天津近?？赡茏畲箫L(fēng)暴潮模擬研究

武雙全，崔曉健，高志剛，潘嵩，陳 琛，張建立，耿姍姍，李 響

（1.國家海洋信息中心，天津300171;2.國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津300192）

天津近?？赡茏畲箫L(fēng)暴潮模擬研究

武雙全1，崔曉健1，高志剛1，潘嵩1，陳 琛2，張建立1，耿姍姍1，李 響1

（1.國家海洋信息中心，天津300171;2.國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津300192）

利用實(shí)測(cè)資料分析了天津近海增減水的變化規(guī)律，冬季溫帶氣旋引起的增水在全年中所占的頻率較高，夏季熱帶氣旋引起的增水幅度較大，這兩者較容易引起較大的風(fēng)暴災(zāi)害。本文通過統(tǒng)計(jì)歷史臺(tái)風(fēng)過程，確定了最大熱帶氣旋參數(shù)，建立了風(fēng)暴增減水?dāng)?shù)值模擬模型，計(jì)算了該海區(qū)臺(tái)風(fēng)引起的可能最大增水，增水值為3.6m。構(gòu)建了溫帶敏感性實(shí)驗(yàn)，確定了該海區(qū)溫帶氣旋最大增水的方向，計(jì)算了溫帶可能最大增減水，增水值為3.3m，減水值為-3.7m。由此確定了該海區(qū)可能最大風(fēng)暴潮增水值為3.6m，減水值為-3.7m。

天津近海；增減水；可能最大風(fēng)暴潮

1引言

風(fēng)暴潮災(zāi)害居世界海洋災(zāi)害之首，我國更是世界上風(fēng)暴潮災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。2000年至今，風(fēng)暴潮災(zāi)害損失約占海洋災(zāi)害總損失的90.48%[1]。環(huán)渤海沿岸風(fēng)暴潮包括發(fā)生在夏季的臺(tái)風(fēng)潮和發(fā)生在春秋兩季的風(fēng)潮兩種形式。臺(tái)風(fēng)潮和風(fēng)潮所占的比重分別為60%和40%[2]。

天津是我國北方的重要工業(yè)和港口城市，也是受風(fēng)暴潮災(zāi)害較嚴(yán)重的區(qū)域。風(fēng)暴潮災(zāi)一年四季均有發(fā)生，除夏季有臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害外，春、秋、冬季均有災(zāi)害性風(fēng)潮發(fā)生[3]。臺(tái)風(fēng)潮一般發(fā)生在夏季（出現(xiàn)在7—9月份），該季節(jié)的海平面是全年最高的，同時(shí)該季節(jié)的天文高潮位也是一年中較高的[3-4]；一旦受到熱帶風(fēng)暴或臺(tái)風(fēng)北上影響，在渤海灣產(chǎn)生的風(fēng)暴增水與較高潮位疊加，會(huì)產(chǎn)生較大危害。在春、秋季節(jié)，渤海和黃海北部是冷暖空氣頻繁交匯的地方，冬季又頻繁受冷空氣和寒潮大風(fēng)襲擊，易形成風(fēng)暴潮，導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生。

天津近岸的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮和風(fēng)潮研究較多，王一紅等[5]較詳細(xì)地分析了天津沿海地區(qū)風(fēng)暴潮的時(shí)空分布規(guī)律、災(zāi)情和產(chǎn)生的原因，并指出近年來本地區(qū)風(fēng)暴潮發(fā)生頻率和強(qiáng)度有明顯增加的趨勢(shì)，而且造成的經(jīng)濟(jì)損失增長更快。莎日娜等[6]采用POM模式對(duì)影響天津近岸的臺(tái)風(fēng)過程進(jìn)行了模擬，并指出模擬結(jié)果能夠真實(shí)的反應(yīng)天津近岸的風(fēng)暴潮水位變化及漫灘范圍，動(dòng)邊界數(shù)值模型適合于淺海區(qū)域。許富祥[7]和于福江等[8]均采用數(shù)值模擬的方法模擬了影響渤海灣的重大風(fēng)暴潮過程，討論了潮災(zāi)的成因，并就其預(yù)防措施進(jìn)行了探討；傅賜福等[9]研究了濱海新區(qū)溫帶風(fēng)暴潮災(zāi)害，并對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估。楊曉君等[10]對(duì)2008年8月22日溫帶氣旋造成的渤海風(fēng)暴潮過程進(jìn)行了模擬。

已有的研究主要關(guān)注天津近海的臺(tái)風(fēng)引起的增水[5-8]或者溫帶風(fēng)暴增水[9-10]。在計(jì)算天津近?？赡茏畲箫L(fēng)暴潮時(shí)，應(yīng)將臺(tái)風(fēng)和溫帶風(fēng)暴的影響都考慮在內(nèi)。本文依據(jù)中國近海臺(tái)風(fēng)數(shù)據(jù)和塘沽站實(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，分別構(gòu)建了可能最大臺(tái)風(fēng)潮模型和最大溫帶風(fēng)暴潮模型，全面的計(jì)算了天津近海的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴最大增水和溫帶風(fēng)暴最大增水，在此基礎(chǔ)上計(jì)算

了天津近海的可能最大風(fēng)暴潮。

2天津近海風(fēng)暴潮統(tǒng)計(jì)特性

2.1 塘沽站增減水統(tǒng)計(jì)結(jié)果

搜集了塘沽站1951—2013年的逐時(shí)潮位觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用國家海洋信息中心的潮汐預(yù)報(bào)結(jié)果，將實(shí)測(cè)結(jié)果減去潮汐預(yù)報(bào)結(jié)果得到了塘沽站的增減水，并對(duì)增水和減水分級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明：1951—2013年，塘沽站共出現(xiàn)0.5m以上的風(fēng)暴增水3 128 d，平均每年50.5 d，其中1m以上的風(fēng)暴增水共有405 d，平均每年6.5 d。

利用塘沽站近50 a的逐時(shí)增減水序列，對(duì)不同幅度增減水出現(xiàn)的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表1?？梢钥闯觯涸摵Ｓ虺霈F(xiàn)較大減水的頻率比出現(xiàn)較大增水的頻率大。例如，超過1.2m的增水平均每44.58 d出現(xiàn)一次；超過-1.2m的減水則平均每16.74 d出現(xiàn)一次。這也說明在天津近海區(qū)域離岸風(fēng)導(dǎo)致的減水事件發(fā)生的概率較大。在增減水幅度方面，增水歷史極值和減水歷史極值量值相當(dāng)，1951—2013年期間的最大增水為2.35m，發(fā)生在1966年2月份；最大減水為-2.44m，發(fā)生在1968年1月份。

表1 塘沽站不同范圍增減水出現(xiàn)頻率的分布

2.2 典型過程分析

本文選取了1980年至今引起天津近海較大增水或者較大災(zāi)害的典型臺(tái)風(fēng)過程（8509、9216、9711和1210）和3次溫帶氣旋過程予以分析。

8509號(hào)臺(tái)風(fēng)于1985年8月16日14時(shí)（北京時(shí)，下同）在沖繩島以西150 km海面上生成，于8月18日05時(shí)在江蘇啟東登陸，19日09時(shí)在青島登陸，而后穿過山東半島于19日15時(shí)在龍口東北部入渤海繼續(xù)北上，20日0時(shí)在遼寧營口第3次登陸，受本次風(fēng)暴潮影響，塘沽站最大增水為1.31m，19日16時(shí)天津塘沽潮位高達(dá)5.45m。海水漫過海擋，沖進(jìn)濱海居民區(qū)，給國家和人民帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。

9216號(hào)臺(tái)風(fēng)于1992年8月28日14時(shí)在臺(tái)灣以東海面生成，8月30日14時(shí)登陸臺(tái)灣花蓮時(shí)，中心氣壓978 hPa，近中心最大風(fēng)速30m/s，該風(fēng)暴一直未達(dá)到臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度，但是臺(tái)風(fēng)期間，受我國東北到日本海高壓壩阻擋，造成黃海、渤海南北氣壓差越來越大，致使黃海北部、山東半島、渤海中西部出現(xiàn)8—9級(jí)，陣風(fēng)11級(jí)的東北偏東大風(fēng)。受本次風(fēng)暴潮影響，塘沽站增水極值為1.63m，9月1日17時(shí)37分，天津塘沽最高潮位達(dá)5.93m，受風(fēng)暴潮與巨浪的共同影響，天津沿海地區(qū)遭到了慘重的經(jīng)濟(jì)損失。

9711號(hào)臺(tái)風(fēng)于1997年8月10日在西北天平洋生成，逐漸發(fā)展加強(qiáng)，并于8月20日下午從山東半島北部進(jìn)入渤海后，中心氣壓990 hPa，近中心最大風(fēng)速23m/s，受本次風(fēng)暴潮影響，增水極值為1.85m，天津塘沽潮位高達(dá)5.59m，對(duì)沿海地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。

1210號(hào)臺(tái)風(fēng)于7月28日20時(shí)在日本東京東南方約1330 km的西北太平洋洋面上生成，7月31日早晨在西北太平洋洋面上加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，8月2日21時(shí)30分前后在江蘇省響水縣陳家港鎮(zhèn)沿海登陸。3日4時(shí)前后進(jìn)入山東省境內(nèi)，隨后進(jìn)入渤海西部海面。受臺(tái)風(fēng)影響，塘沽站增水極值為0.99m，塘沽站的最高潮位達(dá)到5.22m。

受北方強(qiáng)冷空氣和黃河氣旋的共同影響，2007年3月4日至7日渤海發(fā)生了一次強(qiáng)溫帶風(fēng)暴潮過程。對(duì)天津近海造成的影響主要為減水效應(yīng)，塘沽站最大減水達(dá)到-2.40m。

受溫帶氣旋北上的影響，2009年2月渤海灣發(fā)生一次溫帶氣旋過程，引起了渤海較大的偏東風(fēng)，從而導(dǎo)致西岸增水較大，塘沽站最大增水達(dá)到1.34m。

2009年4月溫帶氣旋過程主要受來自蒙古的冷空氣影響，冷空氣到來時(shí)形成的東北大風(fēng)，造成了渤海灣西側(cè)的增水，使得水位超過了警戒線，塘沽站最大增水達(dá)到1.58m。

2.2 小結(jié)

通過以上分析可知：受臺(tái)風(fēng)影響夏季易出現(xiàn)較大增水，再疊加上高潮位，同樣能引起較大的災(zāi)

害。所以在分析可能最大風(fēng)暴潮時(shí)，應(yīng)考慮冬季的寒潮大風(fēng)引起的風(fēng)潮和夏季發(fā)生的臺(tái)風(fēng)潮，本文的第3和第4部分重點(diǎn)介紹臺(tái)風(fēng)和寒潮大風(fēng)引起的風(fēng)暴潮的計(jì)算。

圖1 臺(tái)風(fēng)路徑

3臺(tái)風(fēng)可能最大風(fēng)暴增減水計(jì)算

可能最大風(fēng)暴潮（Probable Maximum Storm Surge，PMSS）的計(jì)算應(yīng)包括3個(gè)步驟：（1）選擇可靠的風(fēng)暴潮模式；（2）確定可能最大熱帶氣旋（Probable Maximum Tropical Cyclone，PMTC）關(guān)鍵參數(shù)；（3）確定PMTC移動(dòng)路徑[11]。對(duì)臺(tái)風(fēng)而言，PMSS的計(jì)算過程如下：首先要有一個(gè)經(jīng)過考驗(yàn)的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)模式；其二，確定可能最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，確定PMTC可能移動(dòng)的路徑。參數(shù)和臺(tái)風(fēng)可能移動(dòng)的路徑應(yīng)依據(jù)臺(tái)風(fēng)歷史資料用氣候?qū)W統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算后得到的，是可能發(fā)生的各種不利情況的組合。其中，PMTC參數(shù)主要包括P∞、P0和臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)

速半徑，P∞代表臺(tái)風(fēng)外圍氣壓或正常氣壓，可選取襲擊區(qū)域海平面年、季、月的平均值。這里選用葫蘆島和龍口等站的多年平均氣壓值（1 010 hPa）作為可能最大熱帶氣旋的外圍氣壓。

3.1 天津近海PM TC參數(shù)分析

收集1949年以來進(jìn)入渤海的歷年最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)路徑（如圖1a），用氣候統(tǒng)計(jì)方法可將登陸和影響天津近海的臺(tái)風(fēng)分為以下兩種類型：一是以7203為代表的西北向型臺(tái)風(fēng)路徑；二是以7303為代表的北向型臺(tái)風(fēng)路徑。為了考慮對(duì)天津近海的可能最大影響，每個(gè)典型的臺(tái)風(fēng)過程均構(gòu)建了一組臺(tái)風(fēng)路徑；西北向型臺(tái)風(fēng)路徑的構(gòu)建以7203為中心，北向和南向每隔50公里構(gòu)建一條路徑，北側(cè)兩條南側(cè)三條共六條（如圖1b）；北向型路徑的構(gòu)建為從7303向西每隔50 km構(gòu)建一條，共6條（如圖1c）。

在用統(tǒng)計(jì)法確定P0時(shí)，以進(jìn)入塘沽站400 km半徑范圍內(nèi)的65a（1949—2013年）的年臺(tái)風(fēng)中心最低氣壓為樣本。采用P—III方法計(jì)算重現(xiàn)期1000 a的臺(tái)風(fēng)中心最低為947 hPa。其中，僅7203號(hào)臺(tái)風(fēng)最低氣壓點(diǎn)落在渤海內(nèi)，其他年最低氣壓點(diǎn)均落在陸地或者黃海。進(jìn)入渤海的臺(tái)風(fēng)通常氣壓都會(huì)抬升，經(jīng)統(tǒng)計(jì)抬升量至少為5 hPa，因此，可能最大臺(tái)風(fēng)參數(shù)中的臺(tái)風(fēng)中心氣壓取952 hPa。

基于西北太平洋和大西洋最大風(fēng)速半徑的飛機(jī)探測(cè)結(jié)果分析，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的最大風(fēng)速半徑小而弱臺(tái)風(fēng)的最大風(fēng)速半徑大，低于920 hPa的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，最大風(fēng)速半徑都較小。當(dāng)P0取952 hPa時(shí)，根據(jù)臺(tái)風(fēng)樣本統(tǒng)計(jì)分析，我們推薦其臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速半徑取為50 km。NW向型臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度和N向型臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度分別與7203號(hào)和7303臺(tái)風(fēng)一致。

3.2 計(jì)算所采用的模型

風(fēng)暴潮模型采用ECOM（Estuarine Coastal Ocean Model）模型，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)迫力場(chǎng)采用理想臺(tái)風(fēng)模型計(jì)算，當(dāng)r≤2R時(shí)，采用Fujita[12]公式計(jì)算氣壓，當(dāng)r＞2R時(shí)，采用Takahashi[13]公式計(jì)算氣壓，臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)則采用Veno Takeo[14]公式計(jì)算，r是指計(jì)算點(diǎn)到臺(tái)風(fēng)中心的距離，R是指最大風(fēng)速半徑，具體計(jì)算方法參見王喜年等[15]。

3.3 模型參數(shù)設(shè)置

為準(zhǔn)確刻畫天津沿岸的岸線地形特征，本文采用網(wǎng)格嵌套方法開展數(shù)值模擬。大區(qū)為東中國海，網(wǎng)格為矩形網(wǎng)格，范圍為24°—43°N，117°—131°E，網(wǎng)格分辨率為5′×5′，網(wǎng)格數(shù)為169×229(東西×南北)，垂向平均分為10個(gè)Sigma層。小區(qū)為渤海海域，網(wǎng)格采用正交曲線網(wǎng)格，在渤海灣進(jìn)行了加密，網(wǎng)格數(shù)為150×120，x方向最大網(wǎng)格距為7 970m，最小網(wǎng)格距為900m，y方向最大網(wǎng)格距為8 320m，最小網(wǎng)格距為820m，垂向分為7個(gè)Sigma層，見圖2。小區(qū)開邊界由大區(qū)水位模擬結(jié)果提供。

3.4 模型驗(yàn)證

采用已建立的數(shù)值模型對(duì)影響渤海較大的5次臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過程進(jìn)行了模擬計(jì)算，5次臺(tái)風(fēng)是：1972年的7203號(hào)、1985年的8509號(hào)、1992年9216號(hào)、1997年的9711號(hào)臺(tái)風(fēng)和2012年的1210號(hào)臺(tái)風(fēng)，其中塘沽站的驗(yàn)證結(jié)果見圖3。

從上述結(jié)果可以看出：就各過程最大增水值而言，數(shù)值模型模擬的風(fēng)暴增水極值與實(shí)測(cè)結(jié)果較一致，表明建立的模型可靠，可用于計(jì)算天津近海的可能最大風(fēng)暴潮。

圖2 計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格圖

3.5 計(jì)算結(jié)果分析

利用3.2節(jié)給定的臺(tái)風(fēng)參數(shù)（臺(tái)風(fēng)中心氣壓：947 hPa；進(jìn)渤海后952 hPa，臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速半徑：50 km），模擬計(jì)算了兩種路徑類型各6種路徑下（每

種臺(tái)風(fēng)路徑的間隔為臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速半徑50 km）的風(fēng)暴潮增減水過程，數(shù)值模擬結(jié)果列于表2中。從表2中可以看出：NW向型假想臺(tái)風(fēng)路徑5引起天津近?？赡茏畲笈_(tái)風(fēng)增水，增水值為3.60m，N向型假想臺(tái)風(fēng)路徑5引起天津近海可能最大臺(tái)風(fēng)減水，減水值為-1.00m。由于影響天津近海的臺(tái)風(fēng)進(jìn)入渤

海后速度較快，離岸風(fēng)作用時(shí)間短，所以引起的減水較小。

圖3 典型臺(tái)風(fēng)過程驗(yàn)證圖（塘沽站風(fēng)暴增水模擬與觀測(cè)值對(duì)比）

表2 天津近海可能最大臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮計(jì)算結(jié)果表

天津地區(qū)由于其特殊性，影響到的臺(tái)風(fēng)較少，從1949—2012年，以塘沽站為中心，進(jìn)入其300 km范圍內(nèi)的臺(tái)風(fēng)過程約有14個(gè)，均發(fā)生在7月或者8月。另外統(tǒng)計(jì)了塘沽站1951—2014年累年逐月減水的最大值、最小值以及減水大于-1.3m的減水發(fā)生的次數(shù)，7月和8月減水最大值分別為-0.78 m和-1.23 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他10月的-2.43 m和1月的-2.44m，另外7月和8月兩個(gè)月份均沒有發(fā)生減水大于-1.3m的過程。所以天津近海的可能最大減水應(yīng)發(fā)生溫帶過程期間。

圖4 典型溫帶風(fēng)暴過程驗(yàn)證圖（塘沽站風(fēng)暴增水模擬與觀測(cè)值對(duì)比）

4溫帶可能最大風(fēng)暴增減水計(jì)算

4.1 模型參數(shù)設(shè)置及模型檢驗(yàn)

溫帶可能最大風(fēng)暴增水的計(jì)算采用的模型與可能最大臺(tái)風(fēng)增水計(jì)算一樣，其模型設(shè)置也一樣，但輸入的風(fēng)場(chǎng)和氣壓場(chǎng)不同。為了檢驗(yàn)溫帶風(fēng)暴潮，分別模擬了1次顯著的溫帶風(fēng)暴減水過程（2007年3月4—7日）和2次顯著的溫帶風(fēng)暴增水過程（2009年2月10—15日和2009年4月18—22日）；輸入風(fēng)場(chǎng)為MM 5中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)模式的2′×2′再分析風(fēng)場(chǎng)，其驗(yàn)證結(jié)果見圖4。從驗(yàn)證結(jié)果可以看出，就各過程最大增、減水值而言，不論從兩者位相差和量值差來考察，都表明所建立的溫帶氣旋風(fēng)暴潮模式滿足計(jì)算要求。

4.2 溫帶風(fēng)暴敏感性實(shí)驗(yàn)

為了確定引起天津近海的溫帶天氣系統(tǒng)最大增、減水的方位，對(duì)16個(gè)方位采用定常風(fēng)速（20m/s）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表3。從表中可以看出，引起天津近海的最大增水的風(fēng)向是ESE，最大減水的風(fēng)向是WNW。

4.3 可能最大溫帶天氣系統(tǒng)增水

溫帶可能最大風(fēng)暴增水計(jì)算所采用的風(fēng)速按照以下方法構(gòu)建：其一，所有計(jì)算過程時(shí)間長度48 h；其二，所有計(jì)算過程從6級(jí)風(fēng)（12m/s）開始，按拋物線分布，到24 h達(dá)到千年一遇風(fēng)速值（ESE風(fēng)，風(fēng)速

為26.68m/s），此后按拋物線分布風(fēng)速下降，直到48 h，風(fēng)速隨時(shí)間變化的過程（見圖5）。計(jì)算出天津近海的可能最大溫帶天氣系統(tǒng)增水為3.30 m（見圖6）。

4.4 可能最大溫帶天氣系統(tǒng)減水

溫帶可能最大風(fēng)暴減水計(jì)算所采用的風(fēng)速按照以下方法構(gòu)建：其一，所有計(jì)算過程時(shí)間長度48 h；其二，所有計(jì)算過程從6級(jí)風(fēng)（12m/s）開始，按拋物線分布，到24 h達(dá)到千年一遇風(fēng)速值（WNW風(fēng)，風(fēng)速為28.70m/s），此后按拋物線分布風(fēng)速下降，直到48 h，計(jì)算出天津近海的可能最大溫帶天氣系統(tǒng)減水為-3.70m（見圖8）。

表3 16個(gè)方位常風(fēng)（20m/s）吹48 h天津近海增、減水(m)

圖5 千年一遇ESE風(fēng)速隨時(shí)間變化的過程曲線

圖6 溫帶天氣系統(tǒng)可能最大增水曲線

圖7 千年一遇WNW風(fēng)速隨時(shí)間變化的過程曲線

圖8 溫帶天氣系統(tǒng)可能最大減水曲線

5結(jié)論

（1）1951—2013年，塘沽站共出現(xiàn)0.50m以上

的風(fēng)暴增水3 128 d，平均每年50.5 d，其中1.00m以上的風(fēng)暴增水共有405 d，平均每年6.5 d；

（2）該海域出現(xiàn)較大減水的頻率比出現(xiàn)較大增水的頻率大。例如，超過1.20 m的增水平均每44.58 d出現(xiàn)一次；超過-1.20 m的減水則平均每16.74 d出現(xiàn)一次。這也說明在天津近海區(qū)域離岸風(fēng)導(dǎo)致的減水事件發(fā)生的概率較大。在增減水幅度方面，增水歷史極值和減水歷史極值量值相當(dāng)，1951—2013年期間的最大增水為2.35m，最大減水為-2.44m；

（3）通過統(tǒng)計(jì)歷史臺(tái)風(fēng)過程，確定了PMTC參數(shù)，計(jì)算了天津近海臺(tái)風(fēng)可能最大風(fēng)暴增減水，得到了最大臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴增水為3.60m，最大臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴減水為-1.00m；

（4）通過溫帶風(fēng)暴潮增減水的計(jì)算，得到了天津近海溫帶最大風(fēng)暴增水為3.30m，最大溫帶風(fēng)暴減水為-3.70m。由此確定了天津近海的可能最大風(fēng)暴增水為3.60m，由西北向理想臺(tái)風(fēng)路徑5引起，可能最大風(fēng)暴減水為-3.70 m，由溫帶氣旋引起（WNW風(fēng)，風(fēng)速為29m/s）；

（5）采用P-III分布曲線計(jì)算的塘沽站千年一遇的增水和減水分別為3.24m、-3.26m，本文采用數(shù)值模擬計(jì)算的可能最大增水和減水分別為3.60m、-3.70m。二者的差別分別是0.36m、0.44m，數(shù)值模擬的結(jié)果大于統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果。

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Study on the simulation of probablemaximum storm surge in the coastalarea of Tianjin

WU Shuang-quan1,CUIXiao-jian1,GAO Zhi-gang1,PAN Song1,CHEN Chen2,ZHANG Jian-li1, GENG Shan-shan1,LiXiang1
(1.NationalMarine Data and Information Service,SOA,Tianjin 300171China; 2.Institute ofSeawater Desalination and Multipurpose Utilization,SOA,Tianjin 300192China)

In this paper,the variation rule of the storm surges of Tianjin coastal area was analyzed by using the observed data.The result shows the extra-tropical storm surge in w inter has higher frequency while the tropical storm surge in summer may cause highest sea level rise,and these two types of storm surge may lead to maximum disaster.For the tropical storm surge,the statistics of historical tropical process are completed to generate the PMTC(Probable Maximum Tropical Cyclone)parameter,and then a model is established to calculate the PMSS(ProbableMaximum Storm Surge)w ith a value of 3.6m.For theextra-tropicalstorm surge,a sensitivity experimentwas implemented to find the direction of PMSS,and then the PMSS is calculated with a positive value of 3.3 m and negative value of 3.7 m.In conclusion,the PMSS of Tianjin costal sea is 3.6 m in summerand Probablemaximum negative Storm Surge is-3.7m in w inter.

Tianjin coastalarea;storm surge;PMSS

P731.23

A

1003-0239（2015）06-0085-09

2015-02-10

國家海洋局海洋-大氣化學(xué)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(GCMAC1202)；國家自然科學(xué)基金（41406032；41106159）;基于數(shù)字海洋的資料整合及其共享服務(wù)應(yīng)用示范項(xiàng)目(20130529-01)

武雙全（1984-），男，工程師，博士在讀，主要從事水動(dòng)力數(shù)據(jù)分析和數(shù)值模擬工作。E-mail：03shuangquan@163.com

崔曉?。?980-），男，副研究員，碩士，主要從事海洋環(huán)境管理和海洋信息管理。E-mail：13902185561@163.com

10.11737/j.issn.1003-0239.2015.06.012