不同海岸地形下台风边界层风场精细模拟及其风工程参数特性

发布时间：2020-05-20 04:18

【摘要】：我国深受台风影响,沿海城市建设中工程抗风设计必须考虑台风大风的致灾性。研究不同海岸地形下台风边界层风场特征及其风工程参数特性对气象防灾减灾具有重要意义。根据风工程设计中需考虑指定强度或极端强度台风影响的需求,论文基于中尺度数值模式WRF(Weather Research Forecast),采用台风强度控制技术,并研发地形变换技术,建立工程台风风场精细化预测模型,实现了模式地形与任意指定方位和强度目标台风的匹配。该模型对复杂地貌下的目标台风有较好的模拟能力。可为进一步计算工程风参数提供可靠的边界层精细风场。利用模型试验结果,探讨影响琼州海峡百年一遇强度及极端强度台风的风工程特性,发现模型输出的水平分辨率为1km的台风边界层风场对计算台风影响下的风工程参数有一定能力。致灾风参数强值区主要出现在台风眼区、螺旋雨带及复杂地形附近,可有效指示台风强风及其突变区位置。在此基础上,进一步预估实际台风影响下琼州海峡跨海桥梁工程的风况。发现台风大风的工程致灾性不仅取决于台风强度,还与台风路径与工程区域的匹配相关。最后以台风Meranti(1010)为例,探讨台湾海峡地形影响台风结构及其风工程特性的机理。结果表明,由于地形分流作用及其背风坡效应,Meranti北上过程中在台湾海峡内诱生中尺度涡旋,激发出与台风相关的扰动波列。地形诱生的中尺度系统可增强对流层低层热量和水汽的高层输送,加强台风环流中的积云对流,造成边界层风速、风向的时空不均匀分布,从而影响其风工程特征。
【图文】：

系统流程图,系统流程图,模式

图 2.1WRF 模式（V3.4）系统流程图模式具有完全可压缩和非静力的特性。模式提供了RW (Advanced Research WRF)和由 NCEP 开发的esoscale Model) 两种动力框架。本文主要选用版本选用高精度通量形式的空间差分控制方程，，图 2.2）。在垂直方向上可选择高度或质量坐标。模式的水平及垂直分辨率、模拟区域、嵌套网格及求选择修改。

示意图,格点,模式,示意图

图 2.1WRF 模式（V3.4）系统流程图度 WRF 模式具有完全可压缩和非静力的特性。模式提供了由 NCAR 开坐标的 ARW (Advanced Research WRF)和由 NCEP 开发的高度坐标的 Nrostatic Mesoscale Model) 两种动力框架。本文主要选用 ARW 动力框RW V3.4 版本选用高精度通量形式的空间差分控制方程，在水平方向上a-C 网格（图 2.2）。在垂直方向上可选择高度或质量坐标。积分方案采用分方案。模式的水平及垂直分辨率、模拟区域、嵌套网格及物理过程参数据用户需求选择修改。
【学位授予单位】：中国气象科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU352.2;P444

【参考文献】