上海沿岸天文潮及风暴潮非线性相互作用的数值研究.pdfVIP

维普资讯 第28卷 第 1期 海 洋 与 湖 沼 Vol28．No I 1997年 1月 oCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICA Jan 1997 一 上海沿岸天文潮与风暴潮非线 相互作用的数值研究 尸 ，；／． 盍虬 (上悔台风研究所。上海 200030) 提^妻 运用二维非线性风暴潮、天文潮和联合水位模型对 8次 同路径的热带气旋引起的 上海地区天文潮与风暴潮的非线性相互作用进行了数值研究，讨论了由天文潮与风暴潮非 线性相互作用引起的增水特征，分析了控制方程中各非线性项对天文潮与风暴潮非线性相互作 用引起的水位变化的贡献 研究表明，考虑天文潮与风暴潮的非线性相互作用后，使风暴 潮和水位的数值模拟结果得到了改善，非线性底摩擦在控制天文潮和风暴潮非线性相互作 用中起着重要的作用，而非线性浅水项和动量对流输送对两潮的非线性相互作用也 可忽 视 当显 期振动。从50年代以来，许多学者对天文潮和风暴潮(简称 r—S 下同)非线性相互作 用的机制进行了研究(Proudman，1955a，1955b~Bank，1974；Wolf，1978，1981；Prandle eta1．，1978，1986；Das，1980”；Murtyeta1．，1981)，但迄今为止，仅张延庭等 (1989)对渤海运用考虑天文潮和风暴潮非线性相互作用的联合水位模型对水位和增水进 行了数值模拟，同时分析了非线性相互作用与潮流的关系。而对上海沿岸地区_，一 非 线性相互作用的机制研究极少 在上海沿岸地区，r— 非线性相互作用既有其一般 的规律，还有它的特殊性。本文旨在研究上海地区r— 非线性相互作用的机制，期望 它能对上海及其毗邻地区的风暴潮和水位的数值模拟和预报有一定的参考价值。 1 数值模型 所用的风暴潮、天文潮及水位动力学模型如下： (鲁 )V+)一 =一(- (1) d 4 ) (c) ) 上海市科学技术发展基金资助项 目。端义宏，男，}乜生于 1963年9月，硕七 副研究员 1jDos，P K ，1980，Storm surgesin the b ofBcl ProceedingsWMO Symposium on Typhoons， sl】aIlgh ，China。PP 171— 183 收稿日期：1993年12月7日 接受 日期：1996年1月3日． 维普资讯 期 端义宏等：上海沿岸天文潮与风暴潮非线性相互作用的数值研究 +V’(h … V (re) (2) U I ( 式中，Z(u， 表示水平流速； 是相对于未扰海面的高度， 和t分别表示海面大气 压强和风应力：h为水深；f 为科氏参数； 为底摩擦系数；g为重力加速度；，为时间； V为水平nabla算子 对模型进行数值积分时采用半动量守恒的差分公式。计算域为 27。39 N一 34。15N，119。48 E一 127。46E。水平差分格距为33kni，时间步长为200s。模式 积分所用的初始场，边界条件以及相应的热带气旋(简称 TC,下同)气压场和风场模 型，参见文献(QineIa1．，1994)。 本文选作模拟的热带气旋个例有8个，它们的编号为5116，5410，6014，7910，7413， 8114，8310和 8615。