基于WRF-ADCIRC的海口湾典型台风下的风场改进及风暴潮模拟

发布时间：2023-06-04 03:44

　　我国是世界上遭受台风灾害最严重的国家之一,台风过程带来的大风、大浪给近海沿岸带来了巨大的灾害。对台风及风暴潮的准确预报和模拟可以帮助预测极端高水位,减小台风灾害造成的损失,具有重要的实际意义。风暴潮模拟效果受输入的风场驱动数据影响较大,因此如何获取更精确的风场模拟数据是风暴潮模拟的关键。本文使用了先进的中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)进行风场模拟,与SWAN波浪模型和ADCIRC水动力模型构成风暴潮耦合模型,并使用该模型进行风暴潮模拟。为了获取更精确的风场模拟数据,本文从风场模拟参数和风场下垫面土地覆被数据两个主要方面进行模拟风场的改进。然后使用改进风场后的耦合模型进行风暴潮模拟。主要研究成果如下:(1)经过对海口湾区域WRF风场模型的初步研究得出若干结论:使用嵌套网格时最内层的网格范围应完全覆盖模拟时段的台风运动轨迹;使用更低的模型顶部气压和更多的模型垂直方向分层对台风路径模拟影响不大,但有助于得到更准确的风速模拟结果。(2)本文使用8个微物理参数和6个积云参数对台风海鸥和台风威马逊进行了WRF敏感性试验。通过分析模...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 风场模拟
        1.2.2 波浪数值模拟
        1.2.3 风暴潮数值模拟
        1.2.4 wrf模拟风场改进的研究
    1.3 论文研究内容及实施路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文实施路线
    1.4 论文组织结构
第二章 wrf数值模型简介
    2.1 风场模型
        2.1.1 垂直坐标和变量
        2.1.2 通量欧拉方程
        2.1.3 包含水汽的通量欧拉方程
        2.1.4 考虑科氏力及曲率的通量欧拉方程
        2.1.5 参数简介
        2.1.6 模拟过程简介
    2.2 arcgis简介
    2.3 本章小结
第三章 风场模型建立及验证
    3.1 风场模型设置
        3.1.1 使用资料介绍
        3.1.2 模型设置
        3.1.3 风场模型初步验证
    3.2 本章小结
第四章 wrf主要模拟参数对风场模拟的影响分析
    4.1 典型台风选择
        4.1.1 1409号超强台风“威马逊”
        4.1.2 1415号超强台风“海鸥”
    4.2 主要参数介绍和选择
    4.3 敏感性试验方案设计
    4.4 台风“海鸥”参数模拟结果比对和分析
        4.4.1 微物理参数试验
        4.4.2 积云参数试验
    4.5 参数试验结果总结
        4.5.1 台风“威马逊”参数模拟结果
        4.5.2 试验结果总结
        4.5.3 台风“莎莉嘉”模拟
    4.6 本章小结
第五章 土地覆被数据对风场模拟的影响分析
    5.1 土地覆被类型数据的介绍和选择
    5.2 土地覆被类型数据的置换方法
        5.2.1 置换方法简介
        5.2.2 利用arcgis处理glc2009数据
        5.2.3 在wps中处理土地覆被资料
    5.3 modis2001数据与glc2009数据对比分析
    5.4 土地类型数据置换对台风威马逊模拟效果的影响
        5.4.1 置换数据前后台风路径模拟效果对比分析
        5.4.2 置换数据前后风场模拟效果对比分析
    5.5 本章小结
第六章 耦合模型的简介、验证及风暴潮模拟
    6.1 swan模型简介
    6.2 adcirc模型简介
        6.2.1 连续性方程
        6.2.2 动量方程
        6.2.3 波动连续性方程
        6.2.4 底摩擦系数
    6.3 模型耦合机制
    6.4 adcirc水动力模型建立及验证
    6.5 swan波浪模型建立及验证
    6.6 风暴潮模拟
    6.7 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3830622