渤海西岸風(fēng)暴潮預(yù)報方法研究.pdf

1、渤海西岸是風(fēng)暴潮災(zāi)害多發(fā)區(qū)，建國以來共發(fā)生嚴(yán)重的風(fēng)暴潮災(zāi)害7次，僅二十世紀(jì)九十年代以來就發(fā)生5次，發(fā)生頻次明顯增加，強度和災(zāi)害損失也越來越大，直接威脅人民群眾的生命財產(chǎn)安全，成為影響沿海經(jīng)濟發(fā)展的重要災(zāi)害。因此，加強風(fēng)暴潮預(yù)報的研究，預(yù)防和減輕風(fēng)暴潮災(zāi)害，促進經(jīng)濟發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。 本文利用氣象科學(xué)和海洋水文科學(xué)相結(jié)合的方法，應(yīng)用1951～2004年《臺風(fēng)年鑒》和黃驊港等驗潮站觀測的1985年至2004年20年的風(fēng)向、

2、風(fēng)速、逐時潮位等資料，對發(fā)生在渤海西岸的風(fēng)暴潮進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，臺風(fēng)和強冷空氣配合氣旋是造成渤海西岸風(fēng)暴潮的主要天氣系統(tǒng)，偏東大風(fēng)增水和天文潮疊加是造成風(fēng)暴潮的直接因素；風(fēng)暴潮和天文潮汐都有半日潮現(xiàn)象。通過計算每日最大潮位的平均值，得出每日平均最高潮位和最高潮位出現(xiàn)的時間。利用多年氣象資料和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品，應(yīng)用完全預(yù)報方法研究影響渤海的臺風(fēng)和冷空氣大風(fēng)與增水的關(guān)系，建立渤海西岸風(fēng)暴潮預(yù)報模型，通過臺風(fēng)或冷空氣配合氣旋影響時增水值的計

3、算，結(jié)合天文潮汐資料，做出最高潮位預(yù)報。根據(jù)渤海西岸自然地理、防潮海堤建設(shè)和沿海經(jīng)濟布局情況以及當(dāng)?shù)鼐涑蔽粊眍A(yù)測在不同潮位高度情況下的影響區(qū)域，提出防御措施。主要研究結(jié)果如下： (1)渤海西岸致災(zāi)風(fēng)暴潮一般每隔5～7年發(fā)生一次，最大間隔13年，最小間隔2年，且發(fā)生強度、頻率二十世紀(jì)九十年代以來明顯加大。渤海西岸致災(zāi)風(fēng)暴潮有臺風(fēng)和強冷空氣配合氣旋兩種天氣系統(tǒng)。 (2)七次風(fēng)暴潮災(zāi)害都集中發(fā)生在農(nóng)歷上半月的初四、初五和下半

4、月的十五、十六、十七，這時正值渤海西岸天文大潮期，天文潮汐在產(chǎn)生風(fēng)暴潮中起到了非常大的作用。當(dāng)天氣系統(tǒng)影響與天文大潮疊加，潮位超過警戒潮位時，才發(fā)生風(fēng)暴潮災(zāi)害。 (3)有風(fēng)暴潮日和無風(fēng)暴潮曰的潮位日變化位相基本一致，都存在半日潮現(xiàn)象，即每天有兩個高潮位和兩個低潮位。前半日，有風(fēng)暴潮日潮位上升較快，比天文潮汐早3小時左右，且高潮位維持時間較長，最高潮位較漲潮前高2-3米；而落潮相對緩慢，落潮后最低潮位較最高潮位低1-2米。后半曰，

5、有風(fēng)暴潮時和無風(fēng)暴潮時達到最高潮位時間相同，上升和下降幅度相當(dāng)。無風(fēng)暴潮時，最高潮位和最低潮位落差較大，一般為3米左右；有風(fēng)暴潮時，最高潮位和最低潮位落差較小，一般為2米左右；有風(fēng)暴潮日比無風(fēng)暴潮日最高潮位高1米左右。分析風(fēng)暴潮當(dāng)日逐時風(fēng)向資料發(fā)現(xiàn)，偏東風(fēng)分量較大且維持時間較長時，產(chǎn)生的增水較大，而東風(fēng)分量較小且維持時間較短時，產(chǎn)生的增水較小。 (4)臺風(fēng)是造成渤海灣風(fēng)暴潮的主要天氣系統(tǒng)，臺風(fēng)移向、路徑、強度、持續(xù)時間對風(fēng)暴潮的

6、產(chǎn)生及其潮位高低起關(guān)鍵性的作用。根據(jù)統(tǒng)計分析，進入渤海的臺風(fēng)路徑有三條，一是臺風(fēng)進入渤海后直接北上在東北平原登陸；二是臺風(fēng)進入渤海后西進在華北平原登陸；三是臺風(fēng)進入渤海后向東北方向移動在遼東半島登陸。 (5)渤海西岸呈準(zhǔn)南一北向，引起增水的主要風(fēng)向為偏東風(fēng)，而增水的量值主要與某一時段的平均風(fēng)速和大風(fēng)持續(xù)時間有關(guān)。貝加爾湖冷空氣從偏東路徑南下，與其南邊強暖濕氣流在38°N附近交匯對峙，形成東北高西南低的氣壓場形勢。由于冷暖氣團勢力

7、相當(dāng)，致使冷鋒維持20小時以上，造成渤海海峽長時間偏東大風(fēng)天氣，當(dāng)與天文大潮疊加時，引發(fā)渤海風(fēng)暴潮災(zāi)害。結(jié)合實況資料和各種預(yù)報產(chǎn)品，預(yù)報沿海平均風(fēng)速，然后計算海面平均風(fēng)速和平均東向風(fēng)速，根據(jù)平均東向風(fēng)速計算增水極值。 (6)通過對1965年以來發(fā)生在渤海西岸的風(fēng)暴潮回報，預(yù)報值與實測值基本相當(dāng)，最大誤差18cm，最小誤差2cm。表明此種方法對發(fā)生在渤海西岸的風(fēng)暴潮潮位有較好的預(yù)報能力。預(yù)報時所用的資料都是黃驊港潮位資料及常規(guī)氣象