基于不同風(fēng)場(chǎng)的臺(tái)風(fēng)浪數(shù)值模擬

秦曉穎， 史 劍*， 蔣國(guó)榮, 楊木勇, 邵小芳

(1．解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院,江蘇南京 211101；2.安徽省寧國(guó)市氣象局，安徽寧國(guó) 242300)

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基于不同風(fēng)場(chǎng)的臺(tái)風(fēng)浪數(shù)值模擬

秦曉穎1， 史 劍1*， 蔣國(guó)榮1, 楊木勇2, 邵小芳1

(1．解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院,江蘇南京 211101；2.安徽省寧國(guó)市氣象局，安徽寧國(guó) 242300)

摘要為了檢驗(yàn)FVCOM海洋模式模擬臺(tái)風(fēng)浪的效果，分別以CCMP風(fēng)場(chǎng)和WRF模式模擬風(fēng)場(chǎng)構(gòu)建驅(qū)動(dòng)臺(tái)風(fēng)浪的海面風(fēng)場(chǎng)模型，基于FVCOM海洋模式，以2010年的“凡比亞”臺(tái)風(fēng)為例進(jìn)行臺(tái)風(fēng)浪數(shù)值模擬，并用站點(diǎn)浮標(biāo)資料進(jìn)行了模擬結(jié)果檢驗(yàn)。結(jié)果表明，F(xiàn)VCOM海洋模式模擬的水位、有效波高結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果的整體誤差較小，模擬效果較好；受到風(fēng)場(chǎng)與地形的影響，最大增水與減水的區(qū)域分別位于臺(tái)風(fēng)中心的左側(cè)沿岸和右側(cè)沿岸；風(fēng)場(chǎng)與表面流場(chǎng)的模擬結(jié)果也符合臺(tái)風(fēng)過程中的風(fēng)生流分布特征，即風(fēng)場(chǎng)與表面流場(chǎng)方向、大小存在一致性。此外，對(duì)比分析2種不同海面風(fēng)場(chǎng)模型下的臺(tái)風(fēng)浪模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，二者均能較好地模擬此次臺(tái)風(fēng)過程，但存在一定的差異，增加WRF模式模擬風(fēng)場(chǎng)作為強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)風(fēng)場(chǎng)模擬的有效波高更接近觀測(cè)值。

關(guān)鍵詞臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)；臺(tái)風(fēng)浪；FVCOM模式；WRF模式；數(shù)值模擬

臺(tái)風(fēng)作為一種災(zāi)害性的強(qiáng)對(duì)流天氣，一般是在熱帶或副熱帶海洋上生成的強(qiáng)烈的氣旋性渦旋，且迅速的移動(dòng)和發(fā)展，在沿海地區(qū)登陸，造成嚴(yán)重災(zāi)害。我國(guó)是世界上遭受臺(tái)風(fēng)災(zāi)害最嚴(yán)重的少數(shù)國(guó)家之一，每年平均7～8個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸，最多可達(dá)12個(gè)，一般年份影響我國(guó)的臺(tái)風(fēng)(不一定在我國(guó)登陸)可達(dá)10個(gè)左右，這些臺(tái)風(fēng)給我國(guó)造成250多億經(jīng)濟(jì)損失和數(shù)百人的人員傷亡，臺(tái)風(fēng)過程帶來的大風(fēng)、大浪給近海沿岸帶來了巨大的災(zāi)害。因此，對(duì)臺(tái)風(fēng)浪的研究具有重大的意義，而臺(tái)風(fēng)浪的數(shù)值模擬一直是研究的重要方面，海洋要素對(duì)臺(tái)風(fēng)的響應(yīng)作用前人已有不少的研究成果。如Mastenbrock等[1]建立了波浪和風(fēng)暴潮的二維聯(lián)合模式，Dietrich等[2]將風(fēng)暴潮模式與SWAN模式耦合，研究了颶風(fēng)引起的風(fēng)暴潮過程；Chen等[3]利用FVCOM模式對(duì)長(zhǎng)江口岸風(fēng)生海流進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。由于采用了無結(jié)構(gòu)三角網(wǎng)格，F(xiàn)VCOM海洋模式處理近岸復(fù)雜的海底地形更為精確，因此對(duì)近岸海浪的模擬效果可能更好。針對(duì)臺(tái)風(fēng)引起的風(fēng)浪數(shù)值試驗(yàn)，筆者主要選用FVCOM海洋模式，臺(tái)風(fēng)個(gè)例選取2010年9月的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“凡比亞”，分別用CCMP[4]風(fēng)場(chǎng)和WRF模式產(chǎn)生的風(fēng)場(chǎng)作為模式的驅(qū)動(dòng)風(fēng)場(chǎng)，對(duì)臺(tái)風(fēng)過程進(jìn)行模擬試驗(yàn)，并開展一些敏感性試驗(yàn)，利用站點(diǎn)的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，來分析不同臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模擬的臺(tái)風(fēng)浪分布特征差異及FVCOM模式模擬臺(tái)風(fēng)浪的效果。

1資料與方法

1.1FVCOM模式FVCOM模式又稱有限體積海岸海洋模式，源代碼由陳長(zhǎng)勝博士領(lǐng)導(dǎo)的馬薩諸塞州達(dá)特默斯大學(xué)海洋生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)室與伍茲霍爾海洋學(xué)協(xié)會(huì)的羅伯特C.比爾茲利博士合作開發(fā)[5]。該模式在水平方向上采用的是無結(jié)構(gòu)化的三角形網(wǎng)格，在垂直方向上采用的是σ坐標(biāo)變換，數(shù)值方法則采用了有限體積法(finite-volume)，可對(duì)自由表面的三圍原始控制方程進(jìn)行模擬[6]。模式的控制方程如下：

(1)

(2)

(3)

其中，u、v為流速分量，ω為垂向流速，ζ為水位，Km為垂向湍黏滯系數(shù)，f為科氏參數(shù)。該研究采用的是FVCOM3.1.6版本，該版本將SWAN海浪加入到FVCOM模式中，構(gòu)建了一個(gè)無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的浪流雙向耦合模型FVCOM-SWAVE，該模型可以直接實(shí)現(xiàn)浪流之間的信息交換。

1.2WRF模式介紹WRF(WeatherResearchandForecast)模式是由美國(guó)NCAR、NOAA預(yù)報(bào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(FSL)、NCEP、Oklahoma大學(xué)的風(fēng)暴分析和預(yù)報(bào)中心(CAPS)與許多其他大學(xué)的科學(xué)家共同研制和發(fā)展的新一代中尺度模式。該模式是非靜力原始方程模式，水平格點(diǎn)為ArakawaC格式，垂直坐標(biāo)采用追隨地形高度和質(zhì)量坐標(biāo)(也稱為靜壓坐標(biāo))[7]。

1.3CCMP風(fēng)場(chǎng)介紹CCMP(CrossCalibratedMulti-Platform)風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)是一種具有較高的時(shí)間、空間分辨率和全球海洋覆蓋能力的新型衛(wèi)星遙感資源。CCMP海面風(fēng)場(chǎng)計(jì)劃由NASA地球科學(xué)事業(yè)(ESE)提出的“讓地球系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用于環(huán)境研究”的合作協(xié)議公告提供項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支持，在此項(xiàng)目中，Atlas等[8]經(jīng)過理論和方法論證，提出了具有很高精度和適用性的CCMP海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集采用一種增強(qiáng)的變分同化分析法(VAM)融合了QuikSCAT/SeaWinds、ADEOS-II/SeaWinds、AMSR-E、TRMMTMI和SSM/I等諸多海洋被動(dòng)微波和散射計(jì)遙感平臺(tái)上采集的海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，由美國(guó)國(guó)家航空航天局(NationalAeronauticsandSpaceAdministration,NASA)于2009年推出。CCMP風(fēng)場(chǎng)的時(shí)間范圍1987年7月~2014年12月，時(shí)間分辨率為6h，其空間范圍為0.125°~359.875°E、78.375°S~78.375°N，空間分辨率為0.25°×0.25°。

1.4臺(tái)風(fēng)浪數(shù)值模擬

1.4.1案例選擇。選擇的臺(tái)風(fēng)案例是發(fā)生于2010年9月的臺(tái)風(fēng)“凡比亞”(FANAPI，國(guó)際編號(hào)：1011)，臺(tái)風(fēng)“凡亞比”于 2010 年 9 月 13 日生成于臺(tái)灣島以東的太平洋洋面上并迅速發(fā)展為熱帶風(fēng)暴，生成后向西北臺(tái)灣島方向移動(dòng)，15日發(fā)展為臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，最強(qiáng)時(shí)中心最大風(fēng)速達(dá)52m/s，中心氣壓為 944hPa，19日09：00前后于臺(tái)灣省花蓮縣豐濱鄉(xiāng)附近沿海登陸，登陸后由東向西橫穿臺(tái)灣島進(jìn)入臺(tái)灣海峽，并于20日07：00左右在福建省漳浦縣沿海再次登陸，登陸時(shí)最大風(fēng)速為35m/s,臺(tái)風(fēng)中心氣壓為 970hPa。“凡亞比”整體的移動(dòng)路徑如圖1所示，臺(tái)風(fēng)數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合臺(tái)風(fēng)警報(bào)中心(JointTyphoonWarningCenter，JTWC)所提供的臺(tái)風(fēng)最佳路徑資料。

注：紅色標(biāo)志為浮標(biāo)觀測(cè)站點(diǎn)。Note: The red signals stand for buoy observation site.圖1　臺(tái)風(fēng)“凡比亞”路徑Fig.1　The track of typhoon FANAPI

圖2　FVCOM計(jì)算網(wǎng)格(a)及其計(jì)算區(qū)域地下水深(b)Fig.2　FVCOM calculation network(a) and calculated region groundwater depth(b)

1.4.2區(qū)域及網(wǎng)格的設(shè)置?？紤]到此次臺(tái)風(fēng)過程的影響區(qū)域主要在中國(guó)東南沿海及臺(tái)灣海峽一帶，故模式的計(jì)算區(qū)域設(shè)定為15°~40°N、105°~140°E。模式的網(wǎng)格采用可視化地表水模擬分析軟件SMS 8.1生成的三角網(wǎng)格系統(tǒng)，為不重疊的三角形單元網(wǎng)格，為了保證風(fēng)暴潮增水的模擬效果，保留了部分島嶼。海岸和島嶼的邊界為固體邊界，外邊界為開邊界。網(wǎng)格和區(qū)域的配置如圖2a所示。水深數(shù)據(jù)采用的是美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的高分辨率ETOP1[9]水深數(shù)據(jù)，其分辨率為1°×1°，模擬區(qū)域的水深如圖2b所示；海岸線數(shù)據(jù)則采用GSHHS[10]全球高分辨率海岸線數(shù)據(jù)。1.4.3FVCOM模式計(jì)算方案設(shè)置。此次試驗(yàn)FVCOM模式的計(jì)算時(shí)間為2010年9月13日08：00~21日08：00，總共8 d。模型在水平方向上采用球坐標(biāo)，在垂直方向上采用σ坐標(biāo)分層，共分為20層。溫度和鹽度設(shè)置為常數(shù)，初始的水位和流場(chǎng)均設(shè)置為0。模型的內(nèi)模式的時(shí)間步長(zhǎng)為600 s，外模型的時(shí)間步長(zhǎng)為60 s，每1 h輸出1次計(jì)算結(jié)果。

1.4.4WRF模式計(jì)算方案設(shè)置。臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模擬所用的WRF模式是WRFv3.6版本，模擬試驗(yàn)選取的范圍是以22.5°N、127.5°E為中心點(diǎn)，網(wǎng)格點(diǎn)為220×200，網(wǎng)格距為15 km，時(shí)間積分步長(zhǎng)為60 s，模式在垂直方向上分為30層。模擬的時(shí)間范圍為2010年9月13日08：00~21日08：00。模式選用的主要參數(shù)化方案有WSM5微物理方案、RRTM長(zhǎng)波輻射方案、Dudhia短波輻射方案、Noah陸面過程方案、YSU邊界層方案、Monin-Obukhov近地面層方案等。

2結(jié)果與分析

注：a.17日08:00;b.18日08：00；c.19日08：00；d.20日08：00。Note: a. 17th 08:00; b. 18th 08:00; c. 19th 08:00; d. 20th 08:00.圖3　WRF模擬的2010年9月17~20日海表面10 m高的風(fēng)場(chǎng)Fig.3　10 m height wind field above sea surface during Sep.17-20th 2010 simulated by WRF model

注：a1、b1為QF202；a2、b2為QF205。Note: a1,b1. QF202; a2, b2.QF205.圖4　2010年9月13~21日有效波高(a) 和風(fēng)速(b)的模擬結(jié)果與浮標(biāo)實(shí)測(cè)對(duì)比Fig.4　The effective wave height (a) and wind speed(b) simulation results and comparison with buoy measured results during Sep.13-21 2010

分別以CCMP混合風(fēng)場(chǎng)和WRF模擬風(fēng)場(chǎng)(圖3)為強(qiáng)迫場(chǎng)，使用FVCOM模式對(duì)臺(tái)風(fēng)“凡比亞”進(jìn)行數(shù)值模擬試驗(yàn)，輸出的結(jié)果與實(shí)測(cè)浮標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，浮標(biāo)站點(diǎn)選取QF202與QF205 2個(gè)站點(diǎn)。從計(jì)算的有效波高與浮標(biāo)對(duì)比(圖4a)可以看出，2種不同風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下有效波高的變化趨勢(shì)與實(shí)際情況基本一致。在臺(tái)風(fēng)過程的初期，有效波高與實(shí)測(cè)值十分接近；但當(dāng)臺(tái)風(fēng)逐漸加強(qiáng)接近時(shí)，有效波高計(jì)算值的上升期比實(shí)際觀測(cè)值偏早，如QF202有效波高值在17日有明顯的上升，而觀測(cè)值18日才開始上升，QF205浮標(biāo)有類似情況，其產(chǎn)生原因可能與模擬風(fēng)場(chǎng)較之實(shí)際風(fēng)場(chǎng)移動(dòng)更快導(dǎo)致的。為說明這一點(diǎn)，進(jìn)一步對(duì)比分析CCMP風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速值與觀測(cè)值，從圖4b可看出，模擬風(fēng)速與實(shí)際觀測(cè)風(fēng)速變化趨勢(shì)基本一致，但最大風(fēng)速的大小與實(shí)際值相比偏小，這與CCMP風(fēng)場(chǎng)最大風(fēng)速較實(shí)測(cè)值偏小有關(guān)；風(fēng)速的變化明顯比實(shí)際觀測(cè)偏早，尤其是QF202站點(diǎn)實(shí)測(cè)風(fēng)速更為明顯，這可能是造成上述有效波高變化趨勢(shì)的原因。

為了給出更為定量化的比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)分析了有效波高和風(fēng)速計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的誤差。從表1~2可以看出，模擬有效波高的平均相對(duì)誤差為17%~21%，相關(guān)系數(shù)均超過0.9，相關(guān)性較好，QF205偏差比QF202大，偏差達(dá)0.2 m，這可能與QF205離臺(tái)風(fēng)過境路徑相對(duì)較遠(yuǎn)、受到臺(tái)風(fēng)影響較小有關(guān)。對(duì)比CCMP風(fēng)場(chǎng)和WRF風(fēng)場(chǎng)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，WRF風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模擬的有效波高的偏差和平均相對(duì)誤差均小于CCMP風(fēng)場(chǎng)模擬結(jié)果，效果相對(duì)較好；風(fēng)速的誤差比有效波高誤差大，相關(guān)系數(shù)也相對(duì)偏低，模擬效果有待提高，從2種風(fēng)場(chǎng)模擬效果對(duì)比來看，WRF風(fēng)場(chǎng)的模擬效果優(yōu)于CCMP風(fēng)場(chǎng)。對(duì)比CCMP風(fēng)場(chǎng)和WRF風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)所得的有效波高發(fā)現(xiàn)，CCMP風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的有效波高結(jié)果比實(shí)測(cè)結(jié)果偏小，而WRF風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)所得的結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)值相當(dāng)，最大值略微偏大，這也與CCMP風(fēng)場(chǎng)最大風(fēng)速較實(shí)測(cè)值偏小、WRF模擬風(fēng)場(chǎng)和實(shí)測(cè)值接近有關(guān)。從有效波高的分布來看，WRF風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模擬的有效波高分布更接近于實(shí)際風(fēng)場(chǎng)的分布，與實(shí)際風(fēng)場(chǎng)相比略微偏西南，這是由于WRF模擬所得的初始風(fēng)場(chǎng)較實(shí)際風(fēng)場(chǎng)稍偏南而導(dǎo)致的，而CCMP風(fēng)場(chǎng)模擬的有效波高位置則與實(shí)測(cè)風(fēng)場(chǎng)偏離相對(duì)較遠(yuǎn)，模擬效果不如WRF風(fēng)場(chǎng)。

此次臺(tái)風(fēng)生成于9月13日，并一路西移，于19日登陸臺(tái)灣島后，繼續(xù)西移，于20日登陸福建后逐漸減弱。有效波高的變化也隨之變化，所選取的浮標(biāo)站點(diǎn)QF202和QF205的有效波高從17、18日開始明顯增加，說明臺(tái)風(fēng)在這個(gè)時(shí)刻開始影響到了站點(diǎn)所在的位置，到了19~20日有效波高達(dá)最大值，之后由于臺(tái)風(fēng)的遠(yuǎn)離，又逐漸下降。從有效波高與風(fēng)場(chǎng)疊加的分布(圖5)可以看到，有效波高的大值區(qū)出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)方向的右側(cè)區(qū)域，且越靠近臺(tái)風(fēng)中心，有效波高越小，越遠(yuǎn)離臺(tái)風(fēng)中心，有效波高越大。

表1有效波高模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)比誤差

Table 1Contrast error of simulated value and measured value of effective wave height

浮標(biāo)編號(hào)BuoyNo.偏差Deviationm平均相對(duì)誤差A(yù)veragerelativeerror相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientQF202(CCMP)0.05700.20820.9127QF202(WRF)0.01660.18890.9363QF205(CCMP)0.22810.19210.9448QF205(WRF)0.13970.17360.9681

表2風(fēng)速值模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)比誤差

Table 2Comparison error between simulated value and measured value of wind speed value

浮標(biāo)編號(hào)BuoyNo.偏差Deviationm平均相對(duì)誤差A(yù)veragerelativeerror相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientQF202(CCMP)0.35980.32790.6872QF202(WRF)0.09510.29290.8400QF205(CCMP)0.31000.31350.8188QF205(WRF)0.03120.29740.8328

從臺(tái)風(fēng)“凡比亞”過程中的最大增水和減水(圖6)可以看出，此次臺(tái)風(fēng)過程中，由于臺(tái)風(fēng)分別在臺(tái)灣和福建兩地登陸，故臺(tái)風(fēng)帶來的增水和減水區(qū)主要位于臺(tái)灣海峽兩岸沿岸，當(dāng)臺(tái)風(fēng)經(jīng)過臺(tái)灣海峽時(shí)，福建沿海區(qū)域處于臺(tái)風(fēng)中心的右側(cè)，且位于臺(tái)風(fēng)的最大風(fēng)速半徑內(nèi)，而臺(tái)風(fēng)中心右側(cè)區(qū)域的風(fēng)向?yàn)槌蜿懙氐娘L(fēng)，所以造成了沿岸的海水堆積，又由于地形的阻擋，使得在附近區(qū)域出現(xiàn)了較大的增水，相反，在位于臺(tái)風(fēng)中心區(qū)域左側(cè)的臺(tái)灣沿海區(qū)域，臺(tái)風(fēng)為離岸風(fēng)，該區(qū)域也在臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速半徑內(nèi)，較大的風(fēng)速導(dǎo)致了較大的離岸流，使得水位出現(xiàn)明顯的下降，出現(xiàn)最大減水區(qū)。從最大增水和最大減水區(qū)的位置可以看出，對(duì)水位影響較大的因素是臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑、風(fēng)場(chǎng)的范圍和地形的作用，增水值較大的區(qū)域出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)中心右側(cè)沿岸區(qū)域，減水值較大的區(qū)域出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)中心左側(cè)風(fēng)速較大的區(qū)域。流場(chǎng)的分布也與最大增水和減水的位置相符合，從流場(chǎng)圖(圖7)可以看出，流場(chǎng)流速最大的區(qū)域與最大增水和最大減水區(qū)對(duì)應(yīng)。

圖5　2010年9月19日08：00CCMP模擬(a)和WRF模擬(b)的有效波高與風(fēng)場(chǎng)疊加Fig.5　Wave height and wind field superposition simulated by CCMP(a) and WRF(b) at 08:00 on Sep. 19th2010

圖6　2010年9月19日20：00臺(tái)風(fēng)“凡比亞”過程中的最大增水與減水(單位：m)Fig.6　The maximum increasing water and decreasing water during process of typhoon Fanapi at 20:00 on Sep. 19th2010

圖7　2010年9月19日08：00臺(tái)風(fēng)“凡比亞”過程中風(fēng)生流場(chǎng)(單位：m/s)Fig.7　Wind-driven current during process of typhoon Fanapi at 20:00 on Sep. 19th2010

3結(jié)論

基于FVCOM模式，利用不同臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)作為強(qiáng)迫場(chǎng)，對(duì)臺(tái)風(fēng)個(gè)例進(jìn)行數(shù)值模擬，分析臺(tái)風(fēng)過程中我國(guó)近海海域的風(fēng)浪分布特征，并對(duì)比分析不同風(fēng)場(chǎng)下的模擬效果。通過與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證，主要得到以下結(jié)論：

(1) 我國(guó)近海海域的海浪分布受到過境臺(tái)風(fēng)的影響，與臺(tái)風(fēng)的路徑、強(qiáng)度、風(fēng)速等要素直接相關(guān)，有效波高最大值分布于臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)路徑的右側(cè)，且越靠近臺(tái)風(fēng)中心，有效波高越小，越遠(yuǎn)離臺(tái)風(fēng)中心，有效波高越大。

(2) 臺(tái)風(fēng)過程帶來的增水和減水區(qū)主要位于臺(tái)灣海峽兩岸沿岸，對(duì)水位影響較大的因素是臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑、風(fēng)場(chǎng)的范圍和地形的作用，增水值較大的區(qū)域出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)中心右側(cè)沿岸區(qū)域，減水值較大的區(qū)域出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)中心左側(cè)風(fēng)速較大的區(qū)域。

(3) 通過對(duì)比2種不同風(fēng)場(chǎng)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2種風(fēng)場(chǎng)均能對(duì)此次臺(tái)風(fēng)過程有較好的模擬，但CCMP風(fēng)場(chǎng)模擬的海浪較實(shí)際觀測(cè)值較小，且有效波高分布位置有所偏離，WRF風(fēng)場(chǎng)模擬與實(shí)際觀測(cè)相近，效果更好。

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Numerical Simulation of Typhoon Waves Based on FVCOM Model

QIN Xiao-ying, SHI Jian*, JIANG Guo-rong et al (Institute of Meteorological Oceanographic, PLA University of Science and Technology, Nanjing, Jiangsu 211100)

AbstractIn order to test the effect of FVCOM ocean model simulating typhoon waves, using CCMP wind field and WRF model to simulate wind field, based on FVCOM ocean model, taking typhoon “Fanapi” in 2010 as an example for numerical simulation of typhoon waves, and the simulation results were carried out with the site data. The results showed that the overall error of the water level, significant wave height results from FVCOM model is small, the simulation effect is good. Affected by the wind field and the terrain, the area of maximum increase and decrease water located at the left side of the typhoon center and the right side of the coast. Wind field and surface flow field simulation results is also accord to the characteristics in typhoon process. In addition, through comparing and analyzing the simulation results of the typhoon waves in two different sea surface wind fields, it was found that the two wind fields can simulate the typhoon process, but there are some differences, the simulation of wave height is closer to the observed when increase the wind field simulated from the WRF model.

Key wordsTyphoon wind field; Wave of typhoon; FVCOM model; WRF model; Numerical simulation

收稿日期2015-12-17

作者簡(jiǎn)介秦曉穎(1990- )，男，湖北武漢人，碩士研究生，研究方向：氣象學(xué)數(shù)值模擬。*通訊作者，講師，博士，從事物理海洋研究。

基金項(xiàng)目江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20131066)。

中圖分類號(hào)S 16

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)02-224-05