近海水动力要素对入侵台风响应的FVCOM数值模拟研究

【摘要】：基于无结构三角网格和有限体积法的FVCOM区域海洋模式,建立了长江口杭州湾三维典型风暴潮研究模型。首先对研究海域模拟的潮汐潮流等要素进行验证和讨论,结果表明该模式可较好的再现长江口杭州湾的水动力状况;其次统计并分析近年来影响长江口杭州湾海域的22个台风个例,归纳出两类直接入侵长江口、杭州湾并造成显著增减水的台风:正面登陆型与沿海北上型。在此基础上建立两种典型风暴潮模型(台风原型为TC9806和TC0012)。模拟的海域水动力要素对台风的响应显示:风暴潮过程中海表余水位在近岸出现显著增、减水,去除潮汐成分的余水位增水可高达近1m。台风强风场引导表层余流的流向,主导表层余流流速,与岸界地形及径流综合作用,台风前部强风区驱动其下表层余流形成急流带,流速可达1-1.5m/s。垂直方向上余流最大梯度出现在近岸浅水区5-6米左右深度。台风过程造成了海表急流动量下传,深度直达海底,影响单站增、减水的因素除与台风强度有关,还与台风移动的路径有关。表层海流对台风的响应最为显著,且表层流速增幅大于底层;风暴潮过程中单点海流流向仍呈现周期性演变,仅在台风到达时流向出现改变,体现了长江口、杭州湾海域天文潮的主导作用;台风与地形的联合作用使得海流在局地小范围出现环流。