珠江河口风暴潮数值预报技术

2022-12-23

中国水利 2022年22期

项目概况

珠江河口是我国遭受台风影响最为严重的地区之一，平均每年有5.5个热带气旋影响该地区，防台风暴潮形势严峻。近年来，受气候变化影响，影响珠江河口的强台风次数呈增加趋势，珠江河口接连遭受“天鸽”“山竹”等强台风袭击，河口风暴潮位屡次突破历史极值。为更好地开展风暴潮防灾减灾工作，珠科院风暴潮预报团队依托珠江河口原型观测平台实时监测风暴潮发展过程，采用风暴潮数值预报模型和经验预报模型进行河口风暴潮实时滚动预报，以保障珠江河口地区防洪潮安全。

主要亮点

珠科院自主开发了珠江河口风暴潮数值预报模型，模型对河流—河网—河口—海湾—海域跨尺度整体考虑，耦合风—浪—径—潮等多要素，实现实时、精准、聚焦的风暴潮预报。模型覆盖珠江三角洲，包括珠江河口干流、河网、八大口门、湾区、外海，水域面积约4万km2，模型上游至高要、石角、博罗、石咀、老鸦岗控制站，外海到口外100m等深线处。以往预报中小尺度河网区域需进行模型嵌套，计算效率低，为克服这个局限，采用跨尺度建模，实现海域、海湾直至珠江口漫滩内陆区物理过程和数值模式的无缝连接。基于最新的水深地形数据，在河道内采用贴体四边形网格，在河道交汇处及口外复杂区域采用非结构网格，对珠江三角洲河网、口门区以及口外海域进行整体考虑。为克服以往预报中实测资料不足的局限，模型采集原型观测平台实时观测数据以及珠江三角洲各水文站、潮位站等平台的实时报汛数据，为实时监测预报提供数据支撑。数值模型可调用多核并行计算，计算效率高；模型基于Linux系统开发，易于部署，可适配国产软件环境。数值预报过程中同时引入了经验预报模型，以河口重要站点长序列数据为基础，采用统计方法构建了风暴增水与风速、气压之间的经验模型，结合经验预报模型和数值预报模型，快速实时预报珠江河口风暴潮。

应用成效

珠科院风暴潮预报团队于2022年实时精准滚动预报了2207号“木兰”、2209号“马鞍”、2216号“奥鹿”和2220号“纳沙”4场台风暴潮，依据中央气象台发布的路径预报数据，针对珠江河口及珠江流域（片）沿海地区，开展登陆前36h、24h、12h的滚动风暴潮预报，共发布9期风暴潮简报，参与2次珠江防总防汛会商。24h预见期的增水预报误差在10%以内，预报数据质量较优，实时预报成果推送给珠江委和澳门特别行政区政府有关部门，为珠江防总与澳门地区防汛防台风工作提供了坚实的技术支撑。