MM5模式臺風(fēng)模擬與工程特性分析.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：X43:P444國際圖書分類號：699.83:624工學(xué)碩士學(xué)位論文MM5模式臺風(fēng)模擬與工程特性分析碩士研究生：唐興導(dǎo)師：歐進(jìn)萍教授、院士申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：土木工程、結(jié)構(gòu)工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2008年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要摘要我國是世界上臺風(fēng)登陸次數(shù)最多、災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，登陸臺風(fēng)引起的大風(fēng)是工程結(jié)構(gòu)風(fēng)致破壞的主要原因。以往在土木工程領(lǐng)域中，研究臺風(fēng)風(fēng)場特性主要是通過現(xiàn)

2、場實(shí)測和工程臺風(fēng)模型的簡單數(shù)值模擬，顯然不能滿足當(dāng)前工程的需要。美國賓夕法尼亞州立大學(xué)(PSU)與國家大氣研究中心(NCAR)從二十世紀(jì)80年代共同開發(fā)的第5代區(qū)域中尺度數(shù)值模式MM5，經(jīng)過二十多年的發(fā)展與完善，它包含了比較全面的大氣物理過程，在中尺度現(xiàn)象模擬與預(yù)報(bào)中得到極為廣泛的應(yīng)用。本文將引入著名的中尺度模式MM5對臺風(fēng)進(jìn)行高精度的數(shù)值模擬，從物理與力學(xué)本質(zhì)方面研究臺風(fēng)邊界層風(fēng)場的工程特性，其主要研究內(nèi)容如下：首先，采用MM5模式中

3、已有的Blackadar高分辨率方案、EtaMellYamada方案、MRF方案與GaynoSeaman方案四種邊界層方案對1987年臺風(fēng)個(gè)例Betty(8710)進(jìn)行高精度的數(shù)值模擬，分析各種邊界層參數(shù)化方案對臺風(fēng)邊界層風(fēng)場、其它形勢場以及地表特征量的影響。然后，以MM5模式中Blackadar高分辨率邊界層方案為例，對臺風(fēng)Betty(8710)進(jìn)行兩次預(yù)報(bào)時(shí)間不同(24小時(shí)和48小時(shí))的數(shù)值模擬，其結(jié)果與Shapiro風(fēng)場模型的模擬

4、結(jié)果進(jìn)行比較，同時(shí)用我國沿海臺風(fēng)的實(shí)測資料驗(yàn)證其適用性。隨后又詳細(xì)分析臺風(fēng)Betty(8710)邊界層風(fēng)場平均風(fēng)速的工程特性(如水平風(fēng)速、垂直風(fēng)速與風(fēng)剖面等物理量的時(shí)間與空間變化規(guī)律)。最后，本文采用MM5模式網(wǎng)格精度為27公里、9公里、3公里與1公里的四層嵌套網(wǎng)格，對1996年臺風(fēng)個(gè)例Sally(9615)進(jìn)行高精度的數(shù)值模擬。采用Brasseur(2001)提出的陣風(fēng)估計(jì)方法(WGE方法)后處理MM5模式輸出的氣象數(shù)據(jù)，對關(guān)心的MM