1210號臺風(fēng)“達(dá)維”風(fēng)暴潮分析與數(shù)值模擬

韓雪 盛建明 羅鋒 劉秋興 彭模 梁曉紅

摘要 1210號臺風(fēng)“達(dá)維”是1949年以后登陸我國長江以北地區(qū)最強(qiáng)的臺風(fēng)，給江蘇、山東、遼寧等省份帶來了較大的損失。在此分析了“達(dá)維”臺風(fēng)的過程和風(fēng)暴增水情況，利用ADCIRC臺風(fēng)風(fēng)暴潮預(yù)報模式對此次過程進(jìn)行了模擬，并分析了模擬效果。結(jié)果表明，臺風(fēng)過程最大增水對應(yīng)的時間不一定就是天文高潮；臺風(fēng)風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)對1210號臺風(fēng)“達(dá)維”的風(fēng)暴潮過程的預(yù)報情況與觀測結(jié)果比較吻合，可見該臺風(fēng)風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)對此類強(qiáng)度較強(qiáng)且登陸江蘇沿海的臺風(fēng)過程的增水過程描述準(zhǔn)確，對江蘇沿海臺風(fēng)風(fēng)暴潮的預(yù)報預(yù)警有非常重要的參考價值。

關(guān)鍵詞 “達(dá)維”；風(fēng)暴潮；增水；數(shù)值模擬；ADCIRC模式

中圖分類號 S161.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）27-09448-04

Analysis and Numerical Simulation of the Storm Surge Caused by Typhoon No.1210 “Damrey”

HAN Xue¹， SHENG Jianming¹， LUO Feng¹et al

（Jiangsu Marline Environmental Monitoring Forecasting Center， Nanjing， Jiangsu 210036）

Abstract No.1210 typhoon “Damrey” is the strongest typhoon landing in north of Yangtze River after 1949， it has caused a big loss of Jiangsu， Shandong， Liaoning and other provinces. This paper attempts to analyze the process of the typhoon and the characteristics of storm surge based on the data from the marine stations of Jiangsu. Moreover， ADCIRC， the typhoon storm surge prediction model is used to simulate the surge values， and the results are evaluated. The results showed that the corresponding time of the largest water increasing during typhoon process is not necessarily the astronomical tide； the forecasting situation is similar with the observation results， indicating that the numerical prediction system can accurately describe water increasing process of the strong and landing in Jiangsu coastal area typhoon， which has an important reference value for forecasting typhoon storm surge in coastal area of Jiangsu Province.

Key words “Damrey”； Storm surge； Water increasing；Numerical simulation； ADCIRC mode

2012年第10號熱帶氣旋“達(dá)維”生成于關(guān)島東北方海面，7月27日發(fā)展為熱帶低壓，低壓中心位于24.8°N、148.6°E，向偏西方向移動進(jìn)入東海，于28日18：00起增強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴并正式編號，中心位于26.0°N、146.7°E，中心附近最大風(fēng)力8級（18 m/s），繼續(xù)向偏西方向移動，強(qiáng)度繼續(xù)加強(qiáng)。7月31日08：00增強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，8月2日08：00升格為臺風(fēng)，2日21：30左右登陸江蘇省鹽城響水的陳家港鎮(zhèn)，登陸時中心氣壓975 hPa，中心風(fēng)力12級，7級風(fēng)半徑200 km，10級風(fēng)半徑80 km。8月4日08：00，中央氣象臺將其降格為熱帶低壓，并在渤海減弱消散。“達(dá)維”是近15年來首次正面登陸江蘇境內(nèi)的臺風(fēng)，受此影響，江蘇省中北部沿岸海域出現(xiàn)了3～4 m的大浪到巨浪，江蘇輻射沙洲苦水洋浮標(biāo)測得的最大波高為3.5 m（圖1）；連云港海域出現(xiàn)了約180 cm的風(fēng)暴增水，平均風(fēng)力達(dá)11級，瞬時風(fēng)速達(dá)14級（圖2）。筆者分析了“達(dá)維”臺風(fēng)的過程和風(fēng)暴增水情況，利用ADCIRC臺風(fēng)風(fēng)暴潮預(yù)報模式對此次過程進(jìn)行了模擬，并分析了模擬效果。

3 數(shù)值預(yù)報模式檢驗(yàn)

針對江蘇沿海的水深地形現(xiàn)狀，采用了目前被國際上廣泛接受的水動力模型——ADCIRC模型模擬了此次臺風(fēng)風(fēng)暴潮過程，并與風(fēng)暴潮實(shí)況進(jìn)行了比較。

3.1 數(shù)值模式簡介

ADCIRC是由美國北卡羅來納大學(xué)的R.A. LUETTICH和美國圣母大學(xué)的 J.J. WESTERINK教授于1992年研制的基于有限元方法，可以應(yīng)用于海洋、海岸、河口區(qū)域的水動力計(jì)算模型^[4-6]，該模式有二維和三維2種運(yùn)行方式。該模式采用三角形網(wǎng)格，被美國工程兵部隊(duì)和美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用于各個軍港的潮汐、海流和風(fēng)暴潮預(yù)報中。文中采用的是ADCIRC二維模型在球坐標(biāo)系下通過基于垂直平均的原始連續(xù)方程和海水動量方程來求解自由表面起伏、二維流速等3個變量，即（ζ，u，v）。其中，在球坐標(biāo)系下海水的連續(xù)方程為：

時間和強(qiáng)度與實(shí)況值較接近。

4 小結(jié)和討論

（1） 1210號臺風(fēng)“達(dá)維”正面登陸江蘇沿海，使江蘇省遭受較大的經(jīng)濟(jì)損失，但由于臺風(fēng)冷空氣降水和臺風(fēng)降水的疊加效應(yīng)以及各種次生災(zāi)害的影響，1210號臺風(fēng)對遼寧等北方省份的影響大于對江蘇的影響。

（2） 臺風(fēng)過程最大增水對應(yīng)的時間不一定就是天文高潮，所以作風(fēng)暴潮預(yù)報

時不能僅僅簡單地將預(yù)報的過程最大增水疊加到天文高潮位上，而應(yīng)該結(jié)合預(yù)報臺風(fēng)登陸的時間和該時刻的天文潮大小做科學(xué)研判。

（3） 臺風(fēng)風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)對1210號臺風(fēng)“達(dá)維”的風(fēng)暴潮過程的預(yù)報情況與觀測結(jié)果比較吻合，可見該臺風(fēng)風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)對此類強(qiáng)度較強(qiáng)且登陸江蘇沿海的臺風(fēng)過程的增水過程描述準(zhǔn)確，對江蘇沿海臺風(fēng)風(fēng)暴潮的預(yù)報預(yù)警有非常重要的參考價值，為江蘇的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要的技術(shù)支持和保障。

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