聶永強(qiáng)，陳鵬超

（1.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院，南京210098；2.河海大學(xué)海岸災(zāi)害及防護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210098）

雙臺(tái)風(fēng)下江蘇沿海的波浪數(shù)值模擬

聶永強(qiáng)1，2，陳鵬超1，2

（1.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院，南京210098；2.河海大學(xué)海岸災(zāi)害及防護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210098）

為研究江蘇沿海海域受雙臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)和天秤的影響情況，應(yīng)用Holland模型與ERA背景風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)構(gòu)建雙臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)和天秤的模擬風(fēng)場(chǎng)，結(jié)合MIKE SW模塊進(jìn)行臺(tái)風(fēng)浪的數(shù)值模擬試驗(yàn)，通過(guò)與衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比對(duì)模擬的有效波高進(jìn)行了驗(yàn)證，研究了東中國(guó)海范圍和江蘇沿海海域的波浪場(chǎng)（混合浪、風(fēng)浪和涌浪）特征。其中，在模擬風(fēng)場(chǎng)的構(gòu)建中，比例系數(shù)e至為關(guān)鍵，通過(guò)進(jìn)行參數(shù)試驗(yàn)確定較優(yōu)系數(shù)值。研究結(jié)果表明臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)主要以風(fēng)浪形式影響江蘇沿海海域，出現(xiàn)的風(fēng)浪最大值為10.4 m，臺(tái)風(fēng)天秤是以涌浪形式影響，涌浪最大值為2.4 m，且臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)的影響強(qiáng)度明顯大于臺(tái)風(fēng)天秤。

雙臺(tái)風(fēng)；Holland；風(fēng)浪；涌浪

近些年來(lái)，發(fā)生多起雙臺(tái)風(fēng)影響我國(guó)沿海，與單個(gè)臺(tái)風(fēng)相比，雙臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度更大，影響范圍更廣，風(fēng)浪對(duì)于海岸的侵蝕更為嚴(yán)重。本研究選擇2012年的1214號(hào)臺(tái)風(fēng)天秤和1215號(hào)臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)為對(duì)象，利用MIKE 21 Spectral Waves FM（SW）模式對(duì)東中國(guó)海區(qū)域進(jìn)行海浪數(shù)值模擬與驗(yàn)證，并選擇江蘇沿海進(jìn)行嵌套模擬，分析其波浪場(chǎng)特征。

1 雙臺(tái)風(fēng)路徑、強(qiáng)度特點(diǎn)

臺(tái)風(fēng)天秤于2012年8月19日（世界時(shí)間）在西北太平洋洋面上生成，在該初始階段，移動(dòng)速度緩慢，出現(xiàn)回旋打轉(zhuǎn)現(xiàn)象，而后緩慢北上。在21日臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向西北偏西方向行進(jìn)，24日5時(shí)在臺(tái)灣省屏東縣沿海登陸，登陸時(shí)中心最大風(fēng)力17級(jí)。離開臺(tái)灣后，強(qiáng)度降低，沿著逆時(shí)針?lè)较蜃隽艘粋€(gè)回旋打轉(zhuǎn)，而后基本沿著偏北方向移動(dòng)，經(jīng)過(guò)江蘇沿海，之后第二次在韓國(guó)登陸［1］。

臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)于2012年20日在西北太平洋洋面上生成，之后主要是先沿著西北方向移動(dòng)，強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)，在25日加強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，最大風(fēng)力，中心位置，然后趨向于正北移動(dòng)，經(jīng)過(guò)江蘇沿海，強(qiáng)度逐漸減弱，28日在朝鮮近海登陸［2］。

臺(tái)風(fēng)路徑如圖1所示，臺(tái)風(fēng)天秤和布拉萬(wàn)構(gòu)成雙臺(tái)風(fēng)效應(yīng)，符合藤原效應(yīng)［3］的定義。由于布拉萬(wàn)的影響，天秤在臺(tái)灣西南部海域出現(xiàn)了回旋打轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

從2012年8月19日～8月23日這一段時(shí)間里，如圖2所示，布拉萬(wàn)臺(tái)風(fēng)的中心氣壓逐漸降低，最低為920 hPa，然后逐漸增加到正常水平；天秤天辰臺(tái)風(fēng)的中心氣壓是先驟降至950 hPa，然后基本保持不變，而后是緩慢升高。與之相對(duì)應(yīng)地，布拉萬(wàn)中心附近最大風(fēng)速先是逐漸增大，在8月25日達(dá)到臺(tái)風(fēng)期間峰值55 m/s左右，隨后逐漸減?。惶斐又行母浇畲箫L(fēng)速依然是先急速增大為48 m/s左右，發(fā)生在8月20日，然后整體趨勢(shì)上緩慢減小?？傮w而言，在19日～23日期間，天秤的中心氣壓小于布拉萬(wàn)的，風(fēng)速則大于布拉萬(wàn)的；而23日之后，天秤的強(qiáng)度呈減弱趨勢(shì)，布拉萬(wàn)仍在增強(qiáng)，明顯地，布拉萬(wàn)中心氣壓多低于天秤，而中心附近最大風(fēng)速大于天秤的。

圖1 臺(tái)風(fēng)路徑圖Fig.1 Tracks of binary typhoons

在同期的移速比較上，25日之前，兩者移動(dòng)速度都較小，如圖2-c所示，居于10 m/s左右，而之后，兩臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度的差距逐步拉大，布拉萬(wàn)移速明顯偏大，在8月29日左右達(dá)到55 m/s的峰值，天秤移速在8月29日左右達(dá)到峰值40 m/s。

圖2 臺(tái)風(fēng)中心氣壓、中心附近最大風(fēng)速和移動(dòng)速度比較Fig.2 Comparison of central pressure，the maximum wind speed and moving speed between binary typhoons

2 資料介紹及驗(yàn)證

2.1 水深數(shù)據(jù)

Noaa水深數(shù)據(jù)etopo1的空間精度1分（弧度），包括陸地地形和海域水深。水平坐標(biāo)是WGS84地理坐標(biāo)，垂直坐標(biāo)是以海平面為基準(zhǔn)。選取的水深地形范圍是北緯19～42°，東經(jīng)115～130°，如圖3所示。

2.2 背景風(fēng)場(chǎng)

ECMWF（歐洲中尺度天氣預(yù)報(bào)中心）的ERA?interim項(xiàng)目，該項(xiàng)目始于2006年，是在原項(xiàng)目ERA-40基礎(chǔ)上，利用改進(jìn)的大氣模型和四維變量同化方法生成，為下一代的再分析數(shù)據(jù)庫(kù)做準(zhǔn)備。該項(xiàng)目數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度從1979年至今，精度最大為6 h；空間上覆蓋全球，精度最大為0.125°［4］。ECMWF的數(shù)據(jù)在空間和時(shí)間上都有較好的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。

選用的風(fēng)場(chǎng)時(shí)間范圍是2012年8月19日6點(diǎn)～2012年8月30日12點(diǎn)，時(shí)間分辨率是6 h，空間范圍是115°E～130°E，16°N～42°N，空間分辨率為0.25°×0.25°。

2.3 臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)改進(jìn)

就背景風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)而言，在臺(tái)風(fēng)眼外圍的風(fēng)速較真實(shí)風(fēng)速普遍偏小，在臺(tái)風(fēng)眼附近風(fēng)速有嚴(yán)重失真的現(xiàn)象，而臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)的準(zhǔn)確性對(duì)臺(tái)風(fēng)浪數(shù)值模擬效果至關(guān)重要，因此需要構(gòu)建臺(tái)風(fēng)模型改進(jìn)背景風(fēng)場(chǎng)。目前常用的氣壓場(chǎng)模型有：梅爾斯模式、藤田模式、捷氏模式和Holland模式［5-7］。

臺(tái)風(fēng)模型采用Holland經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，公式如?/p>

式中：P∞為臺(tái)風(fēng)外圍氣壓；P0為臺(tái)風(fēng)中心氣壓；r為計(jì)算點(diǎn)到臺(tái)風(fēng)中心的距離；R為臺(tái)風(fēng)的最大風(fēng)速半徑；B為Holland擬合參數(shù)，計(jì)算時(shí)取經(jīng)驗(yàn)公式：B=1.5+(980-P0)/120。臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速半徑R取目前研究人員常用到的半經(jīng)驗(yàn)公式

式中：φ為臺(tái)風(fēng)中心緯度；V為臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)速度。

合成風(fēng)場(chǎng)是通過(guò)一個(gè)權(quán)重系數(shù)將由Holland經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)場(chǎng)和ERA背景風(fēng)場(chǎng)相疊加得到

式中：V1為臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)的Holland模型風(fēng)場(chǎng)與ERA背景風(fēng)場(chǎng)的合成風(fēng)場(chǎng)；VERA為ERA背景風(fēng)場(chǎng)；VBolaven、VTembin為雙臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)、天秤的Holland模型風(fēng)場(chǎng)。e為比例系數(shù)［8］，，c為一個(gè)與臺(tái)風(fēng)影響范圍有關(guān)的系數(shù)，，其中n一般取9或10。比例系數(shù)e也可以在0～1范圍內(nèi)選取較為適合的數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)理想的模擬效果，下面的模擬中就進(jìn)行了這樣的試驗(yàn)。

3 海浪模式介紹及設(shè)置

3.1 SW模型的基本控制方程

SW模型基于波作用守恒方程，利用波作用密度譜N(σ,θ)來(lái)描述波浪。波作用密度與波能譜密度E(σ,θ)的關(guān)系為

式中：σ為波頻率；θ為波向。

在直角坐標(biāo)系下，波作用守恒方程為

式中：N為波作用密度；V為波群的傳播速度；S指能量平衡方程中的源函數(shù)，可以表示成下式

式中：Sin指風(fēng)輸入的能量；Snl指波與波之間的非線性作用引起的能量耗散；Sds指由白帽引起的能量耗散；Sbot指由底摩阻引起的能量耗散；Ssurf指由于水深變化引起的波浪破碎產(chǎn)生的能量耗散。

在球坐標(biāo)系下

式中：R為地球半徑；?為緯度；λ為經(jīng)度。

波作用守恒方程為

式中：S?為源函數(shù)，S?(x,σ,θ,t)=SR2cos?。

3.2 模型參數(shù)設(shè)置

模擬時(shí)段為2012年8月19日6時(shí)～8月30日12時(shí)，計(jì)算區(qū)域分大小2個(gè)區(qū)域（如圖3所示），模型采用無(wú)結(jié)構(gòu)三角形網(wǎng)格。其中大區(qū)域?yàn)闁|中國(guó)海，其北至渤海灣，西起現(xiàn)有岸線，計(jì)算范圍為19° N～42°N，115°E～130°E，網(wǎng)格數(shù)目是36 215，節(jié)點(diǎn)數(shù)目是18 711；在近岸和外海的網(wǎng)格尺寸分別為2 km和10 km。嵌套區(qū)域主要是江蘇沿海，為30.8°N～35.5°N，119.2°E～124.2°E，在江蘇近岸網(wǎng)格尺寸1 km，外海網(wǎng)格尺寸5 km，模擬時(shí)利用大范圍的結(jié)果給小范圍提供波譜邊界條件，兩區(qū)域的計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)均為1 h，采用全譜非定常公式，方向離散數(shù)32，頻率區(qū)間均為0.055～1.1 Hz，頻段離散數(shù)25，其余均采用默認(rèn)設(shè)置。

圖3 東中國(guó)海水深圖Fig.3 Bathymetric chart in the East China Sea

4 結(jié)果驗(yàn)證

4.1 高度計(jì)介紹

衛(wèi)星Jason-2被稱作“大洋表面形態(tài)任務(wù)”（Ocean Surface To?pography Mission，OSTM）星，為法國(guó)航天局（CNES）、美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）、歐洲氣象衛(wèi)星組織（EUMETSAT）和美國(guó)國(guó)家海洋大氣管理局（NOAA）的一項(xiàng)聯(lián)合任務(wù)。它的重訪周期約為10 d，數(shù)據(jù)質(zhì)量非常好，海面測(cè)高精度可達(dá)2.5～3.4 cm。根據(jù)時(shí)間和空間的一致性，如圖5所示，選擇第152個(gè)周期127號(hào)和138號(hào)軌道以及第153個(gè)周期51號(hào)軌道進(jìn)行與上述風(fēng)場(chǎng)比較，以及后面進(jìn)行的模擬波高的驗(yàn)證。這3個(gè)軌道對(duì)應(yīng)的大致時(shí)間為2012年的8月22日6時(shí)、8月22日16時(shí)和8月29日5時(shí)。

圖4 衛(wèi)星軌道圖Fig.4 Satellite orbits

4.2 軌道數(shù)據(jù)驗(yàn)證

在模型的調(diào)試過(guò)程中，系數(shù)e對(duì)模型的準(zhǔn)確性影響很大，通過(guò)設(shè)置該參數(shù)的模擬試驗(yàn)來(lái)確定較為合理的參數(shù)值，模擬結(jié)果與衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過(guò)一系列參數(shù)設(shè)定試驗(yàn)得到如圖5所示的結(jié)果。當(dāng)e1、e2都為0.5時(shí)，結(jié)果有較大偏差。當(dāng)e1取0.2，e2取0.6時(shí)，結(jié)果較為理想，模擬獲取的軌道波高與衛(wèi)星數(shù)據(jù)的特征較為一致，說(shuō)明了Holland模型與背景風(fēng)場(chǎng)組成的合成風(fēng)場(chǎng)能較為理想地用于波浪模擬試驗(yàn)。

圖5 模擬波高數(shù)據(jù)與衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)的對(duì)比Fig.5 Comparison of simulated wave height with Jason-2 altimeter

選取參數(shù)e1為0.2，e2為0.6時(shí)的模擬結(jié)果進(jìn)行誤差分析，如表1所示。3個(gè)軌道的模擬值與衛(wèi)星數(shù)據(jù)的峰值誤差均在1 m左右，平均相對(duì)誤差在0.17～0.38范圍內(nèi)，相關(guān)系數(shù)是0.9左右，結(jié)果較為理想。

4.3 東海測(cè)站驗(yàn)證

東海浮標(biāo)的地理位置是東經(jīng)124.5°，北緯31°。觀測(cè)位置極佳，臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)和天秤先后經(jīng)過(guò)該浮標(biāo)附近，依次是8月27日左右和8月29日左右。由于資料欠缺，如圖驗(yàn)證臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)經(jīng)過(guò)浮標(biāo)附近時(shí)的波浪實(shí)況［2］。

如圖6所示，臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)經(jīng)過(guò)時(shí)引起的最大有效波高近10 m，模擬出的最大有效波高比實(shí)測(cè)稍微偏大，兩者的平均相對(duì)誤差為0.179，相關(guān)系數(shù)為0.803。說(shuō)明布拉萬(wàn)模型參數(shù)e1的選取較為理想，誤差略大可能是由于風(fēng)眼附近的模擬風(fēng)場(chǎng)與實(shí)際情況有偏差，Holland模型風(fēng)呈對(duì)稱性，而在實(shí)際中，風(fēng)眼附近風(fēng)場(chǎng)隨時(shí)間、空間的變化而變化，往往呈非對(duì)稱性。

4.4 江蘇兩站驗(yàn)證

將江蘇沿海小范圍嵌套模擬結(jié)果與響水、蠣蚜山2個(gè)測(cè)站的有效波高實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析，來(lái)檢驗(yàn)嵌套模擬的效果。如圖7所示，顯示的是響水和蠣蚜山兩測(cè)站地理位置，響水位于東經(jīng)120.1°，北緯34.437°，蠣蚜山是東經(jīng)121.556°，北緯32.147°。兩個(gè)測(cè)站的模擬值均與實(shí)測(cè)值吻合較好。兩測(cè)站都出現(xiàn)雙峰，如圖8所示，在8月21日～22日之間，均出現(xiàn)第一個(gè)波峰，響水站的最大波高是2 m，蠣蚜山站的是1 m，從時(shí)間因素上考慮，這是由江蘇沿海出現(xiàn)的臨時(shí)較強(qiáng)風(fēng)場(chǎng)引起的，與研究的兩個(gè)臺(tái)風(fēng)無(wú)直接關(guān)系；在8月27日左右，兩測(cè)站均出現(xiàn)第二個(gè)波峰，響水站最大波高達(dá)2.5 m，而蠣蚜山站的為1.5 m，蠣蚜山站在響水站南部，較為提前出現(xiàn)這次波峰，說(shuō)明了臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)先后影響江蘇南北海域的過(guò)程。蠣蚜山站在8月29日又出現(xiàn)一個(gè)小波峰，約0.6 m的波高，而響水站沒(méi)有出現(xiàn)，分析時(shí)間可知是臺(tái)風(fēng)天秤引起的臺(tái)風(fēng)浪，不過(guò)對(duì)江蘇南部海域影響較小，對(duì)北部海域影響更小。

表1 模擬波高與衛(wèi)星數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析Tab.1 Statistical analysis of simulated wave height with Jason-2 altimeter

圖6 東海浮標(biāo)有效波高對(duì)比Fig.6 Comparison between simulated wave height and buoy data in the East China Sea

圖7 江蘇沿海地形圖及兩測(cè)站位置Fig.7 Bathymetric chart in Jiangsu coastal area and the location of two stations

圖8 兩測(cè)站波高驗(yàn)證Fig.8 Verification of significant wave heights in two stations

5 數(shù)值結(jié)果分析

5.1 東中國(guó)海大范圍海域風(fēng)場(chǎng)和波浪場(chǎng)特征分析

如圖9所示展示了2012年8月26日0時(shí)和2012年8月27日0時(shí)兩個(gè)特征時(shí)刻?hào)|中海區(qū)域內(nèi)的風(fēng)場(chǎng)矢量圖和模擬得出的有效波高等值線圖。從風(fēng)場(chǎng)矢量圖上可以明顯看出，存在雙臺(tái)風(fēng)的兩個(gè)臺(tái)風(fēng)眼，一南一北，位于西南部的臺(tái)風(fēng)天秤的風(fēng)眼半徑明顯小于臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)的半徑，臺(tái)風(fēng)中心附近風(fēng)力也有相同特點(diǎn)，臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)的強(qiáng)度等級(jí)明顯大于臺(tái)風(fēng)天秤，整個(gè)研究區(qū)域主要是受到臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)的較大影響，而臺(tái)風(fēng)天秤的影響較小。在雙臺(tái)風(fēng)期間，波浪場(chǎng)與風(fēng)場(chǎng)的分布特征相一致，最大風(fēng)速和最大有效波高均出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)中心附近，而兩個(gè)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速最大值是不同步的，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的波高最大值也是不同步的。

在8月26日0時(shí)，臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)中心附近最大風(fēng)力50 m/s，相應(yīng)出現(xiàn)的有效波高最大值17.09 m；臺(tái)風(fēng)天秤中心附近最大風(fēng)力38 m/s，相應(yīng)出現(xiàn)的有效波高最大值6.69 m。在8月27日0時(shí)，臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)中心附近最大風(fēng)力45 m/s，相應(yīng)出現(xiàn)的有效波高最大值18.61 m；臺(tái)風(fēng)天秤中心附近最大風(fēng)力33 m/s，相應(yīng)出現(xiàn)的有效波高最大值7.15 m。從這些數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)在26日出現(xiàn)的最大風(fēng)力要大于27日的，但相應(yīng)的波高最大值反而比27日的略小些，同樣地，臺(tái)風(fēng)天秤也是類似的情況，說(shuō)明中心附近最大風(fēng)力與相應(yīng)海域出現(xiàn)的波高最大值不是絕對(duì)正相關(guān)的，有可能有多方面因素影響，這說(shuō)明了臺(tái)風(fēng)浪問(wèn)題研究的復(fù)雜性。

圖9 東中海風(fēng)場(chǎng)矢量圖和波高圖Fig.9 Wind vectors and significant wave heights of the East China Sea

圖11 2012年8月29日22時(shí)江蘇沿海的有效波高圖Fig.11 Significant wave heights of Jiangsu coastal area at 22：00 on 2012-08-29

5.2 江蘇近海海域波浪場(chǎng)特征分析

江蘇沿海研究范圍約為東經(jīng)118°～125°，北緯31°～36°，如圖7是江蘇沿海水深地形圖。臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)于2012年8月28日1時(shí)靠近江蘇沿海，臺(tái)風(fēng)眼位置坐標(biāo)為（124.6°，34.6°），距離江蘇海岸線約4°（經(jīng)度）的距離，出現(xiàn)混合浪最大值為11.2 m，風(fēng)浪最大值為10.4 m，涌浪最大值為4.8 m。如圖10所示，此時(shí)，風(fēng)浪場(chǎng)圖與混合浪場(chǎng)圖的分布特征相一致，而涌浪場(chǎng)圖與混合浪場(chǎng)圖的分布特征不一致，說(shuō)明臺(tái)風(fēng)浪的影響以風(fēng)浪為主，江蘇沿海受布拉萬(wàn)影響顯著。

臺(tái)風(fēng)天秤于2012年8月29日22時(shí)靠近江蘇沿海，臺(tái)風(fēng)眼位置坐標(biāo)為（125.7°，33.2°），距離江蘇海岸線約5°（經(jīng)度）的距離，出現(xiàn)混合浪最大值為2.6 m，風(fēng)浪最大值為0.8 m，涌浪最大值為2.4 m。如圖11所示，此時(shí)，涌浪場(chǎng)圖與混合浪場(chǎng)圖的分布特征相一致，而風(fēng)浪場(chǎng)圖與混合浪場(chǎng)圖的分布特征不一致，說(shuō)明臺(tái)風(fēng)天秤對(duì)江蘇沿海的波浪場(chǎng)的影響以涌浪為主。

橫向?qū)Ρ冗@兩個(gè)臺(tái)風(fēng)，布拉萬(wàn)比天秤強(qiáng)度大，更為靠近江蘇沿海，即使是涌浪值也大于天秤產(chǎn)生的混合浪高，差值多達(dá)2.2 m。由此說(shuō)明與天秤相比，布拉萬(wàn)對(duì)江蘇沿海造成了更大的影響。

6 結(jié)論

通過(guò)Holland模型風(fēng)場(chǎng)和背景風(fēng)場(chǎng)疊加構(gòu)建合成風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行臺(tái)風(fēng)浪數(shù)值模擬，衛(wèi)星數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)均較為理想，進(jìn)一步研究了江蘇沿海的波浪場(chǎng)特征，結(jié)論如下：

（1）可以運(yùn)用Holland模型對(duì)雙臺(tái)風(fēng)進(jìn)行海浪的數(shù)值模擬，結(jié)果較為理想。模擬過(guò)程中，比例參數(shù)e的大小對(duì)模擬結(jié)果影響較大，一般需要費(fèi)時(shí)調(diào)試確定。

（2）雙臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)和天秤先后經(jīng)過(guò)江蘇沿海，由于路徑和強(qiáng)度的差異，布拉萬(wàn)對(duì)江蘇沿海的波浪場(chǎng)影響很大，而天秤的影響相對(duì)小些。其中，布拉萬(wàn)的影響以風(fēng)浪形式為主，而天秤的影響以涌浪形式為主。

（3）在臺(tái)風(fēng)影響江蘇沿海期間，輻射沙洲海域由于獨(dú)特的地形特征，臺(tái)風(fēng)浪較小，似乎沙洲對(duì)涌浪有明顯的“阻擋”效應(yīng)，需要進(jìn)一步研究。

［1］藍(lán)秋萍，饒?jiān)铞危趟?1214號(hào)臺(tái)風(fēng)“天秤”異常路徑成因分析［J］.水利科技，2014（4）：13-17. LAN Q P，RAO Z X，CHENG S.Analysis of the cause of abnormal path of NO.1214 typhoon"Tembin"［J］.Hydraulic Science and Technology，2014（4）：13-17.

［2］徐杰，過(guò)霽冰，黃寧立.1215號(hào)臺(tái)風(fēng)“布拉萬(wàn)”的強(qiáng)度和路徑變化診斷分析［J］.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2013（6）：203-209. XU J，GUO J B，HUANG N L.Diagnostic analysis of intensity and path changes of the NO.1215 typhoon“Bolaven”［J］.Journal of Natural Disasters，2013（6）：203-209.

［3］Fujiwhara S.Short note on the behavior of two vortices［J］.Proc Phys Math Soc Japan，1930，13：106-110.

［4］Dee D P，Uppala S M，Simmons A J，et al.The ERA-Interim reanalysis：Configuration and performance of the data assimilation sys?tem［J］.Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society，2011，137（656）：553-597.

［5］Myers V A.Characteristics of United States hurricanes pertinent to levee design for Lake Okeechobee，F(xiàn)lorida［M］.US Government Printing Office，1954.

［6］Jelesnianski C P.Numerical calculation of storm tides included by a tropical storm impinging on a continental shelf［J］.Monthly?WeatherReview，1965，93（6）：343-358.

［7］Holland G J.An Analytic Model of the Wind and Pressure Profiles in Hurricanes［J］.Monthly Weather Review，1980，108（8）：1 212-1 218.

［8］梁連松，李瑞杰，豐青，等.舟山海域臺(tái)風(fēng)浪數(shù)值模擬［J］.水道港口，2014，35（6）：582-588. LIANG L S，LI R J，F(xiàn)ENG Q，et al.Numerical simulation of typhoon wave in Zhoushan［J］.Journal of Waterway and Harbor，2014，35（6）：582-588.

Numerical simulation of the wave off Jiangsu coast under binary typhoons

NIE Yong?qiang1,2,CHEN Peng?chao1,2
（1.College of Harbor,Coastal and Offshore Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China;2.Key Laboratory of Coastal Disaster and Defense,Ministry of Education,Hohai University,Nanjing 210098,China）

In order to study the Jiangsu coastal area influenced by the binary typhoon Tembin and Bolaven,the driven wind under the binary typhoon was built by mixing the Holland typhoon model with the blended wind field from ERA,and nested wave model off Jiangsu coast was constructed by the MIKE 21 SW model.The comparison be?tween simulation results and satellite data,situ measurements about the significant wave height was done.And the wave field(including mixed wave,wind wave and swell)was analyzed.Among them,the scale factor e is the key to the construction of the simulated wind field,and the optimal value of e is determined by the parameter tests.The re?sults show that the wind wave is the main form of sea wave in Jiangsu coastal waters in the course of typhoon Bolav?en and the maximum value is 10.4 m,but the swell is generated during typhoon Tembin and the maximum value is 2.4 m.The influence strength of typhoon Bolaven is significantly greater than typhoon Tembin.

binary typhoons；Holland；wind wave；swell

TV 139.2

A

1005-8443（2017）02-0143-07

2016-08-12；

2017-01-22

聶永強(qiáng)（1990-），男，河南人，碩士研究生，主要從事海岸動(dòng)力學(xué)相關(guān)研究。

Biography：NIE Yong?qiang（1990-），male，master student.