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摘要 1210号台风“达维”是1949年以后登陆我国长江以北地区最强的台风，给江苏、山东、辽宁等省份带来了较大的损失。在此分析了“达维”台风的过程和风暴增水情况，利用ADCIRC台风风暴潮预报模式对此次过程进行了模拟，并分析了模拟效果。结果表明，台风过程最大增水对应的时间不一定就是天文高潮；台风风暴潮数值预报系统对1210号台风“达维”的风暴潮过程的预报情况与观测结果比较吻合，可见该台风风暴潮数值预报系统对此类强度较强且登陆江苏沿海的台风过程的增水过程描述准确，对江苏沿海台风风暴潮的预报预警有非常重要的参考价值。
关键词 “达维”；风暴潮；增水；数值模拟；ADCIRC模式
中图分类号 S161.6 文献标识码
A 文章编号 0517-6611（2014）27-09448-04
Analysis and Numerical Simulation of the Storm Surge Caused by Typhoon No.1210 “Damrey”
HAN Xue1， SHENG Jianming1， LUO Feng1 et al
（Jiangsu Marline Environmental Monitoring Forecasting Center， Nanjing， Jiangsu 210036）
Abstract No.1210 typhoon “Damrey” is the strongest typhoon landing in north of Yangtze River after 1949， it has caused a big loss of Jiangsu， Shandong， Liaoning and other provinces. This paper attempts to analyze the process of the typhoon and the characteristics of storm surge based on the data from the marine stations of Jiangsu. Moreover， ADCIRC， the typhoon storm surge prediction model is used to simulate the surge values， and the results are evaluated. The results showed that the corresponding time of the largest water increasing during typhoon process is not necessarily the astronomical tide； the forecasting situation is similar with the observation results， indicating that the numerical prediction system can accurately describe water increasing process of the strong and landing in Jiangsu coastal area typhoon， which has an important reference value for forecasting typhoon storm surge in coastal area of Jiangsu Province.
Key words “Damrey”； Storm surge； Water increasing；Numerical simulation； ADCIRC mode
2012年第10号热带气旋“达维”生成于关岛东北方海面，7月27日发展为热带低压，低压中心位于24.8°N、148.6°E，向偏西方向移动进入东海，于28日18：00起增强为热带风暴并正式编号，中心位于26.0°N、146.7°E，中心附近最大风力8级（18 m/s），继续向偏西方向移动，强度继续加强。7月31日08：00增强为强热带风暴，8月2日08：00升格为台风，2日21：30左右登陆江苏省盐城响水的陈家港镇，登陆时中心气压975 hPa，中心风力12级，7级风半径200 km，10级风半径80 km。8月4日08：00，中央气象台将其降格为热带低压，并在渤海减弱消散。“达维”是近15年来首次正面登陆江苏境内的台风，受此影响，江苏省中北部沿岸海域出现了3～4 m的大浪到巨浪，江苏辐射沙洲苦水洋浮标测得的最大波高为3.5 m（图1）；连云港海域出现了约180 cm的风暴增水，平均风力达11级，瞬时风速达14级（图2）。笔者分析了“达维”台风的过程和风暴增水情况，利用ADCIRC台风风暴潮预报模式对此次过程进行了模拟，并分析了模拟效果。
3 数值预报模式检验
针对江苏沿海的水深地形现状，采用了目前被国际上广泛接受的水动力模型——ADCIRC模型模拟了此次台风风暴潮过程，并与风暴潮实况进行了比较。
3.1 数值模式简介
ADCIRC是由美国北卡罗来纳大学的R.A. LUETTICH和美国圣母大学的 J.J. WESTERINK教授于1992年研制的基于有限元方法，可以应用于海洋、海岸、河口区域的水动力计算模型[4-6]，该模式有二维和三维2种运行方式。该模式采用三角形网格，被美国工程兵部队和美国海军研究实验室广泛应用于各个军港的潮汐、海流和风暴潮预报中。文中采用的是ADCIRC二维模型在球坐标系下通过基于垂直平均的原始连续方程和海水动量方程来求解自由表面起伏、二维流速等3个变量，即（ζ，u，v）。其中，在球坐标系下海水的连续方程为： 时间和强度与实况值较接近。
4 小结和讨论
（1） 1210号台风“达维”正面登陆江苏沿海，使江苏省遭受较大的经济损失，但由于台风冷空气降水和台风降水的叠加效应以及各种次生灾害的影响，1210号台风对辽宁等北方省份的影响大于对江苏的影响。
（2） 台风过程最大增水对应的时间不一定就是天文高潮，所以作风暴潮预报
时不能仅仅简单地将预报的过程最大增水叠加到天文高潮位上，而应该结合预报台风登陆的时间和该时刻的天文潮大小做科学研判。
（3） 台风风暴潮数值预报系统对1210号台风“达维”的风暴潮过程的预报情况与观测结果比较吻合，可见该台风风暴潮数值预报系统对此类强度较强且登陆江苏沿海的台风过程的增水过程描述准确，对江苏沿海台风风暴潮的预报预警有非常重要的参考价值，为江苏的防灾减灾提供了重要的技术支持和保障。
参考文献
[1]
沙文珏. 风暴潮、浪数值预报[M]. 北京：海洋出版社，2004.
[2] 王欣睿，孙波涛，陈强，等. 0606号台风“派比安”风暴潮特征分析与总结[J]. 海洋预报，2008，25（2）：99-105.
[3] 2012中国海洋灾害公报[R]. 北京：国家海洋局，2012.
[4] BLAIN C A，WESTERINK J J.The influence of domain size on the response
characteristics of a hurricane storm surge model[J].Journal of Geophysical Research，1994，99（9）：18467-18479.
[5] BLAIN C A，WESTERINK J J，LUETTICH J R. Grid convergence studies for the prediction of hurricane storm surge[J].International Journal For Numerical Methods In Fluids，1998，26：369-401.
[6] BUNYA S，WESTERINK J J，YOSHIMURA S.Discontinuous boundary implementation for the shallow water equations[J].Int J Number-Meth Fluids，2005，47：1451-1468.
[7] 傅赐福，董剑希，吴少华，等. 渤海典型温带风暴潮数值模拟及改进实验[J].海洋预报，2011，28（5）：1-8.
[8] HOLLAND G J.An analytic model of the wind and pressure profiles in hurricanes [J].Mon Wea Rev，1980， 108：421-427.
关键词 “达维”；风暴潮；增水；数值模拟；ADCIRC模式
中图分类号 S161.6 文献标识码
A 文章编号 0517-6611（2014）27-09448-04
Analysis and Numerical Simulation of the Storm Surge Caused by Typhoon No.1210 “Damrey”
HAN Xue1， SHENG Jianming1， LUO Feng1 et al
（Jiangsu Marline Environmental Monitoring Forecasting Center， Nanjing， Jiangsu 210036）
Abstract No.1210 typhoon “Damrey” is the strongest typhoon landing in north of Yangtze River after 1949， it has caused a big loss of Jiangsu， Shandong， Liaoning and other provinces. This paper attempts to analyze the process of the typhoon and the characteristics of storm surge based on the data from the marine stations of Jiangsu. Moreover， ADCIRC， the typhoon storm surge prediction model is used to simulate the surge values， and the results are evaluated. The results showed that the corresponding time of the largest water increasing during typhoon process is not necessarily the astronomical tide； the forecasting situation is similar with the observation results， indicating that the numerical prediction system can accurately describe water increasing process of the strong and landing in Jiangsu coastal area typhoon， which has an important reference value for forecasting typhoon storm surge in coastal area of Jiangsu Province.
Key words “Damrey”； Storm surge； Water increasing；Numerical simulation； ADCIRC mode
2012年第10号热带气旋“达维”生成于关岛东北方海面，7月27日发展为热带低压，低压中心位于24.8°N、148.6°E，向偏西方向移动进入东海，于28日18：00起增强为热带风暴并正式编号，中心位于26.0°N、146.7°E，中心附近最大风力8级（18 m/s），继续向偏西方向移动，强度继续加强。7月31日08：00增强为强热带风暴，8月2日08：00升格为台风，2日21：30左右登陆江苏省盐城响水的陈家港镇，登陆时中心气压975 hPa，中心风力12级，7级风半径200 km，10级风半径80 km。8月4日08：00，中央气象台将其降格为热带低压，并在渤海减弱消散。“达维”是近15年来首次正面登陆江苏境内的台风，受此影响，江苏省中北部沿岸海域出现了3～4 m的大浪到巨浪，江苏辐射沙洲苦水洋浮标测得的最大波高为3.5 m（图1）；连云港海域出现了约180 cm的风暴增水，平均风力达11级，瞬时风速达14级（图2）。笔者分析了“达维”台风的过程和风暴增水情况，利用ADCIRC台风风暴潮预报模式对此次过程进行了模拟，并分析了模拟效果。
3 数值预报模式检验
针对江苏沿海的水深地形现状，采用了目前被国际上广泛接受的水动力模型——ADCIRC模型模拟了此次台风风暴潮过程，并与风暴潮实况进行了比较。
3.1 数值模式简介
ADCIRC是由美国北卡罗来纳大学的R.A. LUETTICH和美国圣母大学的 J.J. WESTERINK教授于1992年研制的基于有限元方法，可以应用于海洋、海岸、河口区域的水动力计算模型[4-6]，该模式有二维和三维2种运行方式。该模式采用三角形网格，被美国工程兵部队和美国海军研究实验室广泛应用于各个军港的潮汐、海流和风暴潮预报中。文中采用的是ADCIRC二维模型在球坐标系下通过基于垂直平均的原始连续方程和海水动量方程来求解自由表面起伏、二维流速等3个变量，即（ζ，u，v）。其中，在球坐标系下海水的连续方程为： 时间和强度与实况值较接近。
4 小结和讨论
（1） 1210号台风“达维”正面登陆江苏沿海，使江苏省遭受较大的经济损失，但由于台风冷空气降水和台风降水的叠加效应以及各种次生灾害的影响，1210号台风对辽宁等北方省份的影响大于对江苏的影响。
（2） 台风过程最大增水对应的时间不一定就是天文高潮，所以作风暴潮预报
时不能仅仅简单地将预报的过程最大增水叠加到天文高潮位上，而应该结合预报台风登陆的时间和该时刻的天文潮大小做科学研判。
（3） 台风风暴潮数值预报系统对1210号台风“达维”的风暴潮过程的预报情况与观测结果比较吻合，可见该台风风暴潮数值预报系统对此类强度较强且登陆江苏沿海的台风过程的增水过程描述准确，对江苏沿海台风风暴潮的预报预警有非常重要的参考价值，为江苏的防灾减灾提供了重要的技术支持和保障。
参考文献
[1]
沙文珏. 风暴潮、浪数值预报[M]. 北京：海洋出版社，2004.
[2] 王欣睿，孙波涛，陈强，等. 0606号台风“派比安”风暴潮特征分析与总结[J]. 海洋预报，2008，25（2）：99-105.
[3] 2012中国海洋灾害公报[R]. 北京：国家海洋局，2012.
[4] BLAIN C A，WESTERINK J J.The influence of domain size on the response
characteristics of a hurricane storm surge model[J].Journal of Geophysical Research，1994，99（9）：18467-18479.
[5] BLAIN C A，WESTERINK J J，LUETTICH J R. Grid convergence studies for the prediction of hurricane storm surge[J].International Journal For Numerical Methods In Fluids，1998，26：369-401.
[6] BUNYA S，WESTERINK J J，YOSHIMURA S.Discontinuous boundary implementation for the shallow water equations[J].Int J Number-Meth Fluids，2005，47：1451-1468.
[7] 傅赐福，董剑希，吴少华，等. 渤海典型温带风暴潮数值模拟及改进实验[J].海洋预报，2011，28（5）：1-8.
[8] HOLLAND G J.An analytic model of the wind and pressure profiles in hurricanes [J].Mon Wea Rev，1980， 108：421-427.