风场数据,使用Holland经验台风模型结合多平台交叉校准数据(cross-calibrated multi-platform,CCMP)及欧洲中期天气预报中心的再分析数据(European Centre for Medium-range Weather Forecasts Reanalysis data,ERA5)风场资料,研究了不同台风最大风速半径(maximum wind radius of the typhoon,RMW)、Holland B参数对模拟效果的影响,确定了最优模拟参数,并以改进后的风场驱动三重嵌套海浪模型对台风“威马逊”发生期间的台风浪进行模拟。模拟结果与实测数据对比表明,(1)改进的风场资料与实测结果更为接近,作为海浪模式驱动项可更好地模拟台风期间波浪状况;(2)三重嵌套海浪模型的波浪模拟效果优于单独的海浪模型。

超强台风“威马逊”作用下红河三角洲海域水动力环境变化的数值研究

201409号超强台风"威马逊"于2014年7月从北部湾北部过境,对红河三角洲近岸海域的水动力环境产生重要影响。本文基于Delft3D建立三维潮、流、浪耦合数值模型,对红河三角洲水位、海流及波浪对台风的响应变化进行模拟。结果表明:威马逊台风期间,红河三角洲海域风速增大约6倍,风向由偏南风转为偏北风,表底层流速均受影响,其中表层变化较大,表现为北分量流速明显增大,流向变为偏南向,与风向主分量变化有关;波高增大为正常海况的9倍,时间变化与风速一致。本研究获得了从北部湾北部海域过境的台风影响下红河三角洲海域水动力环境的响应变化特征,对该海域的物质输运研究及海洋工程建设有重要意义。

0205台风威马逊异常分析

对进入黄海的热带气旋进行了统计,从大气环流形势、数值预报产品、中央台和日本的台风报、云图以及季节性海表特性等角度,分析了0205号台风威马逊移动路径和强度演变情况,对实际预报工作有一定的指导意义。

地形与橡胶园风害的关系——1409号超强台风“威马逊”对海南橡胶园风害的调查

对1409号"威马逊"台风造成的海南橡胶园(简称胶园)的损害展开调查,分析了不同地形因子与胶园风害的关系。结果表明:胶园风害不仅与风力有关,而且还与胶园的立地环境有关,胶园风害率由重至轻依次为:坡顶﹥坡底﹥坡中,迎风坡﹥侧风坡﹥背风坡,但若存在其他地形因素影响,坡位与坡向之间的风害率差异不明显。坡度越大风害越重,周边环境有遮挡物的胶园风害明显小于处在空旷区的胶园,特殊地形的胶园风害与其所处位置有关。

海滩-珊瑚礁系统风暴响应特征研究——以1409号台风“威马逊”对清澜港海岸影响为例

珊瑚礁海岸在我国热带地区广泛发育,海滩-珊瑚礁海岸的动力地貌过程是认识该类海岸的关键。本文基于对海南铜鼓岭-高隆湾岸段的台风＂威马逊＂前后跟踪观测,讨论了海滩风暴响应特征及其与珊瑚礁发育之间的联系。结果表明该岸段海滩在＂威马逊＂风暴作用下响应最为剧烈的区带位于平均海平面（MSL）以上,表现为后滨冲越,以及岸线蚀退、滩肩变窄、滩面侵蚀等响应特征。海滩风暴响应特征与近岸珊瑚礁发育密切相关,在无珊瑚或珊瑚受损的岸段海滩响应剧烈,剖面平均变化率（MPC）为其他岸段的3~6倍,珊瑚礁通过消耗波能对相邻海滩提供良好保护。海滩-珊瑚礁系统对风暴的响应特征受控于珊瑚礁对海岸波浪的消耗能力和海滩固有的缓冲能力。基于本文研究结果,归纳出风暴极端动力条件下海滩-珊瑚礁海岸的4种风暴响应模式。

超强台风“威马逊”近海加强与低频水汽输送的关系及前期信号

利用NCEP/NCAR再分析资料以及中国气象局上海台风研究所(简称上海台风所)整编的《热带气旋年鉴》,分析了超强台风"威马逊"在南海加强过程中水汽输送的变化特征,着重探讨台风强度变化与10~30 d低频水汽输送的关系,并从低频场出发寻找台风强度变化的前期信号。研究结果表明:(1)"威马逊"有两条主要的水汽通道,分别为孟加拉湾通道和南海通道,孟加拉湾通道的水汽输送强度大于南海通道;(2)"威马逊"近海加强与10~30 d低频水汽输送有紧密的联系。在热带低频系统作用下,孟加拉湾通道的低频偏西水汽和南海通道的低频偏南水汽在南海汇聚,为"威马逊"的增强提供了有利条件;(3)对于在海南岛东部登陆的台风,其登陆强度与超前5~7 d孟加拉湾通道的低频偏西水汽输送呈现显著的负相关,与南海通道的低频偏南水汽输送有较弱的负相关。若前期从两个通道截面流入的低频水汽输送通量位于低频振荡的谷值时,则有利于其后5~7 d台风在南海加强,反之减弱。

高分辨率遥感降水产品对强降水的监测能力评估——以2014年“威马逊”台风为例

针对2014年7月18日12时至2014年7月19日12时"威马逊"台风先后3次在中国华南沿海地区(海南、广东、广西)登陆所带来的暴雨过程,以中国气象局提供的地面观测站点数据作为参考,使用标准化偏差(NB)、相关系数(CC)、均方根误差(RMSE)、命中率(POD)、误报率(FAR)和关键成功率(CSI)等评价指标,对基于2种不同国际主流卫星降水反演算法GSMa P和IMERG的5套高分辨率遥感降水产品进行了小时尺度上的精度验证与分析。结果表明:遥感降水产品在暴雨事件中均表现出不同程度的低估,但地面校正算法较好地修正了遥感降水产品与地面观测数据间的整体偏差[GSMa P_GAUGE(-6.8%),IMERG_CAL(-0.5%)];遥感降水产品的误差主要来自大于100 mm的强降水,降水量超过100 mm时,5套产品的误报率(FAR)整体呈现上升趋势,命中率(POD)和关键成功率(CSI)呈现下降趋势;由于校正算法的数据来源是低时空分辨率的地面观测数据,校正后的遥感降水产品也在一定程度上丢失了高分辨率下捕捉到的降水变异特征。

超强台风“威马逊”登陆前快速加强的特征和原因分析

利用NCEP资料、CMA-STI热带气旋最佳路径数据和FY系列卫星云图对超强台风"威马逊"登陆前特征和突增成因进行分析。结果表明:"威马逊"强度突增期间副高西伸脊点显著东退,高低压之间维持强的气压梯度。台风急剧发展期间结构趋于对称化加强,高低层辐合辐散急剧发展,持续增强的正涡度柱不断向平流层上层发展,同时垂直速度不断增大从低层向上传播,这些结构都利于台风强度迅速增强。环境条件分析表明西太平洋高海温、弱的环境风垂直切变维持10 m/s以下速度,有利于凝结潜热聚集和台风"暖心"结构维持;850 h Pa上偏南气流显著增强,南侧水汽通道完全接通且水汽辐合与台风中心基本重合,促使水汽向台风中心辐合输入,是"威马逊"强度剧增的重要原因之一。

台风“威马逊”干扰对森林生态系统的影响

2014年7月18日第9号超强台风"威马逊"在海南省文昌市翁田镇登陆,中心风力达到60m/s,是1973年以来登陆海南的最强台风。此次台风对区域森林植被具有较强的破坏力,导致树木倒伏、折干和折枝,严重制约了长期以来形成的区域森林景观结构与功能的持续发展。影响该区域森林生态系统抗台风能力的因素有很多,如树种选择、森林结构、栽植方式、管理水平和树木健康状况等。国内外大量研究和台风"威马逊"干扰后调査结果表明:树种选择是影响森林生态系统抗台风能力最直接的因素,是决定沿海地区防护林、城市绿化和新农村森林景观建设可持续发展的最主要环节。该研究将为海南沿海区域森林生态系统灾后植被恢复提供科学技术支撑。

某四边形塔架在台风“威马逊”作用下破坏模式分析

介绍了广西地区某四边形塔架在台风"威马逊"作用下的破坏模式,并采用SAP2000软件对在台风中破坏的塔架进行了有限元分析.分析结果表明:当风速达到35 m/s时,该塔架就会因主杆失稳而倒塌,失稳杆件的位置与实际的破坏位置吻合;同时,45°方向的风向对此类结构的影响比90°方向的风向更为不利.为给今后的重建工程提供一定依据,还对该类结构在40 m/s和50 m/s的大风条件下进行了初步设计和经济性分析.

1409号“威马逊”台风对海上水文气象设计参数的影响研究

水文气象设计参数是海洋工程设计的基础,台风条件下的风速、波高和流速是水文气象设计参数的研究基础.1409号台风“威马逊”是近年来南海最强的一次超强台风,且正面穿过了南海某油田海域,期间产生的30分钟风速达47.45m/s,有效波高达12m,表层流速达230cm/s.论文通过数值后报模拟了“威马逊”的台风过程,评估其在该油田海区的台风强度,并通过分析修正了该海区风、浪、流的设计参数.本文的研究结果为海洋工程设计提供了参考.

“R”轮避离台风“威马逊”过程分析及避台经验体会

2014年7月中旬,"R"轮在菲律宾海域附近遭遇台风"威马逊"影响,通过全体船员的密切配合及共同努力最终安全驶离台风影响区域。结合"R"轮亲身经历,根据实测航海日志气象要素记录、日本气象传真图以及气象台对台风"威马逊"的观测资料,论述了"R"轮遭遇台风"威马逊"的始末及应对措施。

台风“威马逊”造成云南强降水灾害天气分析

利用云南7部新一代天气雷达观测数据和Micaps常规资料,对台风"威马逊"登陆后减弱生成的热带低压引发强降水进行分析,揭示了台风"威马逊"造成的强降水成因及对云南的影响情况。结果表明:"威马逊"的外围云系于2014年7月19日下午开始影响云南,19日17时滇东南地区出现降雨,其中20-22日,云南省连续3d出现暴雨天气过程,滇中以西以南大部地区出现大暴雨、暴雨天气(其中屏边站和宁洱站日降水突破了历史极值),23日降雨过程结束。这次台风低压天气过程是近5年来影响云南造成降水最强的一次,热带低压西移与西南气流汇合,低压倒槽造成的强降水对云南西部造成持续影响。热带低压带来了强降水,造成了37人死亡、9人失踪的重大灾害。以文山新一代天气雷达观测资料分析,发现使用雷达对远距离低层云系的探测,能较好地判断"威马逊"台风外围云系的结构及演变情况,对改进强降水的短时临近预警有较好的价值;在现行体扫模式下增加超低仰角探测,应有助于更好预测风暴影响的强度和发展趋势,进一步改进预警能力,从而对短时临近预报有一定的帮助。就台风"威马逊"而言,发现较好的应用雷达资料,在一定的条件下对改进短时临近预警业务有一些帮助,因此提出重视雷达探测可能对提高强天气监测预警水平和防灾减灾应具有一定的价值。

基于海南省“威马逊”及“海鸥”台风次生海岸洪水灾后问卷调查的室内财产脆弱性研究

以2014年"威马逊"及"海鸥"台风次生海岸洪水灾害为对象,以主要受灾区海南省海口市及文昌市为研究区,通过实地勘测调查及问卷调查获取了这两场灾害的重点淹没地区、室内财产淹没水深、财产价值及损失率等数据;选取淹没水深作为致灾因子危险性代表性指标,构建了居民住房室内财产脆弱性曲线及商业用房室内财产脆弱性矩阵,从而定量地刻画了淹没水深与损失率之间的关系;另外利用调查数据,分析了淹没时长、减灾措施等因素对损失率大小及脆弱性曲线不确定性的影响;最后从加强脆弱性曲线结果的区域适用性、有效降低脆弱性曲线的不确定性等方面给出了未来研究的建议。