正文 第19章 風暴潮的預警(2)(1 / 3)

SLOSH(SeaLakeandOverlandSurgesfromHurricanes)颶風風暴潮數值預報模式,是美國國家海洋大氣管理局(NOAA)、國家氣象局(NWS)在1981年開始開發研製,1992年發表技術報告至今,經曆了20多年的研製和改進。

它是美國新一代國家風暴潮預報模式,在防災預報中發揮了重要作用。

SLOSH模式是二維模式。模式計算區域覆蓋部分大陸架、內陸水體以及障礙物。計算域采用均勻伸展的極坐標網格。這種網格的優點在於岸邊重點區域的網格可以很細,能很好地反映微地形對風暴潮的影響;離岸邊較遠的深水區網格較粗,節約內存和機時,而不影響計算精度。SLOSH模式可以描述風暴潮漫灘過程,由於考慮了淹沒陸地,因此,與網格尺度可以比較的障礙物,例如沙丘、防洪堤、廢渣區、天然山脊、礁石以及許多人造結構等也都予以考慮。

我國科學家從1980~1990年引進並建立以SLOSH模式為基礎的風暴潮預報業務係統。至今它仍在我國風暴潮預報以及海岸工程風暴潮設計參數的計算中發揮著重要作用。

多模式耦合的風暴潮預報模式

近年來國內外采用三維海洋環流模式,如POM、ECOM等模擬和預報風暴潮,而且還把它與海浪模式(如適合近岸海域的SWAN海浪模式)相耦合或與天文潮相耦合,這些模式能較好地描述考慮波浪引起的底摩擦、波浪引起的海表麵風應力係數變化、總水位變化等因素對風暴潮的影響。也在一定程度上提高了對風暴潮的預報準確性。另外,建立在風暴潮數值基礎上的集合預報技術也是提高風暴潮預報準確性的有效途徑。

我國國家海洋預報中心(NMEFC)自主開發的CTS台風風暴潮數值預報模式在2003年投入業務化運行,模式區域覆蓋整個中國沿海,空間分辨率為2憶;2007年開始進行集合預報試驗;自主開發的CES溫帶風暴潮數值預報模式在2004年投入業務化運行,模式區域覆蓋整個中國沿海,空間分辨率為6憶,它每天運行2次,提供我國沿海72小時溫帶風暴潮數值預報。NMEFC還開發了風暴潮漫灘數值預報模式,空間最高分辨率為100~600米,用於科學研究和風暴潮災害的風險評估等。

風暴潮災的嚴重情況已引起了世界上許多沿海國家和科研機構的重視。目前,國外開展風暴潮觀測、研究和預報工作的國家計有美、英、德、法、荷蘭、比利時、俄羅斯、日本、泰國和菲律賓等。中國在這方麵的工作開始得較晚,除20世紀60年代的一些個別的研究以外,隻是在進入了70年代以後才較全麵地開展了風暴潮機製和預報的研究工作。國家“七五”“八五”期間均立項進行風暴潮數值預報產品的研究,取得了較先進的研究成果,並已逐漸把數值預報產品應用於進行風暴潮位的業務預報。風暴潮的監測和通信係統也已在全國範圍內建立,以經驗統計預報方法結合動力數值預報,將使中國風暴潮的業務預報工作日臻完善。

風暴潮的預報準確度

風暴潮的發生一方麵受複雜的海洋環流、海底地形等因素影響,對此,現有的風暴潮預報方法還很難準確地給予表達;另一方麵,風暴潮是由強烈大氣擾動引起的,要報準風暴潮,需首先報準未來的氣象條件。而氣象預報也受很多複雜因素的影響,尤其是台風、強冷空氣等災害性天氣更難報準,風暴潮模式結果的精度,在很大程度上依賴於氣壓場和風場模式的質量,目前國內外氣象預報的精度還不能完全達到精確的風暴潮預報要求。除此之外,目前天文潮的預報也有某些誤差,而災害性高潮位通常是風暴潮與天文潮疊加,甚至是相互作用的結果,這就更增加了風暴潮災害的預報、警報的難度。因此,風暴潮預報就不可能十分準確。雖然風暴潮預報技術上的難點還有待今後科學技術的發展來解決,但已有的風暴潮預報方法,仍能在多數情況下提供有用的預報和警報,從而減輕風暴潮災害的人員傷亡和經濟損失。

風暴潮預報準確度的提高是同氣象預報水準的改進步調一致的。盡管現有的風暴潮模式可以進行12小時、24小時、36小時,甚至更長時間的預報,但由於大氣模式給出的風場、氣壓場尚不能滿足風暴潮預報的要求,故準確預報的時效還不可能太長。據統計,英國的風暴潮季節是每年9月份至翌年4月份,在這個時段中,平均每年發布風暴潮預報35~50次,其中4~6小時的預報有20次。意大利準確度較高的溫帶風暴潮預報也隻有約6小時的提前量。德國專家指出,目前高潮位的較高預報時效為3~4小時,高潮時預報在30分鍾之內,潮高預報在20~30厘米之內。我國目前台風風暴潮預報時效約為12小時,最長達30小時,最短為3小時,高潮位平均預報誤差約20厘米,極端情況誤差超過100厘米,高潮時平均誤差約20分鍾。如果以風暴潮小於100厘米時絕對誤差小於30厘米、風暴潮大於100厘米時絕對誤差小於35厘米為標準,以此計算的預報保證率為65%左右。總體上,我國發布的風暴潮預報準確度與世界先進水平相當。在過去的20多年中,曾多次成功地預報了強風暴潮,大大減輕了損失。