张娟，冯伟忠，李广敏，许炜铭

（国家海洋局南海预报中心，广东 广州 510300）

1003号台风“灿都”风暴潮特征分析与模拟

张娟，冯伟忠，李广敏，许炜铭

（国家海洋局南海预报中心，广东 广州 510300）

根据粤西沿海4个海洋站潮位资料分析、讨论了“灿都”台风风暴潮特征；利用改进的Jelesnianski风场，并采用耦合天文潮模拟与非耦合天文潮两种方案，对1003号台风“灿都”进行模拟、分析，模拟结果显示：在改进的杰氏风场驱动下，两种预报结果误差都比较小，但耦合天文潮预报结果优于非耦合天文潮预报结果。

台风“灿都”；风暴增水；改进的杰氏风场；耦合天文潮

1 前 言

2010年7月19日20时，南海中部海域热带云团加强为热带风暴，命名为“灿都”，中心位于15.6°N，116.5°E，近中心最大风速18 m/s，近中心最低气压1 000 hPa，往西北方向移动，强度继续加强，7月21日17时加强为台风，继续往西北方向移动， 22日13时45分在广东吴川登陆，登陆时近中心最大风速35 m/s，近中心最低气压970 hPa，登陆后一段时间内强度仍然维持，22日15时近中心最大风速仍为35 m/s，近中心最低气压970 hPa，直到22日19时才减弱为强热带风暴，随后减弱为热带风暴，23日17时在广西西部减弱为热带低压，23日 20时停止编号。路径见图 1，“灿都”有 3个特点：一是路径曲折；二是靠近陆岸后继续发展加强；三是风雨猛烈影响面广，海洋灾害影响严重。

2 数值预报模式

2.1 台风模式

选用高桥公式（Takahashi, 1939）和藤田公式（Fujita，1952）来给出模式中格点的气压场分布[1]，前者能很好的代表台风外域的气压分布，而后者能很好的代表台风内域的气压变化，以两倍最大风速半径划分内外域。

本文根据调试模型的结果，在Jelesnianski模式的基础上进行修正。修正公式如下[2]：

图 1 1003号台风“灿都”路径图Fig. 1 Path of the typhoon “Chanthu”

2.2 水动力模式

本项目采用二维风暴潮模式，考虑了有限振幅的影响和科氏参数随纬度的变化，流体运动方程如下，对于此水动力方程，在Arakawa‘C’网格上采用有限差分技术进行离散。

3 风暴潮特征分析

3.1 风暴潮实况

“灿都”是2010年第3号台风，粤西一带沿海出现了30～200 cm的风暴潮增水，其中水东站最大增水达到188 cm，台风移入广西后，北部湾沿岸也出现了 30～70 cm以上的增水，图 2为“灿都”风暴潮增水情况图，由于正值天文高潮期，受台风影响，7月22日上午8时左右湛江出现了略超警戒潮位的情况。

本文选取闸坡、水东、湛江、硇州等4站的实测资料，分析本次风暴增水过程特征，图3是代表站风暴潮逐时过程曲线，从图上可以看出：离台风较近的水东站增水特征为前期增水不明显，随着台风靠近出现一个急剧增水的峰值，之后急剧回落，后期表现为平缓的振荡过程，该过程与风速变化基本一致，见图4；而闸坡、湛江、硇州等3站则表现为平缓的振荡增水过程，其中湛江站出现两次较高增水峰值，两次峰值基本相当，两次峰值相隔5 h。

图 2 1003台风“灿都”沿岸增水情况Fig. 2 Storm surge of the typhoon“Chanthu”

图 4 水东站增水过程与风速过程Fig. 4 Storm surge and wind of Shuidong Station during the typhoon “Chanthu”

3.2 预报结果检验

表1是水东站实测风与计算结果对比统计，图5是水东站风速对比过程线，从图表上可以看出，风向基本一致，预测风速与实测变化趋势一致，但模拟风速大于实测风速，最大风速出现时间比实测提早约3 h。

表 1 水东站实测风与预测风比较Tab.1 Predicted wind compared with measured of Shuidong Station

图5 水东站风速过程验证Fig. 5 Comparison of wind speed of Shuidong Station

本文采用耦合天文潮和非耦合天文潮 2种方法，对本次风暴增水过程进行模拟，表2为闸坡、水东、湛江、硇州等4站点的耦合预报、非耦合预报增水与实测增水的对比结果：总体上来看，2种方法误差都不大；从表中还可以看出，除了闸坡站外，其他各站耦合预报误差均小于非耦合预报误差；从前面分析可知，湛江站出现两次增水相当的峰值，耦合预报结果也出现两次增水相当的峰值，而非耦合预报只出现1次，分析其原因，湛江后期增水是澭水造成，非耦合预报方法则未能体现；从最大增水出现时间上来看，耦合预报结果也优于非耦合预报。

表3是各站预测和实测最高水位及出现时间对比情况。表中结果显示，不论是从最高水位还是最高水位出现时间，耦合预报结果均优于非耦合预报结果。

表 2 海洋站实测增水与预测增水比较Tab. 2 Predicted storm surge compared with measured of ocean stations

表 3 海洋站实测水位与预测水位比较Tab. 3 Predicted water level compared with measured of ocean stations

4 小 结

（1）离台风较近的水东站增水特征为前期增水不明显，随着台风靠近出现一个急剧增水的峰值，之后急剧回落，其他各站为平缓的震荡增水过程；

（2）耦合预报结果，不管是在峰值（最大增水、最高水位）及峰值出现时间上，都优于非耦合预报。

[1] 包澄澜. 海洋灾害及预报 [M]. 北京: 海洋出版社, 1991:59-63.

[2] 周水华, 李远芳, 冯伟忠, 等. “0601”号台风控制下的广东近岸浪特征 [J]. 海洋通报, 2010, 29(2): 130-134.

Analysis and numerical simulation of the storm surge caused by the typhoon “Chanthu”

ZHANG Juan, FENG Wei-zhong, LI Guang-min, XU Wei-ming

(Sea Forcasting Center of South China Sea, SOA, Guangzhou 510300, China)

This paper attempts to address the characteristics of storm surge based on data from four ocean stations in western Guangdong coastal areas; improved Jelesnianski wind field and the coupling and uncoupling astronomical tide mathematical model are used to simulate storm surge caused by the typhoon“Chanthu”. Simulation results showed that in the improved wind field, the results of two prediction errors were relatively small, drived by improved Jelesnianski wind field, but the coupling astronomical tide prediction results were better than forecast results of non-coupled astronomical tide.

the typhoon “Chanthu”; storm surge; improved Jelesnianski wind field; the coupling astronomical tide

P444

A

1001-6932(2011)04-0367-04

2010-08-17；

2011-03-14

张娟（1982－），女，硕士，工程师，主要从事于海洋环境预报工作。电子邮箱：zhangjuan8205@126.com。