浙江近海典型台风浪和寒潮浪的精细化数值模拟

论文摘要

海浪是海洋动力学的重要研究内容之一。截止到目前,海浪数值模型已经从第一代模型逐渐发展到第三代模型,其中SWAN模型以其高稳定性、高精度等特点已经成为近海海浪数值模拟的重要工具之一,也成为了业务化海洋预报的模式之一。本文首先利用软件,通过卫星遥感岸线数据制作了浙江近海精细化的非结构网格,其中水深数据结合了浙江省近岸实测水深数据,以及etopl数据,所有数据统一到平均海平面;利用数值实验探究并确定了SWAN模型的启动时间以及启动方式对模拟结果的影响;利用SWAN模型网格嵌套技术对2016年台风“鲇鱼”以及2016年1月份寒潮进行了数值模拟,结果表明,构建的精细化网格和SWAN模型可较好地重现台风浪和寒潮浪极值和变化过程,可以满足研究的需要。然后,本文利用SWAN模型对多个台风包括2015年9号台风“灿鸿”、2018年10号台风“安比”、2018年8号台风“玛莉亚”、2018年14号台风“摩羯”进行了模拟:1)针对底摩擦参数、波浪破碎参数、波浪非线性相互作用模式和指定模型计算使用的风能输入模式,运用SWAN模型讨论其对模拟结果的影响进,选取合理参数,对1509号台风“灿鸿”进行模拟并根据模拟结果绘出空间波高分布图,误差统计属于合理范围,且波高的空间分布基本符合实际;2)选用不同参数方案组合（Komen+Jonswap、Westhuysen+Collins、Komen+Collins）和不同的风应力系数C 方案（Anderson（1993）、L&P（1981）、Oey（2006）、Wu（1982））两两组合对1810号台风“安比”、1808号台风“玛莉亚”和1814号台风“摩羯”分别进行模拟,整体上来讲,Oey方案的模拟效果最好;当风速不大时,Wu方案的模拟效果最优;当风速较大时,Oey方案的模拟效果明显优于其他几种方案。最后,运用SWAN模型分别对影响浙江省的两次典型寒潮（2016年1月的寒潮和2015年3月的寒潮）进行模拟,从模拟结果可以看出:模拟值与实测值较为符合,说明SWAN模型能够较好地模拟浙江近海由寒潮引起的寒潮浪,并以此为基础得到整个研究区域台风期间的波高分布图,空间波高分布基本符合实际。通过数值实验得到了寒潮影响浙江近海海域的初步规律:①寒潮风向会影响浙江近海波浪的分布;②在所选区域内,大体上可以分为4个部分,各部分对风向变化的响应均不相同;③浙江省近岸尤其以宁波、舟山、温州这一岸线对风向的响应十分剧烈,在此附近的港口和渔船需要加强冬季寒潮的防护工作。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郑桥

导师: 张继才

关键词: 浙江近海,模式,精细化网格,台风浪,寒潮浪,数值模拟

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 海洋学,海洋学,水利水电工程

单位: 浙江大学

分类号: P731.22;P715.7

总页数: 85

文件大小: 6630K

下载量: 276

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