为什么不能波模型模型风暴潮?

Question

我发现这个模块在这里在加WAVEWATCH波模型的概述。,在引言部分,提到WAVEWATCH不能风暴潮模型或海啸。这是适用于所有第三代模型吗?源项可以添加到能量平衡方程模型这些现象?

Answer 1

是的。光谱波模型不能模型风暴潮,因为波能量平衡方程,他们整合并不描述与风暴潮相关的物理过程。

波模型求解波能量平衡方程:

$ $ \ dfrac{\部分E}{\部分t} + \ dfrac{\部分(c_gE)} {x} \部分+ \ dfrac{\部分(\点{k} E)}{\部分k} + \ dfrac{\部分(\点{\θ}E)}{\部分\θ}= \ rho_w g \总和S_i (x k \θ)$ $条款在韩代表当地时间变化量和平流的能量地理(x美元),波数(k美元)和方向(\θ美元)空间,分别。源项S_i在美元RHS确定波浪能量的增长和衰减由于风能输入,波耗散,非线性波波交互。

而平均水深、风强迫和背景欧拉电流影响波浪能量的进化,波的能量平衡方程只解决了波能量的统计分布及其时间变化量。它不提供信息的变化意味着水位或欧拉电流。最简单的模型方程显式地设置必要的激增是单层浅水方程(2 - d):

$ $ \ dfrac {d \ mathbf{你}}{dt} = - g \微分算符\埃塔+ \ dfrac {1} {\ rho_w} \ dfrac{\部分\ boldsymbol{\τ}}{\部分z} $ $

$ $ \ dfrac{\部分\埃塔}{\部分t} = - \微分算符\ cdot (\ mathbf{你}(H + \ eta)) $ $, $ \ mathbf{你}是欧拉速度和美元\埃塔的位移意味着美元水位H美元。\微分算符是美元水平梯度算子。$ \ dfrac{\部分\ boldsymbol{\τ}}{\部分z} $是部队的垂直压力梯度流动——本质上表面和底部应力之间的区别。动量方程描述了由于横向压力梯度和表面流速的变化迫使(压力)。质量连续性方程描述了水面高程变化由于分歧的流。空间尺度大于10公里左右,地球自转变成重要的动量方程和RHS必须包括科里奥利加速度。

另一个需求模型来模拟风暴潮是允许湿润和干燥。这意味着土地细胞,这是最初平均水位之上,因此不是解决方案模型的一部分,可以成为湿一旦水位达到他们的高度和“埋没”它们。这些网格细胞然后成为模型的解决方案的一部分。虽然这可能听起来很明显,物理上直观,实现wetting-and-drying计划模型中关于软件设计是一个重要的挑战。

波和增长模型耦合时,欧拉速度场美元\ mathbf{你}$主要是迫于波耗散,和更少的直接被风。地表高程变化反应,结合欧拉速度反馈波模型。