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(bào)對沿岸海洋災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及海洋工程的設(shè)計(jì)具有極其重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。過去人們大多對波浪和風(fēng)暴潮單獨(dú)進(jìn)行預(yù)報(bào)。實(shí)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(gè)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(jī)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(xiǎn)評(píng)估提供更為準(zhǔn)確的海浪風(fēng)暴潮預(yù)測預(yù)報(bào)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(gè)主要耦合物理機(jī)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(jì)算中開邊界考慮了10個(gè)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(jì)算中,兩個(gè)模式通過三個(gè)耦合機(jī)制雙向傳遞所需參量。運(yùn)用勝利油田中心一號(hào)觀測的2個(gè)同步浪、潮、流資料對所建的耦合模式進(jìn)行了檢驗(yàn),并通過耦合和非耦合模式結(jié)果的對比對各耦合機(jī)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(jī)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(gè)物理機(jī)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