强台风作用下近岸海域波浪-风暴潮耦合数值模拟

强台风作用会在近岸海域形成狂风、巨浪、风暴潮等极端环境,严重威胁跨海桥梁等近海工程结构安全。该研究采用Holland模型风场叠加宫崎正卫移行风场和ERA-Interim风场模拟台风风场,探讨了不同的最大风速半径经验公式对风场的适用性,同时驱动SWAN+ADCIRC波流耦合模式,模拟了强台风"玛莉亚"下台湾海峡及近岸海域波浪-风暴潮的发展过程,并分析了近岸海域波浪、风暴潮的分布特点。为证明方法的可行性和准确性,采用风、浪实测资料对数值模拟结果进行了验证。研究结果表明,叠加风场和TPXO潮汐模式共同驱动的SWAN+ADCIRC波流耦合模式,可以较好地模拟台风期间近岸海域波浪-风暴潮的生成与发展过程。

洋山港海域一次冷锋型温带风暴潮特征及各影响因子贡献的对比分析

本文研究了由2020年12月29日至31日强冷锋引起的影响洋山港海域的温带风暴潮过程。通过气象观测数据分析了其天气过程,并利用FVCOM-SWAVE波浪-风暴潮耦合模式对该过程进行了高分辨率的数值模拟,同时结合潮位站及浮标站观测数据对模拟结果进行了验证,分析模拟了波浪、潮流、风暴增减水特征。结果发现,该次冷锋型温带风暴潮过程主要表现为先短时风暴增水后出现长时间风暴减水的特征,最大风暴减水可达65~70cm,其主要诱因包括研究海域气压的快速升高并维持、长时间持续的偏北大风及波流相互作用。相关敏感试验研究了3种因子对风暴增减水位的贡献大小,发现风暴增水峰值期间风场贡献占比约为90%,海平面气压场约为5%;风暴减水峰值期间,海平面气压场的贡献度约占55%,风场约占40%,而波浪的贡献均不足10%。洋山港航道内风暴期间潮流流速最大可达到2.6~2.8m×s–1,落潮时为东南向离岸潮流,涨潮时为西至西北方向的外海潮波传入潮流;洋山港航道潮流始终是东南或西北向,此处流速辐合,是洋山海域流速最高的区域。