日志
台风预警信号及防御指南
||
| 台风预警信号及防御指南 | |||||
| http://www.cnxsg.cn 中国象山港 2012年08月01日 08:36 | |||||
| |||||
|
全部作者的其他最新日志
发表评论 评论 (8 个评论)
- 回复 海天渔歌
- 在我国沿海地区，几乎每年夏秋两季都会或多或少地遭受台风的侵袭，因此而遭受的生命财产损失也不小。作为一种灾害性天气，可以说，提起台风，没有人会对它表示好感。然而，凡事都有两重性，台风是给人类带来了灾害，但假如没有台风，人类将更加遭殃。科学研究发现，台风对人类起码有如下几大好处：
其一，随着全球人口激增和工农业发展，对淡水的需求量日益扩大，加上陆地上有限的淡水资源分布不均匀，世界性水荒已日趋严重。而台风这一热带风暴却为人们带来了丰沛的淡水。台风给中国沿海、日本海沿岸、印度、东南亚和美国东南部带来大量的雨水，约占这些地区总降水量的1/4以上，对改善这些地区的淡水供应和生态环境都有十分重要的意义。
其二，靠近赤道的热带、亚热带地区受日照时间最长，干热难忍，如果没有台风来驱散这些地区的热量，那里将会更热，地表沙荒将更加严重。同时寒带将会更冷，温带将会消失。我国将没有昆明这样的春城，也没有四季长青的广州，“北大仓”、内蒙古草原亦将不复存在。
其三，台风最高时速可达200公里以上，其能量相当于400颗2000吨级氢弹爆炸时所放出的能量，所到之处，摧枯拉朽。这巨大的能量可以直接给人类造成灾难，但也全凭着这巨大的能量流动使地球保持着热平衡，使人类安居乐业，生生不息。
其四，能量巨大的台风在形成及运行时，借助闪电等作用，可以击碎水分子长链，形成具有活性的短链水分子。而地球上的生物在吸入这些短链水分子后，可增添生命的活力，从而使地球生态持久发展下去。
其五，台风还能增加捕鱼产量。每当台风吹袭时翻江倒海，将江海底部的营养物质卷上来，鱼饵增多，吸引鱼群在水面附近聚集，渔获量自然提高。
- 回复 海天渔歌
- “苏拉”“达维”南北夹击携强风劲雨来袭
台风形成示意图
热带的海洋是台风的老家，台风形成的条件主要有两个：一是比较高的海洋温度；二是充沛的水汽。
在温度高的海域内，正好碰上了大气里发生一些扰动，大量空气开始往上升，使地面气压降你，这时上升海域的外围空气就源源不绝地流入上升区，又因地球转动的关系，使流入的空气像车轮那样旋转起来。当上升空气膨胀变冷，其中的水汽冷却凝成水滴时，要放出热量，这又助长了低层空气不断上升，使地面气压下降得更低，空气旋转得更加猛烈，这就形成了台风。
只有在热带的海洋上才是台风生成的地方。那里海面上气温非常高，使低层空气可以充分接受来自海面的水源。那里又是地球上水汽最丰富的地方，而这些水汽是台风形成发展的主要原动力。没有这个原动力，台风即使已经形成，也会消散。其次，那里离开赤道有一定距离，地球自转所产生的偏转力有一定的作用，有利于台风发展气旋式环流和气流辐合的加强。第三，是热带海面情况比中纬度处单纯，因此，同一海域上方的空气，往往能保持较长时间的定常条件，使台风有充分的时间积蓄能量，酝酿出台风。
在这些条件配合下，只要有合适的触发机制，例如，高空出现辐散气流或南北两半球的信风在赤道稍北地方相遇等，台风就会在某些热带海域形成并增强。根据统计，在热带海洋，台风常常产生在洋面温度超过26-27℃以上的地区。
产生台风的海洋，主要是菲律宾以东的海洋、我国南海、西印度群岛以及澳洲东海岸等。这些地方海水温度比较高，也是南北两半球信风相遇之处。
- 回复 海天渔歌
- 台风给广大的地区带来了充足的雨水，成为与人类生活和生产关系密切的降雨系统。但是，台风也总是带来各种破坏，它具有突发性强、破坏力大的特点，是世界上最严重的自然灾害之一。
台风的破坏力主要由强风、暴雨和风暴潮三个因素引起。
1、强风
台风是一个巨大的能量库，其风速都在17米/秒以上，甚至在60米/秒以上。据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风压可达230公斤。
2、暴雨
台风是非常强的降雨系统。一次台风登陆，降雨中心一天之中可降下100-300毫米的大暴雨，甚至可达500-800毫米。台风暴雨造成的洪涝灾害，是最具危险性的灾害。台风暴雨强度大，洪水出现频率高，波及范围广，来势凶猛，破坏性极大。
3、风暴潮
所谓风暴潮，就是当台风移向陆地时，由于台风的强风和低气压的作用，使海水向海岸方向强力堆积，潮位猛涨，水浪排山倒海般向海岸压去。强台风的风暴潮能使沿海水位上升5-6米。风暴潮与天文大潮高潮位相遇，产生高频率的潮位，导致潮水漫溢，海堤溃决，冲毁房屋和各类建筑设施，淹没城镇和农田，造成大量人员伤亡和财产损失。风暴潮还会造成海岸侵蚀，海水倒灌造成土地盐渍化等灾害。
- 回复 海天渔歌
- 合理计算极端设计潮位是制订海岸防护标准的重要内容之一。传统的单因素极端设计水位计算方法，往往忽略了多种致灾因素的联合作用。现有的天文潮与风暴潮增水的组合方法，未能把天文潮与风暴潮增水当作相关的事件来考虑;而联合概率法，也未能分别选取各自最适合的边缘分布类型进行概率组合计算。二维联合概率模型的研究是海洋工程设计标准研究中的难点。本文以长期观测资料为基础，借鉴二维正态分布的研究成果，运用了正态分布等价转换的思想实现了具有不同边缘分布的二维变量的联合概率等价计算。考虑风暴增水与天文潮之间的相关性，分析工程所在海域风暴增水与天文潮特征，选取各自最适合的边缘分布进行联合概率计算，根据概率与概率密度相等的近似假定，提出了等效二维分布，并依此确定极端设计潮位。通过采用不同边缘分布，组合得到具体的二维分布模型，根据统计分析，给出海岸工程设计所需要的极端水位，供设计部门选用。
本论文转载于论文天下：http://www.lunwentianxia.com/product.sf.3351992.1/
- 回复 海天渔歌
- 浙江海岸台风风暴潮漫堤风险评估研究
卢美
风暴潮灾害居我国海洋灾害之首,浙江省是我国沿海台风暴潮灾害最严重的区域之一在全球气候变暖背景下,浙江省台风暴潮灾害频率、强度和影响范围呈增大趋势。基于实况资料分析和风暴潮数值模拟开展浙江沿海台风暴潮灾害风险评估具有重要的意义。 本文在系统梳理和借鉴前人研究成果的基础上,探讨了浙江沿海台风风暴潮灾害风险的内涵,针对台风风暴潮灾害影响的多种时空尺度和区域特征,分别采用适宜的评估方法开展了浙江沿海地区的台风风暴潮漫堤风险分析、典型沿海岸段台风风暴潮漫堤和淹没风险的实证研究并利用GIS平台直观展现。主要研究工作和结论如下： (1)根据海洋预报部门现有风暴潮灾害危险性评估指标体系,系统地分析了浙江沿海地区风暴潮灾害的危险性,计算了270次台风条件下风暴潮灾度值,从而确定了浙江沿海地区风暴潮危险性分布和灾害等级分布。研究表明：浙江沿海为台风暴潮重灾区,尤以温州沿海灾度最高,杭州湾及台州沿海次之,灾度在空间上具有南部大于北部、河口大于岛屿的分布特征。 (2)基于浙江沿海60余年平均气温和潮位观测资料,首次系统分析了气候变化对浙江海域风暴潮的影响,研究表明平均气温变化与风暴潮强度具有明显的正相关。60多年来,浙江沿海登陆台风个数、平均海平面高度、较大风暴增水出现频率、超警戒风暴潮频率和年极值高潮位与平均气温变化趋势非常相似,都呈波动上升趋势。特别是1990年以来,随着平均气温上升,上述趋势更为明显,登陆浙江的台风成倍增加,从而导致浙江沿海风暴潮灾害危险性增大。且台风登陆点似有南移的趋势,浙江南部为台风暴潮主要受灾区。 (3)使用1951-2012年全国年平均气温、NINO3.4区海温距平、登陆中国的台风、登陆浙江的个数和乍浦站1954-2012年乍浦站年最高潮位资料,应用小波分析方法,分析了上述各要素的变化趋势及其周期。研究表明：全国年平均气温、登陆浙江的台风个数、乍浦站年最高潮位的长周期变化非常相似,其长周期大于60年,这些要素60年时间序列中只分离出一个跨度为35-40年的上升周期,2007年之后该上升周期都已呈现终结的趋势。而平均气温、NINO3.4区海温距平、登陆中国和浙江的台风个数以及乍浦站年极值高潮位都具有10-11年的短周期。 (4)以海门站为例,分析了浙江强潮河口地区的风暴潮增水特征,并应用EMD(经验模态)方法对海门站增水超过1米的17个风暴潮个例进行分析,结果表明,海门站的风暴增水具有明显的潮周期特征,风暴潮与天文潮的非线性效应显著,当该站增水曲线为标准型时,由非线性相互作用引起的增水较小,其值占总增水的比例仅为六分之一左右;当为混合型增水时,增水波的波动特征开始明显,该类型曲线由非线性相互作用引起的增水较大,其值占总增水的比例为三分之一左右;波动性增水的非线性相互作用引起的增水最大,其值占总增水的比例可达二分之一以上。 (5)采用ECOMSED建立两潮耦合模型,经过多个历史风暴潮个例的模拟验证后表明,该方法能很好地模拟浙江沿海包括河口地区的风暴潮位及增水过程,说明模型参数取值合理,可用于浙江沿海台风暴潮模拟和漫堤风险评估,该方法可以有效分析无潮位资料岸段的风暴潮特征。对不同登陆点的台风引起的增水特性分析得知,登陆点右侧且靠近登陆点的岸段,风暴增水最大,且形态以标准型为主,其最大增水值是登陆点左侧的3倍左右,为风暴潮灾害风险最大的区域;登陆点右侧距离登陆点较远的以及登陆点左侧的岸段,其增水值较小,且形态多呈波动型;在同一台风影响下,河口类型测站的增水值较岛屿类型大,河口地区的风暴潮灾害风险大于岛屿地区。 (6)采用频率分析和数值模拟方法,首次建立了浙江海堤风暴潮漫堤风险分析业务化系统框架。利用不同重现期的风暴潮与天文潮的组合研究表明,在高标准海塘建成后,浙江沿海风暴潮漫堤风险主要集中在20年一遇等级以下的堤坝,而50年一遇及以上等级堤防的漫堤风险较小。据统计,浙江沿海验潮站的历史最高潮位大都接近或超过当地20年一遇标准的堤坝高程,没有超过50年一遇的堤坝高程。 (7)首次采用台风概率预报和风暴潮两潮耦合预报相结合的方法来分析任一台风影响下浙江海堤的风暴潮漫堤概率,研究表明采用该方法能平滑由于单一台风路径预报误差引起的风暴潮预报偏差幅度,使得风暴增水和高潮位预报误差更稳定。而且随着台风预报准确度不断提高,风暴潮的预报准确度可以得到稳步提升。此方法可用于风暴潮业务化预报,也可以用于风暴潮漫堤风险事前评估 (8)利用skyline和GIS技术,集成了台站实况观测、台风路径预报、两潮耦合数值预报结果和漫堤概率预报结果等信息,构建了适用于浙江沿海的风暴潮灾害预警辅助分析系统,该系统可以利用GIS的空间分析与显示技术,分析并直观展现任一台风暴潮灾害危险区分布和海堤漫堤风险段的分布,该系统已于2011年在浙江省防汛办的防台会商会议得到应用。
- 回复 海天渔歌
- 浙江海岸台风风暴潮漫堤风险评估研究
卢美
风暴潮灾害居我国海洋灾害之首,浙江省是我国沿海台风暴潮灾害最严重的区域之一在全球气候变暖背景下,浙江省台风暴潮灾害频率、强度和影响范围呈增大趋势。基于实况资料分析和风暴潮数值模拟开展浙江沿海台风暴潮灾害风险评估具有重要的意义。 本文在系统梳理和借鉴前人研究成果的基础上,探讨了浙江沿海台风风暴潮灾害风险的内涵,针对台风风暴潮灾害影响的多种时空尺度和区域特征,分别采用适宜的评估方法开展了浙江沿海地区的台风风暴潮漫堤风险分析、典型沿海岸段台风风暴潮漫堤和淹没风险的实证研究并利用GIS平台直观展现。主要研究工作和结论如下： (1)根据海洋预报部门现有风暴潮灾害危险性评估指标体系,系统地分析了浙江沿海地区风暴潮灾害的危险性,计算了270次台风条件下风暴潮灾度值,从而确定了浙江沿海地区风暴潮危险性分布和灾害等级分布。研究表明：浙江沿海为台风暴潮重灾区,尤以温州沿海灾度最高,杭州湾及台州沿海次之,灾度在空间上具有南部大于北部、河口大于岛屿的分布特征。 (2)基于浙江沿海60余年平均气温和潮位观测资料,首次系统分析了气候变化对浙江海域风暴潮的影响,研究表明平均气温变化与风暴潮强度具有明显的正相关。60多年来,浙江沿海登陆台风个数、平均海平面高度、较大风暴增水出现频率、超警戒风暴潮频率和年极值高潮位与平均气温变化趋势非常相似,都呈波动上升趋势。特别是1990年以来,随着平均气温上升,上述趋势更为明显,登陆浙江的台风成倍增加,从而导致浙江沿海风暴潮灾害危险性增大。且台风登陆点似有南移的趋势,浙江南部为台风暴潮主要受灾区。 (3)使用1951-2012年全国年平均气温、NINO3.4区海温距平、登陆中国的台风、登陆浙江的个数和乍浦站1954-2012年乍浦站年最高潮位资料,应用小波分析方法,分析了上述各要素的变化趋势及其周期。研究表明：全国年平均气温、登陆浙江的台风个数、乍浦站年最高潮位的长周期变化非常相似,其长周期大于60年,这些要素60年时间序列中只分离出一个跨度为35-40年的上升周期,2007年之后该上升周期都已呈现终结的趋势。而平均气温、NINO3.4区海温距平、登陆中国和浙江的台风个数以及乍浦站年极值高潮位都具有10-11年的短周期。 (4)以海门站为例,分析了浙江强潮河口地区的风暴潮增水特征,并应用EMD(经验模态)方法对海门站增水超过1米的17个风暴潮个例进行分析,结果表明,海门站的风暴增水具有明显的潮周期特征,风暴潮与天文潮的非线性效应显著,当该站增水曲线为标准型时,由非线性相互作用引起的增水较小,其值占总增水的比例仅为六分之一左右;当为混合型增水时,增水波的波动特征开始明显,该类型曲线由非线性相互作用引起的增水较大,其值占总增水的比例为三分之一左右;波动性增水的非线性相互作用引起的增水最大,其值占总增水的比例可达二分之一以上。 (5)采用ECOMSED建立两潮耦合模型,经过多个历史风暴潮个例的模拟验证后表明,该方法能很好地模拟浙江沿海包括河口地区的风暴潮位及增水过程,说明模型参数取值合理,可用于浙江沿海台风暴潮模拟和漫堤风险评估,该方法可以有效分析无潮位资料岸段的风暴潮特征。对不同登陆点的台风引起的增水特性分析得知,登陆点右侧且靠近登陆点的岸段,风暴增水最大,且形态以标准型为主,其最大增水值是登陆点左侧的3倍左右,为风暴潮灾害风险最大的区域;登陆点右侧距离登陆点较远的以及登陆点左侧的岸段,其增水值较小,且形态多呈波动型;在同一台风影响下,河口类型测站的增水值较岛屿类型大,河口地区的风暴潮灾害风险大于岛屿地区。 (6)采用频率分析和数值模拟方法,首次建立了浙江海堤风暴潮漫堤风险分析业务化系统框架。利用不同重现期的风暴潮与天文潮的组合研究表明,在高标准海塘建成后,浙江沿海风暴潮漫堤风险主要集中在20年一遇等级以下的堤坝,而50年一遇及以上等级堤防的漫堤风险较小。据统计,浙江沿海验潮站的历史最高潮位大都接近或超过当地20年一遇标准的堤坝高程,没有超过50年一遇的堤坝高程。 (7)首次采用台风概率预报和风暴潮两潮耦合预报相结合的方法来分析任一台风影响下浙江海堤的风暴潮漫堤概率,研究表明采用该方法能平滑由于单一台风路径预报误差引起的风暴潮预报偏差幅度,使得风暴增水和高潮位预报误差更稳定。而且随着台风预报准确度不断提高,风暴潮的预报准确度可以得到稳步提升。此方法可用于风暴潮业务化预报,也可以用于风暴潮漫堤风险事前评估 (8)利用skyline和GIS技术,集成了台站实况观测、台风路径预报、两潮耦合数值预报结果和漫堤概率预报结果等信息,构建了适用于浙江沿海的风暴潮灾害预警辅助分析系统,该系统可以利用GIS的空间分析与显示技术,分析并直观展现任一台风暴潮灾害危险区分布和海堤漫堤风险段的分布,该系统已于2011年在浙江省防汛办的防台会商会议得到应用。
- 回复 海天渔歌
- 考虑台风多因子影响的联合设计参数推算新模式
韩润雨
【摘要】：各种极端海况(风速、波高、暴潮、海流等)直接引起近海工程、海岸工程、河口海岸城市的灾害性破坏以及人员伤亡,从而造成巨大的经济损失。同时,在台风影响海域,各海洋工程结构常常遭受风、浪、流等各种海况的联合荷载效应,从而合理推算各种海洋环境条件的联合设计标准直接影响到近海工程的安全性与经济性。近年来,国际上也大力开展风、浪、流等各种海洋因素的联合作用研究。 由于在台风影响海域,台风是发生各种海洋灾害的重要原因,为克服传统极端海况设计标准推算方法的先验性或单变量因素的局限性,同时考虑影响极端海况的其他重要的台风特征量,本课题基于测度论、多元极值理论、变分理论等推导出了考虑台风二因素——台风发生频次和台风强度——的二维复合模型来推求海洋环境条件的设计参数。此模型不仅能够更全面地考虑台风对各极端海况的影响,而且很好地避免以往传统应用模型中分布函数不完整的缺点。接着,在分析台风两个特征量因子的概率特征时,本文推导出此二变量符合二维离散最大熵分布,同时提出了对台风两个特征量因子进行约束的四个符合实际情况且符合公理的约束条件,并基于最大熵原理推导出此二变量所服从的二维离散最大熵分布的具体表达形式。此分布函数既能够充分尊重客观实际情况,又能够充分利用已知观测数据,还一定程度上减少了传统方法中人为选择分布函数的先验性。此离散分布函数含有六个待定参数,使得该分布函数具有很好灵活性和适应性,而待定参数可通过矩方法推得的一方程组和实测数据数值解得。最后,由于台风作用下产生的风暴潮(台风浪)灾害是造成人员伤亡和财产最严重的灾害,同时台风浪波高和风暴潮水位对海洋工程最为直观和重要,从而本文在应用新模型时,选择台风浪波高和风暴潮水位作为两连续变量,而其联合分布函数本文则站在描述两个变量间相关结构的角度,应用以Copula方法为基础的推得的二元联合概率分布。 为检验新模型,本文不仅将新二维离散复合分布模型的低维模式与传统的一维复合分布模式进行比较,说明其低维模式的优点,而且将新二维模式用于推算潮涟岛台风浪极值波高和风暴潮极值水位的联合设计参数,并将其结果与传统模型所得的结果进行比较以说明其合理性与正确性。本文旨在提出新模型,以期为有关部门提供新的推算设计参数新方法。
【关键词】：最大熵原则 联合熵 Copula函数 经典极值理论
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P444
【目录】：
摘要5-7
Abstract7-10
第一章 引 言10-16
1.1 课题背景10-11
1.2 国内外研究综述11-14
1.3 本文研究的内容及所做工作14-16
第二章 考虑台风影响的联合设计参数推算模型16-32
2.1 台风二因素影响的联合设计参数推算理论模型16-20
2.2 二维离散分布模型的确定20-29
2.2.1 最大熵原理简介21-22
2.2.2 二维离散最大熵模型22-25
2.2.3 参数的确定25-29
2.3 本章小结29-32
第三章 新模式的应用32-54
3.1 波高和水位联合分布函数的确定32-37
3.2 新模型的应用37-51
3.2.1 新模型降维模式的应用37-43
3.2.2 利用新模型推算联合设计参数43-51
3.3 本章小结51-54
第四章 总结与展望54-56
4.1 总结54
4.2 展望54-56
参考文献56-62
致谢62-64
个人简历64
攻读硕士学位期间发表的学术论文64
- 回复 海天渔歌
- 数学模型在生态学的应用及研究 [The Application and research of Mathematical in Ecology]
杨东方，苗振清 著
数学是结果量化的工具，数学是思维方法的应用，数学是研究创新的钥匙，数学是科学发展的基础。
数学模型研究可以分为两大方面：定性和定量的，要定性地研究，提出的问题是：“发生了什么？或者发生了没有？”，要定量地研究，提出的问题是“发生了多少？或者它如何发生的？”。前者是对问题的动态周期、特征和趋势进行了定性的描述，而后者是对问题的机制、原理、起因进行了定量化的解释。然而，生物学中有许多实验问题与建立模型并不是直接有关的。于是，通过分析、比较、计算和应用各种数学方法，建立反映实际的且具有意义的仿真模型。
生态数学模型的特点为：（1）综合考虑各种生态因子的影响。（2）定量化描述生态过程，阐明生态机制和规律。（3）能够动态的模拟和预测自然发展状况。
生态数学模型的功能为：（1）建造模型的尝试常有助于精确判定所缺乏的知识和数据，对于生物和环境有进一步定量了解。（2）模型的建立过程能产生新的想法和实验方法，并缩减实验的数量，对选择假设有所取舍，完善实验设计。（3）与传统的方法相比，模型常能更好地使用越来越精确的数据，从生态的不同方面所取得材料集中在一起，得出统一的概念。
内容简介
本书主要介绍了各种各样的数学模型在生态学不同领域的应用，如在地理、地貌、水文、水动力以及环境变化、生物变化和生态变化等领域的应用。详细阐述了数学模型建立的背景、数学模型的组成、结构及其数学模型应用的意义。
本书适合气象学、地质学、海洋学、环境学、生物学、生物地球化学、生态学、陆地生态学、海洋生态学和海湾生态学等有关领域的科学T作者和相关学科的专家参阅，也适合高等院校师生作为教学和科研的参考。
作者简介
杨东方，男，1962年11月出生，陕西省延安市人，汉族。1984年毕业于延安大学数学系（学士）；1989年毕业于大连理工大学应用数学研究所（硕士），研究方向：Lenard方程唯n极限环的充分条件、微分方程在经济管理生物方面的应用；1999毕业于中国科学院青岛海洋研究所（博士），研究方向：营养盐硅、光和水温对浮游植物生长的影响，专业为海洋生物学和生态学；同年在青岛海洋大学，化学化工学院和环境科学与工程研究院做博士后研究工作，研究方向：胶州湾浮游植物的生长过程的定量化初步研究。