福建省风暴潮预警辅助决策系统的业务化应用

随着 沿 海 经济 的迅 速 发展 ，风 暴潮 灾 害 的 经济 损 失 却 呈 上 升趋 势 。 因此 ，面 对 我 国沿 海 日益 频 繁 和严 重 的 风暴 潮 灾 害 ，在 加 强 防潮 １ ＿ ＝ 程 建设 的 同
ห้องสมุดไป่ตู้
的可 能 漫堤 岸 段 提 供 预警 。它 主 要是 根 据 台 风 的
水 文 地 理 特点 ，建 立适 合 台 湾海 峡 和 福建 沿 海 的 风 暴 潮一 天 文 潮 耦合 数 值 预报 理 论模 型 。在理 论
形 数 据 和数 字 高程 模 型等 。将 海堤 资 料 和地 形 图 数 据 ，集 合 成地 理 信 息 系统 ，供 风 暴 潮 预警 辅 助 决策 系统使用 。 天 文潮 数 据 库 是 根 据 多 年 的历 史潮 位 资料 ，
３ ． １ 台风路 径和移 动速 度对 风暴 潮结 果 的影响 台 风 的移 动方 向 、移 动 速 度 对 于风 暴 潮 的预 报结 果 具 有 重 要 的 影 响 。 台风 的移 动方 向 ， 即 台
库 中算 好 的 台风 增 水 数 据 ，叠 加 到 天 文 潮 数 据 上 ，与 海 堤 高 程 比较 ，判 断 是 否 漫 堤 。实 际预 报
项Ｔ 作 是 风暴 潮 防 灾 减灾 的前 提 和基 础 ， 自从 开
直其 他 部 门在处 置 台风 等 灾 害性 天 气 时提 供 科 学 决 策 的依 据 。
２ 功能简介
风 暴 潮 预警 辅 助 决 策 系 统 主要 是 为 台风期 间
展风 暴 潮 预报 后 ， 因灾死 亡 的 人数 大 大 减 少 ，但
间不 同 ，对 应 的 天 文 潮 位就 不 同 ，风暴 潮位 也 就 会 不 同 ，从 而 对 海 堤 的 影 响可 能 就会 截 然 不 同 。 风 暴 潮 灾 害 的严 重 性 ，在 很 大 程 度 上 取决 于 其 最
大风 暴 潮 位 是 否 与 天 文潮 高 潮 相 叠 ，尤其 是 与天
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海 洋 预 报
２ ７ 卷
风 预 报 路 径 ，通 过 与 海 洋 专 家 会 商 ，最 终 做 出
判断。
到 风 暴 潮 预 警 辅 助 决 策 系 统 对 风 暴 潮 漫 堤 的判 断 。该 风 暴潮 模 式 采 用球 坐 标 系 ，有 限 差分 方 法 离 散 方 程 组 ， 变 量 空 问 分 布 采 用 交 错 网 格 ，即 “ Ａｒ ａ ｋ ａ ｗａ Ｃ ” 网格 。粗 细 网格 分别 采 取 ３ ’ 和ｌ ’ 的空 间 分 辨 率 ，粗 网 格 计 算 区 域 为 （ １ １ ０ 。 ～１ ３ ０ 。 Ｅ，
有 关参 数 ，计 算 台风 增水 ，与 对 应 的预 报 天 文潮
位 叠 加 ，得 出 的 风暴 潮 位 与 海 堤 高 程 进 行 比较 。
当风暴 潮 位 没 有 超 过 预报 点 海 堤 高程 时 ，该点 不
时 ，做好 灾 害性 风暴 潮 预 警 报 与 防御是 十分 必 要
的 。根 据及 时 、准确 的风 暴潮 警 报 ，及 时启 动 海 洋 防 灾减 灾 应 急 响应 系 统 ，合 理 地调 配 防灾 救 灾 资 源 ，有 效 组织 防灾 减 灾工 作 ，最 大程 度 地 降 低
出结果 建 立 数 据 库 。实 际 应 用 时 ，输 入 台风 参 数
即可快速查 得所需要 的结果 。整个过程 只需 ２ 分钟 。 该 系统 具 有 节 省 机 时 ，操 作 简 单 ，结 果 可 视 化 等特 点 。能 够 通 俗 、形 象地 反 映 出风 暴 潮 的预 报结 果 ，提 高 海 洋 预报 业 务 的服 务 效 率 ，实 用 性 强 。有 效 利 用 该 预 警结 果 ，并 结 合 海 洋 预 报 专 家 的会 商 意 见 ，做 好 应对 的 准备 工 作 ，能 够 最 大 程 度 地降低 海洋 灾 害所带来 的影响 。
２ ２ 。 ～２ ８ ． ４ 。 Ｎ） 。在 理 想 台风 风场 （ 圆对称 风 场 和移 行风 场 ） 的基 础上 ，考 虑 到 台湾 岛特 殊地 形对 风场
的影 响 ，利 用 实测 和 卫 星遥 感 风 场 ，对 风 向和 风 速进 行 修 正 ，得 到 更 符合 实 际 的 台风 风 场 。结合
关 。根 据 这些 参 数 就 可 以事 先 计算 好 对应 的增 水
置 为 圆心 ，１ ２ ０ ｋ ｍ 为半径 ，画概率 圆 （ 见图 １ ） 。将 概率 圆 的 Ｃ Ｄ和 Ｅ Ｆ线 分别 作 ６ ０ 等 分 ，分 成 许 多 网
格距 为４ ｋ ｍ 的 网格 。 每一 个 网格 点 为未 来 ２ ４ ｈ台
灾工作 提供决策 依据 。
关键词 ： 风暴潮； 漫堤 ； 概 率 圆； 集 合预 报 中图分 类号 ： Ｐ ７ ３ ２文 献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ３ ． ０ ２ ３ ９ （ ２ ０ １ ０ ） ０ ５ ． ０ ０ １ ６ ． ０ ４
潮 的 预 警 预 报 中 ，模 式 预 报 开 始 占据 重 要 的 地
时 ， 主 要 是 根 据 中央 气 象 台 的 ２ ４ ｈ预 报 进 行 分
风路 径 ，决 定 了不 同 大 小风 暴 潮 的发 生 区域 ；台
风 的 移 动 速 度 ，决 定 了岸 边 增 水 的大 小 ，例 如 ，
通 常 情 况 下 ，正 面 登 陆 的 台 风 ，移 动 速 度 越 快 ，
早 期 的风 暴潮 预 报 方 法 ，主要 是 根 据 预报 员
给 定 台风 参 数 ，共 计 算 约 ２ ７ ０ ０ 场 可 能 的风 暴 潮 位 。为 节 省 时 间 ，提 高 预报 时效 ，本 系统 采 用数
的经 验预 报 。随 着 数 值模 式 的发展 ，在 沿 海风 暴
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ９ — ０ ８ ～ ２ ６ 作 者简 介 ：朱本 璐 （ １ ９ ８ ３ 一 ） ，女 ，助 理 一 ｌ ： 程 师 ，硕 士学 位 ，从 事海 洋 环 境 预 报 作 。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ：ｚ ｈ ｕ ｂ ｅ ｎ ｌ ｕ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｌ ｎ
第２ ７ 卷 第５ 期 ２ ０ １ ０ 年 １ ０ 月
海
洋
预
报
Ｖｏｌ － ２７． Ｎｏ ． ５
０ｃ ｔ ＿ ２ ０１ ０
Ｍ Ａ ＲＩ ＮＥ Ｆ０ＲＥＣＡ ＳＴＳ
福 建省 风暴 潮预警 辅 助 决策 系统 的业 务化 应 用
朱本璐
（ 福 建 省 海 洋 预报 台 ， 福建 福 州 ３ ５ ０ ０ ０ ３ ）
摘
要： 介 绍 了福建 省风 暴潮 预警 辅助 决策 系统 的功 能和 设 计原 理 ， 以及优 势和 不足 。该 系统 针
对 可能 出现 的多种 台风路径 和 移速 引起 的风暴 潮位 进行 集合预 报 ， 对 可能 出现 漫堤 的岸 段提供预
警 。采用 数据库 预报 法 ， 具 有节省机 时 ， 操作 简单 ， 结果 可视 化等特 点 。该 系统在 防抗 台风 的过程 中， 将会增 强福建 沿 海对 台风 和风暴 潮 灾害 的预报预 警 、 分析决 策和 应 急反应 能力 ， 为 防汛 抗 台减
值 ，放 在 数 据 库 中 ，预 报 时 直 接从 数 据 库 中调 用
即可 。
风 的一 个 可 能 位 置 。针对 每一 个 可 能 的位 置 ，可
计 算 出对 应 的 台风 移 速 和移 向 。又 有 通 过互 联 网 采 取 的 台风 ２ ４ ｈ 预 报 的最 大风 速 ， 即可 提 取数 据
灾害损 失 。
会 发生 漫 堤 ；当 风暴 潮 位 超 过海 堤 高 程 ，就有 可
能发 生漫堤 。
这 个 系 统 中所 实行 的风 暴 潮 预报 是 针 对 台风 可 能 出现 的多 种路 径 多 种 移 速 预报 相 对应 的风 暴 潮 位 ，简称 “ 风 暴 潮 位集 合 预 报 ” 。 目前针 对 一组
析 ，判 断 福 建 沿 海 可 能 出现 风 险 的 岸段 。 同时 也 要 参 考 日本 、美 国 、台湾 、香 港 等 气象 部 门 的 台
增 水越 大 。更 重 要 的是 ，台风 的移 动速 度决 定 了
图１ ２ ４ ｈ 概率 圆
图 ２ 增水数 据库 中的 台风参 数移 动方 向
５ 期
朱本璐 ： 福 建 省 风暴 潮 预 警 辅 助 决 策 系 统 的业 务 化 应 用
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据 库 预报 法 ，即 ：事 先 根 据 可 能 出现 的情 况 计 算
台 风 引起 的增 水 峰 值 是 否会 与天 文 潮 的高潮 位叠 加 。 台 风过 程 中引 起 的增水 大小 相 同 ，但 出 现 时
１ 引言
风 暴 潮是 一 种 灾 害性 的 自然 现 象 。由 于剧 烈
的大气 扰 动 ，如 强 风和气 压骤 变 （ 通 常指 台风 和温
位 。例 如 ：美 国的 Ｓ Ｌ ＯＳ Ｈ模式 ，国家 海洋 环境 预 报 中心 的五 区块 模式 ，珠 海市 风暴 潮预警 预报 系 统 等 。福建 省风 暴潮 预警 辅助 决策 系统 ，是受 福 建 省海 洋 渔 业 局 的委 托 ，福建 省 测 绘 院 和厦 门大
文 大 潮 期 的高 潮 相 叠 。 如果 两 个 高 潮位 相 叠 ，加 之 风 暴 潮 往 往 夹 狂 风 恶 浪而 至 ，则 常 常使 其 影 响
所及 的滨 海 区域潮 水暴 涨 。
目前 ，国际 最 先 进 的 台风 路 径 预 报 ，２ ４ ｈ台
３ 设 计 原理
风 暴 潮 预 警 ，除 了 要 预 算 目标 海 堤处 的 台 风 增 水 值 及 天 文 潮 潮 位 ，还 要 知道 海 堤 的 高程 ， 并 根 据这 些 信 息 判 断 是 否有 可能 造 成 漫 堤 灾 害 。 对 于 某 一 处海 堤 而 言 ，天 文 潮 位 预 报 和海 堤 高程 是 确 定 的 。 台 风 引起 的增 水 值 则 与 台 风 的最 大风