《基於海底山脊俘獲效應的越洋海嘯傳播演化機制研究》是依託河海大學，由王崗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於海底山脊俘獲效應的越洋海嘯傳播演化機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王崗
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
越洋海嘯中最具威脅性和破壞性波浪通常是由海底山脊引導而至的、速度較慢但能量巨大的波浪成分，它一般出現在由震源直接傳播而至的首個海嘯波到達後的數小時甚至更晚。這種由於海底山脊對波浪俘獲效應而導致海嘯波能量聚集並沿其傳播的現象對海嘯演化變形規律研究有著重要意義。.本項目將從理論上研究海嘯波在海底山脊上的運動形式，闡明海脊形狀與水深對其運動與傳播的影響規律；基於模型實驗和數值模擬分別研究海嘯在彎曲海脊、不連續海脊及分叉海脊上的傳播特性，揭示波浪在非線性、頻散性及水深變化聯合作用下的長距離演化規律；基於全球海嘯模型，模擬研究環太平洋地震帶海嘯傳播過程及其對我國的影響，闡明越洋海嘯的傳播是“有跡可循”這一重要結論。.本項目研究將拓展波浪在變水深中傳播演化理論，為預報越洋海嘯中具有破壞性波浪到達時間及危害強度提供理論依據，對提高海嘯預報效率及精度有重要學術意義。
結題摘要
海脊俘獲波是由於海底山脊的引導和放大作用而形成的沿著海脊傳播的波浪，它對研究海嘯傳播變形具有重要意義。項目將實際海脊分別簡化指數型、二次函式型和雙曲餘弦型，基於線性水波理論分別推導這些形狀海脊上俘獲波的運動形態及對應的頻散關係。基於射線理論闡述了海脊俘獲波的生成機制，提出了海嘯在這些海脊上的俘獲條件，量化了海脊形狀與水深對海脊俘獲波的影響。採用物理模型實驗和數值模擬相結合的方法，研究了瞬態衝擊波在海脊上的傳播變形過程，驗證了項目所提海脊俘獲波理論。基於歐拉方程採用Taylor展開的方法，提出了水平方向上的最高階空間導數僅為二階的新型非靜壓波浪方程，並採用Godunov型顯格式有限體積法和有限差分法，建立了相應的波浪數值模型。採用數值模擬研究了俘獲波在彎曲和分叉海脊上的傳播變形過程。結果表明，海脊俘獲波傳至海脊轉彎和分叉處，部分能量會以自由波的形式泄露出海脊，部分能量則在此被反射回來形成反射俘獲波、且其能量隨著海脊彎曲和分叉角度的增加而增加。此外，還有較大部分能量繼續沿著彎曲和分叉的海脊向前傳播、且其能量隨著海脊彎曲和分叉的角度增加而減小。項目建立了太平洋海嘯數值模型，研究了典型海嘯過程在海脊、島嶼等特殊地形上的俘獲與共振現象。基於所提出海脊俘獲波理論，解釋了典型海嘯過程中由於海脊的影響更具破壞性的最大海嘯波晚於先導波到達這一現象。在本項目的資助下，共發表學術論文16，其中6篇SCI檢索；項目負責人2017年獲得國家海洋局海洋領域優秀科技青年榮譽稱號，2019年入選江蘇高校“青藍工程”優秀青年骨幹教師培養對象。
