浙江沿海超强台风作用下的台风浪波高
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钱塘 江河 口两 岸 和浙东 沿海 地 区 ，人 口稠 密 ，经 济
是海 堤受 灾 的主要 要 素之 一 。近年来 ，随着 全球气
候变暖等因素的变化 ，极端性 天气气候 事件增多 ，
热带 气旋 中达 到 台风和 强 台风 的 比例 升 高 ，登 陆或 严 重 影 响浙江 的强 台风 频率呈 上 升态 势 ，强 台风甚
集 成模 式 ，在验 证 ４场 浙 江沿 海 台风浪 在 基 础上 ，
至超强台风频繁袭击浙江 ， 有历史资料以来 ，已有 两次超强 台风正面袭击浙江沿海。浙江沿海尤其是
收稿 日期 ：２ １— ３ ２ ；修订 日期 ：２ １— ４ ２ ００ ０—６ ０２０— ５
基金项 目：国家 自然科学基金 （０ ０ ０ ２ ；水利部计划项 目 （０ ８ ４ ８ 。 ５８９６） ２ ０ — ５ ） 作者简介 ：黄世 昌 （９ ６ ） １６ 一 ，男 ，博 士 ，教授级 高工 ，主要从事河 口海岸工程研究 。电子邮箱 ：ｃ ｅｘｓｎ ６ ． ｍ。 ｈ ｎｉ ＠１ ３ ｏ ｏ ｃ
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中图 分 类 号 ：０ ５ ． ３ ３２ 文 献 标 识码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ９ ２ ２ １ ）４ ０ ６ — ７ ０１６３（０２０—３９０
Ｔｙ ｈｏ ｎ－ｇ ｎｅ ａ ｅ ｖ ｉ ｈ ｐ ｏ ｅ ｒ ｔ ｄ ｗａ ｅ ｈｅ ｇ ｔｄｕｅ ｔ ｈｅ ｓ ｅ ｙ ｏ ｎ ｈｅｃ ａ ｔ ｌ ｏ ｔ ｕｐ ｒｔ ｐｈ ｏ ｉ ｔ ｏ ｓａ ｎ
摘
要 ：基于 Ｓ Ｎ波浪传播模型建立包含风暴潮与天文潮耦合传播 的台风浪数值模型 ，通过多次台风 引起 的波浪模拟 ，证 ＷＡ
实该模 型可适用 于浙江沿海 。将 １４ ９ ９年 以来登陆 我国大陆沿海最强 的 “ ６ ２ ５ １ ”号 台风作 为典型 的超强 台风 ，计算 了超强 台 风在浙北至浙南 ３个不同地 点登陆遭遇 天文潮 高潮位 时产生 的沿海波 高过 程。结 果显示 ，在开敞海 区，登陆点南侧 附近及其 以北沿海 ，台风登陆时过程最大有 效波高与风暴 高潮位基本 同时出现 ，而 在登陆点以南远 区的沿海海域 ，最大有效 波高出现 在登陆前 的一个高 潮位附近；超强台风作用下 浙江 陆域沿海离岸 近 １ｋ ｍ范 围内有 效波高可达 ４ ６ｉ。这些结 论对海堤工程 ～ ｎ 设计和防灾减灾具有重要意义。 关键词 ：超强台风 ；台风 浪 ；浙江沿海
用量 随时 间 的变化项 ，第 二 、三 项为 波作用 量 的空 间对 流项 ，第 四项 为 由于 水深变 化和 水流作 用造成 的波作用 量在频 域 上 的变 化 ，第 五项 为折射 项 。波 作 用量 方 程 的离 散基 于迪 卡 尔 坐标 下 的 隐式差 分 ， 对 于波 的传播 和源 项采用 固定 的时 间步长 。
１ 数值模 型
台风 浪是 台风作 用 于海面 的一种 效 应 ，伴 随风
暴潮发生，当风波 由向岸移动 的台风产生时 ，波的 传 播 方 向和 波高 的强 弱 不仅 受 风 速 和风 向 的制 约 ， 还受到天文潮与风暴潮 的综合潮波传播 的影响 ， 特 别 是 堤前滩 地 的综 合潮 位影 响 。因此 ，本文 的浙 江 沿 海 台风浪 的数 值模 式 由三部分 构成 ，即表 征 台风
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３０ ７
海
洋
通
报
３ 卷 １
计算了超强 台风沿浙北至浙南 ３ 条路径在年最高天 文 潮位 登 陆时产 生 的台风浪 ，分 析浙 江沿海 波 高的 分 布 以及波 高过 程特 征 。
ｓ分别 代表 由风 产生 的能 量输人 、波 与波 问相 互作 ，
用 、破 波 耗散 、床底 损失 。式 中左 端第 一项 为波作
第 ３卷 １
第 ４期
海
洋
通
报
Ｖｏ ．３１ Ｎｏ １ ． ．４ Ａｕｇ ．２０１ ２
２１ ０ ２年 ８月
ＭＡＲＩ Ｓ ＮＥ Ｃｍ ＮＣ Ｂ Ｌ Ｉ Ｅ ＵＬ ＥＴ Ｎ
浙 江沿海超 强 台风作 用下 的台风浪波高
黄世 昌，赵鑫 ，娄海峰 ，谢亚力
（ 浙江省水利河 口研究院 ，浙江 杭州 ３０ ２ ） １０ ０
ｌｎ ｎ Ｃ ｉ ａ ｓ ｃ ９ ９ ｗ ｓｔ ｋ ｎ ａ ｈ ｙ ｉａ ｕ ｅ ｐ ｏ ｎ ｆ ｒｔ ｅｄ ｓｇ ｆ ｐ ｏ ｎ ｒ ｕ ｅ ， ｌ ｎ ｉ ｇａ ｉ ｅ ｅ ｔ ａ ｄ ｉ ｈ ｎ ｉ ｅ １ ４ ， ａ ａ ｅ ｓ ｔｅ ｔ ｐｃ ｌ ｐ ｒｔ ｈ ｏ ｅ ｉｎ ｏ ｔ ｈ ｏ ｏ ｔ ｓ ａ ｄ ｎ ｔｄｆ ｒ ｎ ｎ ｓ ｙ ｏ ｈ ３ｙ ｆ
天文潮与风暴潮的耦合模型计算域西至广东汕
头 ，南 至 台湾 岛南端 ，东至 日本 琉球 群 岛 一 国济 韩
州岛东侧一线 ， 北至渤海辽东湾北岸 ，大致范围为
２． Ｎ ４ｏ １ Ｏ 一 １Ｎ、１６５Ｅ １７Ｅ，计 算 域 面 积 为 ２４ ５ １．ｏ 一２ 。 ２ 万 ｋ 。整 个 计 算 域采 用 三 层嵌 套 逐 步 加 密 网格 ， ｍｚ 其 中大范 围的 网格 尺寸 为 ８１０ｍ，其后 每 一 层 网 ０ 格逐 层缩 小 ３倍 ，９０ｍ 尺寸 的细 网格 覆 盖 了浙 江 ０ 沿 海 。 台风 浪计 算 区域 在 其 内侧 ，不 含 渤 海 湾海 区 ，同样 以三层嵌 套逐步 加密 网格 ，以大 区计算 的 成 果 作 为 小 区边 界 条件 ，浙 江 沿 海 区域 计 算 步 长 ９ ０ｍ，计 算 网格 点 与风 暴 潮 网格 点一 致 。在 天 文 ０ 潮 与耦 合计算 风暴 潮位 过程完 成后传 递 给台风 浪计
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浙 江省地 处 我 国东 南 沿海 ，台风浪伴 随 风暴潮
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发达，但地势低平，海堤工程是抗浪御潮的唯一屏 障 ，一旦 受损 ，极 易造 成 巨大损 失 。因此研 究浙 江 沿海超强台风引发 的台风浪对于防灾减灾具有极其 重要 的意义 。本文基 于 Ｓ Ｎ （ ｏｉＮｅ ａ，１９ ） ＷＡ Ｂ ｏ ｊ ｔｌ ９ ９ 台风浪模式 ，建立浙江沿海天文潮一 风暴 潮一 海浪
特征 的强迫 力模 型 、天文潮 与 风暴潮模 型 和 台风 浪 模 型 。各模 型 的选 取 如下 ： （）选 用 气压 场 与 风 １ 场模 型表 达 台风 风速 和气 压 （ｅｅｎａｓｉ ９ ５ ， Ｊｌ ｉｎｋ，１６ ） ｓ 以经 验关 系式计 算 最大 风速半 径及该 处 的最大 风速
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钱塘 江河 口两 岸 和浙东 沿海 地 区 ，人 口稠 密 ，经 济
是海 堤受 灾 的主要 要 素之 一 。近年来 ，随着 全球气
候变暖等因素的变化 ，极端性 天气气候 事件增多 ，
热带 气旋 中达 到 台风和 强 台风 的 比例 升 高 ，登 陆或 严 重 影 响浙江 的强 台风 频率呈 上 升态 势 ，强 台风甚
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收稿 日期 ：２ １— ３ ２ ；修订 日期 ：２ １— ４ ２ ００ ０—６ ０２０— ５
基金项 目：国家 自然科学基金 （０ ０ ０ ２ ；水利部计划项 目 （０ ８ ４ ８ 。 ５８９６） ２ ０ — ５ ） 作者简介 ：黄世 昌 （９ ６ ） １６ 一 ，男 ，博 士 ，教授级 高工 ，主要从事河 口海岸工程研究 。电子邮箱 ：ｃ ｅｘｓｎ ６ ． ｍ。 ｈ ｎｉ ＠１ ３ ｏ ｏ ｃ
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摘
要 ：基于 Ｓ Ｎ波浪传播模型建立包含风暴潮与天文潮耦合传播 的台风浪数值模型 ，通过多次台风 引起 的波浪模拟 ，证 ＷＡ
实该模 型可适用 于浙江沿海 。将 １４ ９ ９年 以来登陆 我国大陆沿海最强 的 “ ６ ２ ５ １ ”号 台风作 为典型 的超强 台风 ，计算 了超强 台 风在浙北至浙南 ３个不同地 点登陆遭遇 天文潮 高潮位 时产生 的沿海波 高过 程。结 果显示 ，在开敞海 区，登陆点南侧 附近及其 以北沿海 ，台风登陆时过程最大有 效波高与风暴 高潮位基本 同时出现 ，而 在登陆点以南远 区的沿海海域 ，最大有效 波高出现 在登陆前 的一个高 潮位附近；超强台风作用下 浙江 陆域沿海离岸 近 １ｋ ｍ范 围内有 效波高可达 ４ ６ｉ。这些结 论对海堤工程 ～ ｎ 设计和防灾减灾具有重要意义。 关键词 ：超强台风 ；台风 浪 ；浙江沿海
用量 随时 间 的变化项 ，第 二 、三 项为 波作用 量 的空 间对 流项 ，第 四项 为 由于 水深变 化和 水流作 用造成 的波作用 量在频 域 上 的变 化 ，第 五项 为折射 项 。波 作 用量 方 程 的离 散基 于迪 卡 尔 坐标 下 的 隐式差 分 ， 对 于波 的传播 和源 项采用 固定 的时 间步长 。
１ 数值模 型
台风 浪是 台风作 用 于海面 的一种 效 应 ，伴 随风
暴潮发生，当风波 由向岸移动 的台风产生时 ，波的 传 播 方 向和 波高 的强 弱 不仅 受 风 速 和风 向 的制 约 ， 还受到天文潮与风暴潮 的综合潮波传播 的影响 ， 特 别 是 堤前滩 地 的综 合潮 位影 响 。因此 ，本文 的浙 江 沿 海 台风浪 的数 值模 式 由三部分 构成 ，即表 征 台风
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浙 江沿海超 强 台风作 用下 的台风浪波高
黄世 昌，赵鑫 ，娄海峰 ，谢亚力
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天文潮与风暴潮的耦合模型计算域西至广东汕
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州岛东侧一线 ， 北至渤海辽东湾北岸 ，大致范围为
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浙 江省地 处 我 国东 南 沿海 ，台风浪伴 随 风暴潮
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发达，但地势低平，海堤工程是抗浪御潮的唯一屏 障 ，一旦 受损 ，极 易造 成 巨大损 失 。因此研 究浙 江 沿海超强台风引发 的台风浪对于防灾减灾具有极其 重要 的意义 。本文基 于 Ｓ Ｎ （ ｏｉＮｅ ａ，１９ ） ＷＡ Ｂ ｏ ｊ ｔｌ ９ ９ 台风浪模式 ，建立浙江沿海天文潮一 风暴 潮一 海浪
特征 的强迫 力模 型 、天文潮 与 风暴潮模 型 和 台风 浪 模 型 。各模 型 的选 取 如下 ： （）选 用 气压 场 与 风 １ 场模 型表 达 台风 风速 和气 压 （ｅｅｎａｓｉ ９ ５ ， Ｊｌ ｉｎｋ，１６ ） ｓ 以经 验关 系式计 算 最大 风速半 径及该 处 的最大 风速
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