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南海台风浪的观测与模拟

何海伦   2017-05-08

      近日,我室何海伦副研究员和合作者在《Journal of Physical Oceanography》杂志发表关于台风浪的研究论文。该文通过分析南海观测资料,给出台风浪的时空分布特征,并在台风左前方发现显著的能量(或海浪有效波高)低值区;其次,通过数值后报和敏感性试验评估了现有模式的最高预测水平,并从频谱变化(或能量变化的源函数项)角度给出台风浪的细致描述。最后,作者通过数值测试展示了非线性波-波相互作用对台风浪变化的重要影响,即非线性波-波相互作用导致台风浪能量不停地从高频向低频转移,从而避免生成具有双峰结构的频谱。该文描述和刻画了台风浪发展变化过程中的非线性动力机制,可为台风浪预报和区域耦合模式发展提供参考。该研究由国家自然科学基金(41476021,41576013)、973项目(2013CB430302)和全球变化与海气相互作用专项(GASI-IPOVAI-04)联合资助。

引用:Xu, Yao, Hai-Lun He*, Jin-Bao Song, Yi-Jun Hou, and Fu-Ning Li, 2017: Observations and modeling of typhoon waves in the South China Sea. J. Phys. Oceanogr. doi:10.1175/JPO-D-16-0174.1.

QQ截图20170508150629.png

图1  台风期间风向和平均波向以及风浪涌浪分布特征。将观测数据投影到一个随台风中心移动的坐标系中,台风中心在图中心位置。坐标轴刻度代表距离台风中心的最大风速半径的倍数。台风的移动方向朝纸面上方。a)矢量箭头表示三组浮标数据中的台风期间的平均波向,虚箭头表示风向。b)空心圆圈代表风浪占优的位置,实心圆点代表涌浪占优的位置。

QQ截图20170508150849.png


图2  台风黑格比期间,浮标B0处海浪一维谱,风能输入项Sin,耗散项Sds和非线性相互作用项Snl以及三项之和随时间的变化。每一行代表一项,每一列代表一种参数化方案的结果。黑线代表谱峰频率。x轴代表频率,y轴代表相对台风到达时刻的时间t。