北京及其周边地区一次大雾的数值模拟及诊断分析 被引量：49

1

作者 董剑希 雷恒池 +2 位作者 胡朝霞 肖稳安 张晓庆 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2006年第2期175-184,共10页

利用美国国家大气研究中心研制的第5代中尺度模式系统MM5对2002年12月1～4日北京及其周边地区出现的一次大雾进行了数值模拟研究,模拟的雾出现和消散时间与实况一致.同时对雾形成和维持的机制进行了分析,讨论了雾发生发展阶段的物理过程... 利用美国国家大气研究中心研制的第5代中尺度模式系统MM5对2002年12月1～4日北京及其周边地区出现的一次大雾进行了数值模拟研究,模拟的雾出现和消散时间与实况一致.同时对雾形成和维持的机制进行了分析,讨论了雾发生发展阶段的物理过程,并对影响大雾过程的辐射条件做了敏感性试验.结果表明：形成大雾的主要原因是大气层结稳定,水汽充沛,地面的长波辐射冷却;近地面层微物理过程充分发展和雾顶的强烈辐射降温致使雾在垂直空间上出现爆发性发展;而太阳短波辐射对雾的减弱消散有着重要影响;深厚逆温层的维持对雾层长时间维持起着决定性作用. 展开更多

关键词 雾 数值模拟 辐射冷却 深厚逆温

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福建沿海精细化台风风暴潮集合数值预报技术研究及应用 被引量：25

2

作者 王培涛 于福江 +1 位作者 刘秋兴 董剑希 《海洋预报》 2010年第5期7-15,共9页

该文首先基于高级环流模型(ADCIRC)建立了一个适合台湾海峡及福建沿海区域的精细化台风风暴潮数值预报模式。利用所建立的精细化数值预报模式对影响台湾海峡及福建沿海的8次台风风暴潮个例进行了模拟,对模拟的24个站次的风暴潮增水峰值... 该文首先基于高级环流模型(ADCIRC)建立了一个适合台湾海峡及福建沿海区域的精细化台风风暴潮数值预报模式。利用所建立的精细化数值预报模式对影响台湾海峡及福建沿海的8次台风风暴潮个例进行了模拟,对模拟的24个站次的风暴潮增水峰值与实测值进行了对比,平均绝对误差小于15 cm;其次,为了尽可能减小由于台风路径预报误差而造成的风暴潮增减水误差,本文采用了集合数值预报技术,试报证明此方法可以在一定程度上减小风暴潮增减水误差。 展开更多

关键词 台风风暴潮 非结构网格 集合数值预报技术

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中国海高分辨率业务化风暴潮模式的业务化预报检验 被引量：21

3

作者 董剑希 付翔 +2 位作者 吴玮 赵联大 于福江 《海洋预报》 2008年第2期11-17,共7页

国家海洋环境预报中心建立了中国海高分辨率风暴潮数值预报模式,模式在水平分辨率和网格的嵌套方面都较以往的业务化模式有改进和提高。自2003年起将模式投入业务化运行以来,连续三年共对11个台风风暴潮过程进行了跟踪预报,并将数值预... 国家海洋环境预报中心建立了中国海高分辨率风暴潮数值预报模式,模式在水平分辨率和网格的嵌套方面都较以往的业务化模式有改进和提高。自2003年起将模式投入业务化运行以来,连续三年共对11个台风风暴潮过程进行了跟踪预报,并将数值预报结果与实测资料相对比。本文将对预报模式三年来的预报结果进行检验。 展开更多

关键词 中国海高分辨率风暴潮数值预报模式 预报检验

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中国西南低空急流和西南低层大风对比分析 被引量：16

4

作者 张文龙 董剑希 +1 位作者 王昂生 王蕾 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2007年第2期199-210,共12页

通过从垂直切变角度对中国低空急流的定义，表明西南低层大风现象有两类：有垂直轴的低空急流和无垂直轴的西南低层大风（简称低层大风），并揭示了二者的气候学和天气学特征差异。分析表明：在江南地区，低空急流主要活动在4～7月850hP... 通过从垂直切变角度对中国低空急流的定义，表明西南低层大风现象有两类：有垂直轴的低空急流和无垂直轴的西南低层大风（简称低层大风），并揭示了二者的气候学和天气学特征差异。分析表明：在江南地区，低空急流主要活动在4～7月850hPa，有明显的日变化，和华南、江淮地区的暴雨期同步；在东北地区，低空急流在全年都有较多活动，多在925hPa，日变化不明显，和降水季节没有同步性。低层大风主要活动在700hPa，日变化不明显，江南地区主要发生在12月至翌年4月，东北地区全年都有少量出现；江南地区低空急流日，从850hPa至500hPa随着高度增加，气压梯度明显减小，风速随高度减小，大风只存在于对流层低层。东北地区低空急流日的气压梯度随高度减弱不明显，低空急流轴浅薄，位于925hPa左右的低层，其上方仍然受高空急流控制。低层大风日，从850hPa至500hPa随着高度增加，气压梯度明显增大，风速随高度增强，大风存在于对流层整层。风场和气压场变化趋势都近似满足地转风关系。江南地区低空急流的水平尺度和垂直厚度比较大，东北地区的低空急流尺度与“狭管”地形相当。江南地区的西南低层大风当其活动高度下降到850hPa以下并和副高西侧西南气流配合时，也有较强的水汽输送作用，伴有明显降水天气。东北地区的低空急流和低层大风，主要是与中高空大风的向下延伸和地形强迫有关，气流一般为西北再转成西南风，水汽输送能力小，不利于产生大的降水天气。总之，低空急流和低层大风有着不同的结构和成因，它们的动力热力学涵义也不同，通过对二者区分，可以更合理地理解中国低空急流与暴雨（雪）天气的关系。 展开更多

关键词 低空急流 低层大风 垂直切变

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一次区域暖雾的特征分析及数值模拟 被引量：15

5

作者 胡朝霞 雷恒池 +2 位作者 董剑希 余兴 张晓庆 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2011年第1期71-84,共14页

2004年12月17～19日在我国中东部的大部分地区出现了大雾天气,对这次大雾天气过程进行了综合探测,探测仪器包括粒子测量系统、能见度仪、雾滴谱取样仪以及常规气象观测等。作者分析了部分观测结果并结合区域尺度数值模式,揭示了区域雾... 2004年12月17～19日在我国中东部的大部分地区出现了大雾天气,对这次大雾天气过程进行了综合探测,探测仪器包括粒子测量系统、能见度仪、雾滴谱取样仪以及常规气象观测等。作者分析了部分观测结果并结合区域尺度数值模式,揭示了区域雾的一些基本特征,研究了雾形成和发展机制。结果表明,这是一次典型的辐射雾过程,雾的覆盖范围大,水平分布很不均匀。雾先从地面生成,然后不断向高处扩展,没有出现雾的爆发性增长现象。近地面逆温层的存在、充沛的水汽供应和微风条件有利于雾的形成和维持,太阳短波辐射增温和地面长波辐射降温是雾形成和消散的主要因素。 展开更多

关键词 区域暖雾 区域雾特征 雾生消 数值模拟

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海平面上升对河北黄骅台风风暴潮漫滩影响的数值研究 被引量：15

6

作者 仉天宇 于福江 +1 位作者 董剑希 付翔 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期499-503,共5页

基于河北省黄骅地区的风暴潮漫滩灾害风险评估模型,利用成熟的业务化台风风暴潮数值预报模式、100m分辨率的风暴潮漫滩数值模式,以及该地区的海平面上升和地面沉降结果数据,对台风登陆地点、路径、方向进行科学组合,利用各种组合参数条... 基于河北省黄骅地区的风暴潮漫滩灾害风险评估模型,利用成熟的业务化台风风暴潮数值预报模式、100m分辨率的风暴潮漫滩数值模式,以及该地区的海平面上升和地面沉降结果数据,对台风登陆地点、路径、方向进行科学组合,利用各种组合参数条件进行数值计算,得到了995、985、975、965hPa四种台风强度下,海平面上升对风暴潮漫滩的影响。在相对海平面上升50cm和100cm情况下,四种台风强度的风暴潮平均最大漫滩面积分别增加了约35%和86%;台风强度中等,即985或975hPa时,风暴潮最大漫滩面积的增加更为显著。研究表明,海平面上升对该地区的漫滩影响非常明显,有效防范风暴潮灾害的同时,在气候变化的大背景下,应进一步研究和提出应对海平面上升的长效防治措施。 展开更多

关键词 河北黄骅 海平面上升 风暴潮 漫滩 风险评估

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黄渤海精细化温带风暴潮数值预报模式研究及应用 被引量：13

7

作者 王培涛 董剑希 +1 位作者 赵联大 付翔 《海洋预报》 2010年第4期1-8,共8页

该文基于ELCIRC(3D Eulerian-Lagrangian Circulation)海洋模型建立了一套适合黄渤海高分辨率的温带风暴潮数值预报模式。该模式基于非结构三角形网格,对岸形的刻画具有较好的能力;利用该模式对2009年2次显著温带风暴潮过程进行了分析... 该文基于ELCIRC(3D Eulerian-Lagrangian Circulation)海洋模型建立了一套适合黄渤海高分辨率的温带风暴潮数值预报模式。该模式基于非结构三角形网格,对岸形的刻画具有较好的能力;利用该模式对2009年2次显著温带风暴潮过程进行了分析与数值模拟,将模拟结果与受影响的几个验潮站的实测数据进行了对比;对比结果表明:所建立的高分辨率预报模式后报效果总体良好;对模式中存在的问题以及造成误差的因素进行了分析说明。 展开更多

关键词 温带风暴潮 非结构网格 数值模拟

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0814号强台风“黑格比”风暴潮分析与数值模拟 被引量：13

8

作者 付翔 董剑希 +2 位作者 马经广 仉天宇 于福江 《海洋预报》 2009年第4期68-75,共8页

2008年第14号强台风"黑格比"是12年来袭击粤西最强的台风,由于它移动速度快、登陆强度强,给粤西沿海带来了严重的风暴潮灾害,珠江口至阳江一带有多个潮位站的高潮位超过历史极值。本文根据珠江口、粤西、雷州半岛等几个潮位... 2008年第14号强台风"黑格比"是12年来袭击粤西最强的台风,由于它移动速度快、登陆强度强,给粤西沿海带来了严重的风暴潮灾害,珠江口至阳江一带有多个潮位站的高潮位超过历史极值。本文根据珠江口、粤西、雷州半岛等几个潮位站资料探讨了"黑格比"台风的风暴增水特征;利用国家海洋环境预报中心业务化的风暴潮集合预报模式对本次过程进行了模拟,并分析了模拟效果。 展开更多

关键词 0814台风 风暴增水特征 风暴潮集合预报模式

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福建省沙埕港百年一遇台风风暴潮的计算 被引量：12

9

作者 董剑希 仉天宇 +4 位作者 付祥 吴玮 赵联大 吴少华 于福江 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期9-16,共8页

研究了福建省沙埕港风暴潮状况,根据收集的沙埕验潮站连续50 a(1956—2005)的台风过程增水资料以及西北太平洋57 a的台风资料,采用皮尔逊Ⅲ统计法和数值法分别计算了沙埕港的100 a一遇台风暴潮和100 a一遇最大台风暴潮,并得到了产生这... 研究了福建省沙埕港风暴潮状况,根据收集的沙埕验潮站连续50 a(1956—2005)的台风过程增水资料以及西北太平洋57 a的台风资料,采用皮尔逊Ⅲ统计法和数值法分别计算了沙埕港的100 a一遇台风暴潮和100 a一遇最大台风暴潮,并得到了产生这两种台风增水的台风路径及强度等台风参数。沙埕港100 a一遇台风暴潮为198 cm,100 a一遇最大台风暴潮为243 cm,其中产生100 a一遇台风暴潮的台风移向为NW方向,移速为19 km/h,路径位于沙埕港南12 km;产生100 a一遇最大台风暴潮的台风移向为NW方向,移速为19 km/h,路径位于沙埕港南24 km。计算结果为福建沿海海洋工程项目的建设提供了重要参考依据。 展开更多

关键词 台风暴潮 100a 一遇 台风路径

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风暴潮、大潮对广西涠洲岛西南沙滩侵蚀的影响分析 被引量：10

10

作者 李明杰 吴少华 +1 位作者 刘秋兴 董剑希 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期126-137,共12页

本文统计分析了广西涠洲岛沿海气候、潮汐和风暴潮等历史资料,利用耿贝尔方法推算了涠洲岛多年一遇年极值高潮位,并估算了其漫滩范围分布,指出近几年高潮位出现的频次和极值均越来越高是涠洲岛西南部沙滩侵蚀愈加严重的重要原因,最后结... 本文统计分析了广西涠洲岛沿海气候、潮汐和风暴潮等历史资料,利用耿贝尔方法推算了涠洲岛多年一遇年极值高潮位,并估算了其漫滩范围分布,指出近几年高潮位出现的频次和极值均越来越高是涠洲岛西南部沙滩侵蚀愈加严重的重要原因,最后结合风暴潮-海浪耦合数值模拟了研究区域内"0312"号台风风暴潮漫滩的情况,分析了风暴潮和大潮对涠洲岛西南部沙滩侵蚀的影响,对当地岸滩修复和防护具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 风暴潮 大潮 沙滩侵蚀 耿贝尔方法 数值模拟

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对流层中层中尺度对流涡旋在台风榴莲(2001)生成中的作用——模拟诊断分析 被引量：10

11

作者 张文龙 崔晓鹏 董剑希 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第1期45-57,共13页

本文基于PSU/NCAR MM5中尺度模式对台风榴莲(2001)生成过程成功的数值模拟,利用模式输出的较高时空分辨率资料,对台风榴莲生成过程中对流层中层中尺度对流涡旋(MCV)的作用进行了诊断分析。结果表明,中层MCV在台风榴莲生成中的作用有三... 本文基于PSU/NCAR MM5中尺度模式对台风榴莲(2001)生成过程成功的数值模拟,利用模式输出的较高时空分辨率资料,对台风榴莲生成过程中对流层中层中尺度对流涡旋(MCV)的作用进行了诊断分析。结果表明,中层MCV在台风榴莲生成中的作用有三个重要方面:第一,中尺度组织化作用:伴随中层MCV的垂直次级环流圈,使得区域内的积云对流热塔趋向于逐步在中心区域集中,热塔相互之间容易发生相互作用,通过合并过程有些热塔得到加强,而有些趋于消亡。同时,热塔聚集后的群体效应反馈作用又使得中层MCV加强或维持,进一步促进热塔的合并以及向轴对称化发展;第二,存贮效应:因为中层MCV的生命史比积云对流热塔长,能够将消亡对流热塔所携带的热量、水汽、涡度加以存贮和保留,使得中层MCV区域向有利于TC生成的方向发展,最终成为TC环流的"胚胎";第三,中层MCV与对流层低层的槽(涡旋)以及对流热塔之间通过相互作用,共同实现中低层系统的垂直耦合。 展开更多

关键词 台风生成 中尺度对流涡旋 对流热塔 诊断分析

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台州沿海地区台风风暴潮淹没风险分析 被引量：10

12

作者 吴玮 刘秋兴 +2 位作者 于福江 傅赐福 董剑希 《海洋预报》 北大核心 2012年第2期25-31,共7页

台州市是我国遭受台风风暴潮灾害最为严重的地区之一,对台州地区进行风暴潮淹没风险分析对于该区域的海洋防灾减灾工作有着十分重要的意义。找出对整个评估区域各控制点均能产生较大增水的台风路径作为淹没风险分析的基础路径,同时为保... 台州市是我国遭受台风风暴潮灾害最为严重的地区之一,对台州地区进行风暴潮淹没风险分析对于该区域的海洋防灾减灾工作有着十分重要的意义。找出对整个评估区域各控制点均能产生较大增水的台风路径作为淹没风险分析的基础路径,同时为保守起见,保证每次台风过程的最大增水均叠加在当地天文高潮上,根据台风强度不同分为6个等级对应风暴潮的不同强度,评估分析六个不同等级的台风风暴潮叠加到台州当地天文高潮所产生的风暴潮灾害。评估中还充分考虑了实际一维海堤等对评估结果的影响,评估结果更加合理。从分析的结果来看,由于台州市区高程普遍偏低,一旦出现海水漫堤的情况,将会在评估区域内造成大面积的淹没,受灾程度视淹没深度和范围不同而不同。 展开更多

关键词 台风风暴潮 天文潮 淹没风险

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渤海典型温带风暴潮数值模拟及改进实验 被引量：7

13

作者 傅赐福 董剑希 +1 位作者 吴少华 刘秋兴 《海洋预报》 2011年第5期1-8,共8页

分析了2010年渤海两次典型温带风暴潮过程及规律,发现沿岸的最大增水基本由北沿渤海西岸向南传播且各站出现最大增水时间有较稳定的滞后,利用一套基于非结构网格的高分辨率风暴潮模式(ADCirc)和NMEFC温带风暴潮模式(CES)分别对"201... 分析了2010年渤海两次典型温带风暴潮过程及规律,发现沿岸的最大增水基本由北沿渤海西岸向南传播且各站出现最大增水时间有较稳定的滞后,利用一套基于非结构网格的高分辨率风暴潮模式(ADCirc)和NMEFC温带风暴潮模式(CES)分别对"20101212"强温带风暴潮过程进行数值模拟,对比分析其结果的优劣后提出基于测站风场数据合成的改进实验,改进后的模拟结果在增水趋势、峰值和峰值时间均有明显的改进,说明该方法在优化局部站增水方面具有一定的应用性。 展开更多

关键词 温带风暴潮 非结构网格 高分辨率 数据合成

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基于小波分析的我国台风风暴潮直接经济损失周期分析及预测 被引量：1

14

作者 刘旭 董剑希 +4 位作者 姜珊 赵达君 付翔 王峥 梁颖祺 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期137-146,共10页

本文选取1989−2021年我国台风风暴潮直接经济损失统计数据,依据线性趋势法和Mann-Kendall非参数检验法进行分析,结果表明,32年间我国风暴潮灾害经济损失呈现显著下降趋势,整体呈厚尾分布特征,采用对数化处理后呈显著的正态分布特征。采... 本文选取1989−2021年我国台风风暴潮直接经济损失统计数据,依据线性趋势法和Mann-Kendall非参数检验法进行分析,结果表明,32年间我国风暴潮灾害经济损失呈现显著下降趋势,整体呈厚尾分布特征,采用对数化处理后呈显著的正态分布特征。采用Morlet小波变换对我国台风风暴潮直接经济损失的周期变化规律进行分析,t检验结果显示,全域存在准两次高频振荡,1~2年及7~8年的周期振荡,但随时间变化年际周期逐渐缩短为3~5年,说明风暴潮经济损失序列存在高频振荡和多周期嵌套的低频振荡规律。在此基础上,采用Daubechies小波分解分离高频信号和低频信号,均方根误差和信噪比精度分析结果表明,当小波基设置消失矩为7,分解层数为2时,我国台风风暴潮直接经济损失时间序列具有最优分解重构效果。对各分解层进行小波系数平稳性检验和白噪声检验,建立的小波分解−ARMA组合模型的模拟精度和预测精度均优于传统的自回归移动平均模型和Fourier级数拓展模型,证明了小波分解法在我国台风风暴潮经济损失快速评估中具有可靠性和优越性。 展开更多

关键词 风暴潮直接经济损失 Mann-Kendall非参数检验 Morlet小波变换 Daubechies小波分解 自回归移动平均模型

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辐射应力对台风风暴潮预报的影响和数值研究 被引量：4

15

作者 刘秋兴 于福江 +1 位作者 王培涛 董剑希 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期47-53,共7页

台风过程期间,风暴潮和海浪是相伴相生的,相互作用的。波致辐射应力对于近岸风暴增、减水起着十分重要的作用,传统的海浪模式计算辐射应力耗时较多,不能满足业务化预报的要求。根据已有波浪辐射应力的理论表达式,经过严密的数学推导,适... 台风过程期间,风暴潮和海浪是相伴相生的,相互作用的。波致辐射应力对于近岸风暴增、减水起着十分重要的作用,传统的海浪模式计算辐射应力耗时较多,不能满足业务化预报的要求。根据已有波浪辐射应力的理论表达式,经过严密的数学推导,适当的简化处理,提出了一个较为简单的波浪辐射应力表达式,并将其应用到业务化风暴潮数值预报模式中去,通过对两个影响粤西沿海的台风风暴潮过程模拟发现:考虑了波浪辐射应力作用后的风暴潮数值模式不仅物理过程更加完善,而且模式对风暴潮的模拟效果更好。 展开更多

关键词 波浪辐射应力 风暴潮 数值模拟

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覆盖中国沿海地区的精细化台风风暴潮模型的研究及适用 被引量：4

16

作者 刘秋兴 董剑希 +2 位作者 于福江 傅赐福 李明杰 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期30-37,共8页

精细化风暴潮预报是目前风暴潮预报重点发展方向之一,本文首次建立起了一个覆盖整个中国沿海地区的精细化台风风暴潮数值模型,克服了以往分区域数值模型的不足,该模型在中国沿海地区的分辨率达到300m左右。模型采用了并行计算,并对2012... 精细化风暴潮预报是目前风暴潮预报重点发展方向之一,本文首次建立起了一个覆盖整个中国沿海地区的精细化台风风暴潮数值模型,克服了以往分区域数值模型的不足,该模型在中国沿海地区的分辨率达到300m左右。模型采用了并行计算,并对2012年和2013年灾害性台风风暴潮过程进行了数值检验,计算精度和计算所用时间都能够满足业务化运行的要求。本文同时还根据中国气象局、美国国家气象局等5家主要台风预报机构给出的24h台风预报,对2013年度灾害性台风风暴潮过程进行了24h数值预报检验,检验结果表明:根据中国气象局台风登陆前24h预报可以得到更准确的风暴潮预报结果,其预报结果优于其他各家预报结果。该结论可以为今后的台风风暴潮预报中台风路径的选取提供重要的参考。 展开更多

关键词 精细化预报 中国沿海地区 风暴潮

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利用风暴潮数值模式计算重现期风暴潮的一种方法 被引量：3

17

作者 张百超 董剑希 吴少华 《海洋预报》 北大核心 2014年第4期24-31,共8页

针对沿岸海洋工程重现期风暴潮计算,提出一种计算方案,利用风暴潮数值模式计算出工程点每年最大的风暴潮序列,然后利用该序列进行统计分析。通过对广东阳江市沙环案例计算分析,结果表明:该方法与传统方法相比,精度相当,但是对于无长时... 针对沿岸海洋工程重现期风暴潮计算,提出一种计算方案,利用风暴潮数值模式计算出工程点每年最大的风暴潮序列,然后利用该序列进行统计分析。通过对广东阳江市沙环案例计算分析,结果表明:该方法与传统方法相比,精度相当,但是对于无长时间序列验潮资料的工程点,特别对于附近也无长时间序列验潮资料的工程点,其重现期风暴潮的计算方法,具有很大优势,计算结果具有很好的参考价值。 展开更多

关键词 风暴潮 重现期风暴潮 数值计算

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渤海风暴减水特征及其对深水航路影响的数值模拟 被引量：2

18

作者 傅赐福 付翔 +2 位作者 吴少华 于福江 董剑希 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期30-38,共9页

利用环渤海9个沿岸站近10a潮位资料分析渤海海域的风暴减水特征,结果表明:渤海年均出现50cm和100cm风暴减水分别超过30d和6d,每年的9月至翌年4月份风暴减水最为频繁;建立了一套精细化天文潮-风暴潮耦合模型用于渤海深水航路的潮位预报,... 利用环渤海9个沿岸站近10a潮位资料分析渤海海域的风暴减水特征,结果表明:渤海年均出现50cm和100cm风暴减水分别超过30d和6d,每年的9月至翌年4月份风暴减水最为频繁;建立了一套精细化天文潮-风暴潮耦合模型用于渤海深水航路的潮位预报,各站天文潮模拟验证的平均均方根误差为18.5cm,由此计算得到航路代表点的潮汐特征值并作潮汐预报;后报模拟了近10a重大风暴减水过程,模拟与实测吻合较好,说明该耦合模型可为该航路的潮位预报提供有益参考。 展开更多

关键词 风暴减水 深水航路 高分辨率 风暴潮-天文潮耦合 数值模拟

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热带气旋榴莲(2001)生成的垂直耦合特征和机制

19

作者 张文龙 崔晓鹏 董剑希 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2021年第3期465-482,共18页

热带气旋(Tropical Cyclone, TC)生成过程中的垂直耦合过程及其机制,是一项隐含在TC生成关键因子——弱的水平风垂直切变条件下的,重要但尚未被解答的基础科学难题.文章通过实例数值模拟和理论分析对这一问题开展了针对性研究,主要结论... 热带气旋(Tropical Cyclone, TC)生成过程中的垂直耦合过程及其机制,是一项隐含在TC生成关键因子——弱的水平风垂直切变条件下的,重要但尚未被解答的基础科学难题.文章通过实例数值模拟和理论分析对这一问题开展了针对性研究,主要结论如下:即使是发生在正压环境下的TC生成过程,仍然存在TC胚胎区的对流层中低层槽(涡)系统的垂直耦合过程.垂直耦合主要发生在热带扰动(Tropical Disturbance, TDS)阶段,实现垂直耦合的热带低压(Tropical Depression, TD)环流,才能够通过WISHE(Wind-Induced Surface Heat Exchange)机制进一步自组织发展加强并进入到TS(Tropical Storm, TS)或更强烈的TY(Tropical Typhoon, TY)阶段.在TC垂直耦合过程中,涡旋热塔(Vortical Hot Towers, VHTs)起到具体的"垂直串接"作用,是垂直耦合的直接实践者.对流层中层槽线与低层槽线在VHTs的垂直串接作用下相向移动,实现垂直耦合. VHTs能够产生强烈的低层气旋性涡度,其主要由伸展项来完成,扭转项在中上层形成单偶极或双偶极涡度对,但大致相互抵消.伸展项使得中低层风场的气旋性旋转趋向一致,扭转项使得水平风在垂直方向上均匀化分布,实现风场的垂直耦合. VHTs通过对流层中上层的凝结潜热加热使得352K相当位温线在925~300hPa高度层垂直贯通,实现温度场的垂直耦合;通过形成云塔使得环境空气增湿并接近饱和, 95%相对湿度线在925~400hPa高度层垂直贯通,实现湿度场的垂直耦合.在热塔的群体作用下, TC胚胎区发展成为暖热、近饱和并且具有强烈气旋性涡度的核心区.正压不稳定机制在西北太平洋TC生成过程中也会发生,并为TC生成提供丰富的大尺度环境涡度. VHTs的轴对称化分布是TC生成的重要标志.在TC即将生成时, VHTs轴对称化过程与涡旋罗斯贝波可能存在伴随现象. 展开更多

关键词 热带气旋生成 垂直耦合 涡旋热塔 轴对称化分布 正压不稳定

原文传递

广东省风暴潮时空分布特征及重点城市风暴潮风险研究 被引量：30

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作者 董剑希 李涛 +1 位作者 侯京明 于福江 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期83-93,共11页

收集、整理、分析1949年以来广东省10个典型验潮站的近500站次台风风暴潮过程,开展了广东省台风风暴潮和超警戒风暴潮时空分布特征研究。结果表明:广东省台风风暴潮主要发生时间为7—9月,其中7月最多、9月次之,雷州半岛东岸无论发生次... 收集、整理、分析1949年以来广东省10个典型验潮站的近500站次台风风暴潮过程,开展了广东省台风风暴潮和超警戒风暴潮时空分布特征研究。结果表明:广东省台风风暴潮主要发生时间为7—9月,其中7月最多、9月次之,雷州半岛东岸无论发生次数还是强度都明显偏多、偏强,其次为阳江;风暴潮灾害则主要发生在7—10月,以7月最多;风暴潮灾害频发区依次为珠江口、雷州半岛东岸、阳江和汕头,风暴潮灾害严重区依次为汕头、阳江和雷州半岛东岸,阳江和雷州半岛东岸为风暴潮灾害频发区和严重区。选取受台风风暴潮影响频繁和严重的典型区域阳江市。利用业务化的台风风暴潮模式开展了不同等级台风影响下阳江市的最大风暴潮风险研究,中心最低气压为970hPa的台风在最有利路径下产生的风暴潮为185cm,约20a一遇,940hPa的台风产生的风暴潮为310cm,约为500a一遇。 展开更多

关键词 风暴潮 时空分布 风险分析

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