風(fēng)暴潮是由強(qiáng)烈大氣擾動(dòng),如熱帶氣旋、溫帶氣旋等引起的海面異常升高現(xiàn)象。風(fēng)暴潮與天文大潮的高潮期相疊,將會(huì)造成巨大災(zāi)害,世界上絕大多數(shù)因強(qiáng)風(fēng)暴引起的特大海岸災(zāi)害都是由風(fēng)暴潮造成的,風(fēng)暴潮災(zāi)害已居海洋災(zāi)害之首。
河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院教授王如云,多年來一直從事風(fēng)暴潮的研究和預(yù)測(cè)工作。他對(duì)風(fēng)暴潮和天文潮在淺海地區(qū)的非線性相互作用機(jī)理進(jìn)行了理論分析,基于無結(jié)構(gòu)三角單元網(wǎng)格和高精度高分辨的WENO格式,建立了一個(gè)高精度高分辨率的風(fēng)暴潮二維數(shù)值預(yù)報(bào)模式。
該模式采用對(duì)岸線有較強(qiáng)擬合能力的無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對(duì)求解區(qū)域進(jìn)行離散,采用藤田公式和宮崎正衛(wèi)風(fēng)場(chǎng)模式模擬氣壓場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)。由于臺(tái)風(fēng)暴潮在近岸地區(qū)受底部地形的影響,可能引起非線性較強(qiáng)的波動(dòng),從而產(chǎn)生陡度大的波面,因此模式中利用Roe的通量函數(shù)給出守恒方程的無粘性通量,針對(duì)復(fù)雜的海底地形,對(duì)模式專門進(jìn)行了通量梯度項(xiàng)與源項(xiàng)的平衡。
應(yīng)用此模型模擬和預(yù)報(bào)珠江口地區(qū)以及江蘇沿海地區(qū)的風(fēng)暴潮增水,取得了較高精度的預(yù)報(bào)成果。
其實(shí),自上世紀(jì)90年代開始,王如云教授就圍繞水動(dòng)力學(xué)間斷波現(xiàn)象以及計(jì)算方法設(shè)計(jì)開展研究工作,是國(guó)內(nèi)最早利用高精度高分辨的數(shù)值模擬方法研究水動(dòng)力學(xué)間斷波現(xiàn)象的學(xué)者之一。
多年來,王如云教授負(fù)責(zé)或參加過多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目、國(guó)家教育部科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目、水利部“948”項(xiàng)目、江蘇省教育廳高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目等等。在國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文近60篇,參編研究生用教材3部,為我國(guó)科研教育等崗位培養(yǎng)了20多位研究生。