摘要：海浪和風(fēng)暴潮是重要的海洋災(zāi)害。對它們的精確預(yù)測和預(yù)報對沿岸海洋災(zāi)害的風(fēng)險評估及海洋工程的設(shè)計具有極其重要的社會和經(jīng)濟價值。過去人們大多對波浪和風(fēng)暴潮單獨進(jìn)行預(yù)報。實際上,風(fēng)既產(chǎn)生浪又產(chǎn)生風(fēng)暴潮,因此它們的產(chǎn)生必然存在相互作用。本研究的目的就是要建立一個渤海高分辨率的雙向耦合的海浪和潮汐風(fēng)暴潮數(shù)值模式,研究各耦合機制的影響,以期為黃河三角洲沿岸風(fēng)暴潮海浪漫堤、漫灘風(fēng)險評估提供更為準(zhǔn)確的海浪風(fēng)暴潮預(yù)測預(yù)報結(jié)果。作者在研究中基于國際上先進(jìn)的第三代海浪數(shù)值模式和潮汐風(fēng)暴潮模式,建立了渤海2′×2′的海浪和潮汐風(fēng)暴潮耦合數(shù)值模式。耦合模式充分考慮了三個主要耦合物理機制:依賴海浪狀態(tài)的表面風(fēng)應(yīng)力,波-流相互作用底應(yīng)力和輻射應(yīng)力。波浪模式主要基于國際上第三代WAM模式,并對其進(jìn)行了淺水效應(yīng)的改進(jìn),以包括淺水深度破碎引起的能量耗散;潮汐風(fēng)暴潮模式計算中開邊界考慮了10個主要分潮K1,O1,P1,Q1,M2,S2,N2,K2,Sa,Ssa。依賴海浪狀態(tài)的表面風(fēng)應(yīng)力取自Donelan等(1993)的結(jié)果,波-流相互作用底應(yīng)力取自Signell等(1990)對GrantandMadsen(1979)簡化的結(jié)果,輻射應(yīng)力以海浪譜表示。耦合計算中,兩個模式通過三個耦合機制雙向傳遞所需參量。運用勝利油田中心一號觀測的2個同步浪、潮、流資料對所建的耦合模式進(jìn)行了檢驗,并通過耦合和非耦合模式結(jié)果的對比對各耦合機制的影響效應(yīng)進(jìn)行分析研究。研究結(jié)果表明,不同物理機制對波高的影響主要由能量方程中以輻射應(yīng)力表示的波流相互作用所決定;在波-潮耦合作用中,依賴波令的表面風(fēng)應(yīng)力和輻射應(yīng)力對水位是正效應(yīng),而波流相互作用底應(yīng)力對水位是負(fù)效應(yīng)。三個物理機制的綜合凈效應(yīng)是正,可增加水位達(dá)25cm。比較顯示,耦合模式的結(jié)果無論對波高還是水位都比