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1、2017焦N01濰坊沿海波浪和風暴潮特征研究楊帆，楊波+。王智峰，孫京(中國海洋大學，山東青島266100)摘要：本文首先利用高精度海面風場，基于濰坊近岸的水深地形數(shù)據(jù)，運行SWAN海浪模式得到了一15m等深線3個特征點的波浪參數(shù)，利用P一Ⅲ型極值分布推算得到了濰坊外海點不同方位波浪要素的重現(xiàn)期；分析了濰坊近海平均的4個季節(jié)的有效波高、波向及平均周期的分布特征?；贏DCIRC水動力模式，對1994—2013年連續(xù)20年的風暴過程進行模擬分析，得到每個風暴過程最大水位以及最大風暴增水，并分別用GUMBEL方法和P-III方法推算了不同重現(xiàn)期的水
2、位和風暴增水。本文可以為濰坊沿海波浪和風暴潮特征研究提供參考，為海洋工程建設(shè)以及海岸建筑設(shè)計等提供科學依據(jù)。關(guān)鍵詞：濰坊；波浪；風暴潮；氣候特征；極值條件中圖分類號：P731．22文獻標志碼：A文章編號：1003—6482(2017)01—029—09引言通常所說的海浪，指海洋中由風產(chǎn)生的波浪，包括風浪、涌浪及混合浪。災難性海浪是一種不可忽視的海洋災害，據(jù)統(tǒng)計，在全球范圍內(nèi)海浪引發(fā)的災害損失可占自然災害損失的10％，一般的，當海浪的波高達到4～5m，就很容易造成重大海難事故[1]。海浪的研究可為近岸工程設(shè)計參數(shù)的確定提供參考資料，正確的海浪預報
3、則能為船舶航行及海上漁業(yè)活動進行預警。風暴潮災害居我國海洋災害之首，對風暴潮的模擬及預測對于沿海城市的防災減災有重要意義，對沿海城市近岸建筑設(shè)計以及海洋工程項目也有參考依據(jù)。因此，對海浪和風暴潮的發(fā)生、發(fā)展及實時預報進行研究，具有非常重要的現(xiàn)實意義。SWAN模式是第3代海浪模式，該模式考慮了波浪折射、繞射、反射、淺化、深水波浪破碎與非線性相互作用等物理過程，適用于河口、湖泊以及海岸的近岸淺水波浪模擬。SWAN模式一經(jīng)發(fā)布，即被廣泛應用到海浪的模擬計算，Gorman等[23用SWAN模式推算了澳大利亞、葡萄牙、美國等地的風浪，國內(nèi)SWAN模式多應
4、用于東海、南海及臺灣海峽的臺風浪研究中，近些年來，SWAN開始被應用于渤海海域¨J，黃必桂H]運用SWAN模式對渤海的海浪進行了數(shù)值模擬，但對于濰坊近海波浪的模擬卻很少。而ADCIRC模型在風暴潮的模擬中有較為廣泛的應用，由于采用非結(jié)構(gòu)三角形網(wǎng)格，可以靈活地處理開邊界和陸邊界的空間分辨率，從而可以很好地刻畫港口、河口、島嶼等近岸地形。故本文分別利用SWAN淺海波浪模式和ADCIRC模型對濰坊近海海域的波浪和風暴潮進行模擬探究。1風場簡介本文所需驅(qū)動風場數(shù)據(jù)的來源是WRF同化得到的高分辨率風場，時間范圍是1995年1月1日0點至2014年12月3
5、1日21點，時間分辨率為3h，空間分辨率為0．1。×0．1。，空間范圍為32。N～410N，117。E～127。E。本文所使用的風場是由有限區(qū)域中尺度模式WRF模式構(gòu)造的再分析風場，針對本文的水平范圍需要，綜合考慮模擬區(qū)域、分辨率與計算時間，WRF模式設(shè)置為兩重雙向嵌套網(wǎng)格，其中較大區(qū)域的分辨率基金項目：國家自然科學基金項目(51509226)；中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項(201513040)；2014年度海洋公益性行業(yè)科研專項“海洋強國建設(shè)的評價體系研及應用”資助第一作者簡介：楊帆(1990一)，女，碩士研究生，研究方向；海浪與小尺度海氣相互
6、作用．E-mail：sherryl_young@163．tom*通訊作者：楊波，主要從事淺海動力學研究，E—mail：yang．bo@OUC．edu．cn收稿日期：2016-05-09y曙O眥報虬n通”g沼山n湖嗽O(shè)洋“S海．m耐；芻m海洋湖沼通報相對較粗，約為30km，格點數(shù)為113×127，而較小區(qū)域的分辨率相對較高，約為10km，格點數(shù)是140×190，采用的數(shù)據(jù)同化方案是三維變分方法(3DVAR)，并且在模式中植入了臺風信息，使結(jié)果更為準確可靠。數(shù)據(jù)后報輸出風場結(jié)果為3h／次，最終得到了經(jīng)過同化后的高分辨率風場數(shù)據(jù)作為波浪模擬的驅(qū)動風場
7、。近10a的WRF模式應用表明，該模式在中尺度風場的模擬和預報中具有優(yōu)越性和普適性。王澄海等哺3對WRF模擬風場和實際觀測風場進行驗證比較的實驗表明：WRF模式在風場的模擬中有很好的性能。對WRF模式得到的高分辨率風場數(shù)據(jù)進行結(jié)果檢驗。實測數(shù)據(jù)選取濰坊港編號為W0101號的氣象浮標數(shù)據(jù)，利用氣象浮標4個季節(jié)的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)與對應時間段同化得到的風場數(shù)據(jù)進行對比驗證。檢驗的內(nèi)容為平均風速和風向，波浪氣象浮標和驅(qū)動風場結(jié)果的觀測高度均為海表面10m。對于風速，考察的要素主要為平均誤差、絕均差、均方差和平均相對誤差；對于風向主要考察的要素是風向偏差。經(jīng)
8、檢驗，風速平均誤差僅為1．49m／s，絕均差為2．33m／s；風向偏差平均值為40。左右。圖1為觀測站點的位置圖以及秋季觀測記錄與驅(qū)動風場的對比結(jié)果，
