风暴潮、浪数值预报PDF电子书下载

1.1 概况 1

1.1.1 风暴潮灾害 1

第1章 风暴潮、浪基础 1

1.1.2 巨浪灾害 3

1.1.3 风暴潮、浪对海上军事活动的影响 4

1.2 风暴潮和海浪的研究与预报状况 4

1.2.1 风暴潮灾害的研究现状 4

1.2.2 海浪研究与预报 6

1.3.1 风暴潮定义 8

1.3 风暴潮概念 8

1.3.2 风暴潮分类 9

1.3.3 中国风暴潮的特点和预报 10

1.4 风暴潮最新观测事实和理论定性分析 11

1.4.1 风暴潮观测事实 11

1.4.2 风暴潮理论定性分析 12

1.5 海洋和大气交界面的空气动力学粗糙度 13

1.5.1 引言 13

1.5.2 COARE算法 14

1.5.3 海面空气动力粗糙度参数化方案 16

1.5.4 参数化方案的相互比较 17

1.6 中国海潮波的研究 22

1.6.1 研究背景 22

1.6.2 东中国海潮波的研究状况 23

1.6.3 南海潮波的研究状况 25

1.6.4 台湾海峡潮波的研究状况 26

1.7.1 风暴潮监测系统 27

1.7 风暴潮监测与预报系统 27

1.7.2 风暴潮预报系统 28

1.7.3 风暴潮预报的准确度 30

参考文献 32

第2章 风暴潮陆架动力学基础 37

2.1 近海潮汐和非潮汐的水位变化 37

2.1.1 近海潮汐 37

2.1.2 非潮汐的水位变化 39

2.2 潮汐和风暴潮的控制方程 40

2.2.1 沿水深积分的运动方程 40

2.2.2 定常环流 45

2.2.4 边界条件 46

2.2.3 潮汐和风暴潮的控制方程 46

2.3 潮势和常规潮汐预报原理 48

2.3.1 潮势 48

2.3.2 常规潮汐预报原理 50

2.4 陆架海流的垂向结构 52

2.4.1 谱模型 53

2.4.2 均质流体 55

2.4.3 成层流体 56

2.5.1 深转风暴潮模型的近似方程组 58

2.5 陆架风暴潮的深转模型 58

2.5.2 深转风暴潮模型的讨论 62

参考文献 65

第3章 热带气旋（台风）海面气压场和风场模型 66

3.1 对称型热带气旋（台风）模型气压场和风场计算方法 67

3.2 非对称型的热带气旋模型气压场和风场计算方法 68

3.2.1 非对称台风海面气压场模型和风场模型的推导 68

3.2.2 台风海面气压场特征等压线生成技术 71

3.3.1 热带气旋（台风）要素插值方法 72

3.3 热带气旋（台风）资料处理和计算流程 72

3.3.2 热带气旋（台风）外围背景风场和模型风场的合成 73

3.3.3 热带气旋（台风）风场的同化 74

3.3.4 热带气旋（台风）风场计算流程 74

3.4 台风个例海面气压场和风场模拟 76

参考文献 78

第4章 风暴潮模式 79

4.1 引言 79

4.2.1 广义曲线坐标下的浅海动力学方程 80

4.2 风暴潮流运动的控制方程 80

4.2.2 流速逆变张量方程 82

4.3 模式方程的补充完善 84

4.3.1 完善的风暴潮模式 84

4.3.2 运动学边界条件 87

4.4 数值离散方案 88

4.5 漫滩计算和曲线网格的生成方法 92

4.5.1 漫滩计算的干湿点判断方法 92

4.5.2 曲线网格的生成方法 93

参考文献 94

5.1 波浪数值模型简况 95

第5章 近岸海浪模式 95

5.2 SWAN海浪模式基本原理 97

5.2.1 基本控制方程 97

5.2.2 物理过程处理 97

5.3 SWAN海浪模式的差分格式 101

参考文献 103

6.1 缓坡方程的动力框架 104

6.1.1 笛卡尔坐标系下波浪折射-绕射控制方程的数学提法 104

第6章 广义曲线坐标系下的缓坡方程海浪模型 104

6.1.2 理论模式的推导 110

6.2 缓坡方程海浪模式中引入自适应曲线网格的可行性研究 112

6.2.1 数值模型 112

6.2.2 网格分辨率对波浪计算影响的数值试验 113

6.2.3 缓坡方程计算分辨率选取的初步理论分析 115

6.3 广义曲线坐标缓坡方程的建立 118

6.3.1 笛卡尔坐标系下的波浪折-绕射数值模型 118

6.3.2 广义坐标系下的波浪折-绕射数值模型 119

6.4.1 差分格式 123

6.4 自适应曲线网格下的差分方程及其求解 123

6.4.2 边界条件 126

6.4.3 计算流程 127

6.5 自适应曲线网格缓坡方程海浪模式的应用检验 127

6.6 缓坡非均匀水流中的波浪方向谱折绕射联合模型 129

6.6.1 随机波面的描述 129

6.6.2 方向谱形式 130

6.6.3 方向谱折绕射联合模型 132

6.7.1 真实地形中的海浪谱折绕射联合模型 133

6.7 广义坐标系下的波浪谱折绕射数值模型 133

6.7.2 差分格式与差分方程 136

6.7.3 海浪方向谱的离散 143

6.7.4 数值计算步骤 143

参考文献 144

第7章 风暴潮和海浪耦合嵌套模式（一） 146

7.1 引言 146

7.2 湛江港计算区域选取及网格生成 147

7.2.1 计算区域及网格生成 147

7.3.2 湛江港风暴潮模式和南海风暴潮模式的嵌套 150

7.3.1 南海风暴潮和海浪模式嵌套 150

7.2.2 边界条件和初始条件 150

7.3 湛江港风暴潮和海浪耦合模式 150

7.4 湛江港风暴潮和海浪耦合嵌套模式的组成和数据流程 154

7.4.1 模式组成 154

7.4.2 模式的数据流程 154

7.5 基于遥感资料的滩地高程推算和漫滩模拟 156

7.6 9615号台风个例的计算检验 160

参考文献 163

8.1 南、东海风暴潮和海浪模式 164

第8章 风暴潮和海浪耦合嵌套模式（二） 164

8.2 汕头港风暴潮和海浪耦合模式 165

8.3 汕头港风暴潮和海浪耦合模式的框架及计算检验 168

8.3.1 模式组成和数据流程 168

8.3.2 7114号台风个例的计算检验 169

第9章 预报实例 171

9.1 0214号热带气旋风暴潮、流、浪预报 171

9.1.1 18日20时风暴潮、流、浪实时预报 172

9.1.2 19日08时风暴潮、流、浪实时预报 175

9.1.3 19日17时风暴潮、流、浪实时预报 177

9.2 热带气旋风暴潮、流、浪预报对比试验 182

9.2.1 扣除气象预报误差的预报对比试验 182

9.2.2 采用数值天气预报产品的预报对比试验 185

9.2.3 同时考虑两者的预报对比试验 190

9.3 补充预报试验 194

9.3.1 0218号热带气旋风暴潮、流、浪补充预报 194

9.3.2 0220号热带气旋风暴潮、流、浪补充预报 198

10.1.1 风暴潮误差分析 203

10.1 模拟（后报）试验检验方法和结果 203

第10章 风暴过程预报检验方法和模拟（后报）试验 203

10.1.2 海浪误差分析 204

10.2 历史个例数值模拟（后报）及检验 204

10.2.1 影响湛江港的典型热带气旋个例选取 205

10.2.2 风暴增水模拟（后报）及检验 208

10.2.3 海浪模拟（后报）结果检验 213

10.3 汕头港增水模拟（后报）检验 214

参考文献 221