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渤海海域天文潮预报及海啸、寒潮数值模拟

张弛  
【摘要】: 在沿海地区,寒潮、海啸会引起近海水位剧烈变化,给沿海带来灾害性的影响。因此,建立海域的水位模拟和预报系统是非常有必要的。 COHERENS模型是一个三维水动力模型,既可用于长周期重力波的数值模拟,又可以进一步模拟泥沙、污染物、盐分和热量等物理量的输运;模型可综合考虑风、表面波等诸多因素的影响,既可采用直角坐标系模拟小范围海域的潮位过程,又可采用球坐标系模拟大范围海洋潮波过程。垂向经σ坐标变换后简化了海底和自由表面边界条件。动量方程中水平切应力采用Boussinesq假设,垂向采用静水压力假设。方程求解中,水平方向采用Arakawa的C网格系统,动量方程采用模式分裂技术进行求解,所有水平导数项采用显格式计算,垂直方向采用半隐式格式,对流项采用TVD格式。 利用COHERENS模型的调和分析功能,通过对烟台、大连两水文站一年的潮汐表水位进行调和分析,得到了170个分潮的潮汐调和常数,进而建立了黄渤海170个分潮的潮汐预报系统。采用该模型,模拟了渤海中部一假想地震海啸发生后对渤海沿岸水位过程的影响,分析了海域内水位的传播特征。又模拟了2005年一次较大实际寒潮过程渤海海域沿海各验潮站的潮位变化,并将预报结果与塘沽水文站实测值进行了对比。


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