【摘要】：臺風蘊含能量巨大,可造成巨大海洋災害.對臺風特征因子以及臺風發(fā)生過程所引起的巨大海浪和極大波高進行研究與預測,在海洋海岸工程中是非常有價值的.由于臺風對海浪波高的影響是臺風各特征因子相互作用,共同影響的結果,其影響機理也不同.所以著眼于臺風特征因子對海浪的不同影響機理研究以及如何選擇有效的波浪影響因子是建立數(shù)學模型的根本.對于影響海浪波高的臺風的各特征因子的特性分析以及這些特征因子對海浪波高是如何影響的,雖然一直備受關注,但國內(nèi)外有關這方面的研究成果較少,且不系統(tǒng)完整. 本文根據(jù)以上問題,所做具體成果如下: (1)針對臺風形成發(fā)展規(guī)律,利用新的數(shù)學分析方法對臺風發(fā)生中各個特征因子進行相關性分析.分析臺風各個特征因子之間存在的關系,以便更加科學的分析臺風引發(fā)海洋災害的機制.針對傳統(tǒng)的設計波高不考慮臺風因素影響或只考慮臺風頻次影響的推算模型提出改進,全面考慮到臺風各個特征因子對極值波高的影響,更加復合實際,更加科學合理. (2)采用秩相關系數(shù)分析法對臺風特征因子對臺風影響的海洋因素的相關關系,從而可以得出臺風特征因子對海洋因素影響的不同程度,以便于選擇重要的影響因子進行數(shù)學建模.由于和諧的度量——秩相關系數(shù)是一種更靈活穩(wěn)健的相關性分析工具,其廣泛應用于非參數(shù)統(tǒng)計領域,尤其用于研究隨機變量間的相關關系,避免了傳統(tǒng)線性相關性分析的諸多弊端. (3)通過秩相關分析,選擇出三個對海浪影響最大的臺風特征因子,而且三個特征因子之間相對獨立,能更全面反映臺風對海浪的綜合影響.這三個變量分別為臺風頻次,臺風底層中心附近最大風速和臺風中心到觀測點的最短距離.由于臺風發(fā)生頻次本身就是離散型隨機變量,因此將所收集到的臺風另外兩個特征因子的數(shù)據(jù)資料進行離散化處理.根據(jù)中國氣象局發(fā)布了新的熱帶氣旋劃分等級標準,將臺風底層中心附近最大風速作為標準,劃分等級,計算黃海海域二十七年所發(fā)生臺風在不同等級的次數(shù),這樣處理后就變?yōu)橐粋�離散型隨機變量;借鑒方中圣等對臺風中心到測點距離的劃分標準,將臺風的中心到測點距離劃分為7類,計算27年來黃海海域發(fā)生臺風進入每一類的次數(shù),將此變量離散化.這樣,就確定了影響海浪波高的三個離散變量,通過這三個變量就能較全面的反映臺風對海浪的綜合影響. (4)臺風的三個離散變量選定后,在此基礎上推導出三維離散 最大熵復合極值模型,設臺風登陸頻次,底層中心附近最大風速,中心到測點的最短距離這三維離散向量服從三維Possion分布,并選取連續(xù)型隨機變量波高的分布為最大熵分布.如此以來,新模型既可以反應臺風多個特征量對波高的影響,又最大程度上保持其不確定性,更加符合實際規(guī)律. (5)利用實測數(shù)據(jù),檢驗新模型.分別推算出其20年一遇,50年一遇,100年一遇及200年一遇的設計波高值.將所得結果,與以往模型所得結果進行對比,并與實際數(shù)據(jù)資料比較.分析新方法的優(yōu)勢.
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：P444;P731.22
【圖文】：

由于這五個特征因子是直接影響海浪波高的影響因子，而且是最能表征臺風特性的五個參數(shù)，因此專門對此五個變量進行相關性分析.利用秩相關系數(shù)，得到比傳統(tǒng)相關性分析結果更加合理準確的相關值.利用第二節(jié)計算秩相關系數(shù)方法，計算各特征因子之間的相關系數(shù)下表： 表 2-2 臺風各特征因子間的秩相關系數(shù)表p1v2v R rp1 -0.9182 -0.0472 -0.5325 0.35271v -0.9182 1 0.0584 0.5634 -0.32982v -0.0472 0.0584 1 -0.0908 -0.0908R -0.5325 0.5634 -0.0908 1 -0.5354r0.6827 -0.7636 -0.0908 -0.5354 1

16圖2-2臺風中心最低氣壓和底層中心最大風速分別與臺風中心移動速度的變化趨勢圖臺風中心最低氣壓和底層中心最大風速與臺風中心移動速度的秩相關系數(shù)分別為-0.0472 和 0.0584，都非常低，由圖 2 可明顯表明臺風中心移動速度與前兩個特征因子幾乎是獨立的.

17圖2-3臺風中心最低氣壓和底層中心最大風速分別與臺風中心附近最大風速半徑化趨勢圖由表 2.2 知臺風中心最低氣壓和底層中心最大風速分別與最大風速半徑秩相關系數(shù)為-0.5325 和 0.5634，其和諧度也較高.圖 2-3 說明當臺風中心氣氣壓越低，底層中心最大風速越大時，最大風速半徑也越大，這樣對研究海的影響范圍就越大.容易產(chǎn)生極大浪高增水.

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關博士學位論文 前1條

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本文編號：2796974