强台风珍珠引起的近岸波浪场数值分析-海洋预报.PDFVIP

第28 卷 第4 期 海 洋 预 报 Vol.28 ，No.4 2011 年08 月 MARINE FORECASTS Aug.2011 强台风“珍珠”引起的近岸波浪场数值分析 赵凯，栾曙光，张瑞瑾 （大连海洋大学，辽宁大连116023） 摘 要：台风浪的研究对于船舶航行、避风以及港口、海洋和近岸建筑物的安全有着重要的现实意 义。本文基于考虑波浪折射、底部损耗及波浪破碎等的波谱模型，在充分考虑风能量输入、白帽耗 散、水深诱导以及波-波间的非线性相互作用等物理过程，对袭击广东省和福建省沿海的0601 号强 台风“珍珠”引起的台风浪过程进行了数值模拟计算，计算结果与云澳海洋站和遮浪海洋站的观测 资料基本吻合。经分析得到了近岸台风浪场有效波高分布的变化规律，为近岸海域台风浪场模拟 与预报提供了一种有效的方法，为船舶和港口的防灾减灾提供了较为重要的参考依据。 关键词：波谱模型；波浪场；有效波高 中图分类号：P444 文献标识码：A 文章编号：1003-0239 （2011 ）04-0035-08 SW 模型基于波作用守恒方程，采用波作用密 1 引言 度谱N σθ 来描述波浪。模型的自变量为相对波 ( ) 频率 σ 和波向 θ 。波作用密度与波能谱密度 中国位于太平洋西岸, 拥有广阔的领海和漫长 E σθ 的关系为： ( ) 的海岸线。因而在台风多发的西北太平洋海域, 每 N σθ E σθ /σ （1） 年台风引发的灾害都非常严重。研究表明, 台风引 ( ) ( ) 起的巨大波浪的破坏力远比台风本身大, 每年由海 式中σ为相对频率，θ为波向。 浪造成的直接经济损失达数亿元。因此对台风浪 在笛卡尔坐标系下，MIKE21 SW 的控制方 程，即波作用守恒方程可以表示为： 场进行数值计算与分析对于防灾减灾、保障灾区 ¶N  S 人民的生命财产安全是十分必要的。 ¶t +Ñ(VN ) σ （2 ）   式中V 指波群速度，V = ( c , c , c , c ) ，c , 2 数学模型简介 x y σ θ x c 分别表示波作用在地理空间（x, y ）中传播时的变 y 化，c 表示由于水深和水流变化造成的相对频率 2.1 模型控制方程