气象海啸是一种由气象因素引发的类似于海啸的海面波动现象,其致灾一般是快速运动的气压扰动引起的水波在多种共振机制下不断放大的结果。由于其成灾机制复杂,对气象海啸的预报相对较困难。本研究旨在探明气压扰动引起的强迫水波的波动形态和成长机制,以及其在近岸各种气压运动特征下的演进和发展规律,找出诱发灾害性大幅气象海啸波的关键因素。研究基于非线性浅水方程,构建了海洋水动力数值模型,对运动气压扰动引发的海面波动进行了模拟分析。运动气压扰动作用在海面上会产生不同的波形,这可以通过弗劳德数Fr来确定。通常,Fr=1是波动模式转换的临界值,当Fr=1时将发生Proudman共振,产生大幅的水面波动。本研究首先模拟了气压扰动在无限大等水深水域内产生的波动形态,通过能量方程分析了气压扰动强迫波的成长机制。数值实验的结果表明,气压梯度、气压运动速度与浅水波波速的差值是影响波动发展过程的主要因素。气压扰动的近岸运动容易引发大幅的海面波动,威胁着沿海地区人民的生命财产安全。本文首先研究了气压扰动沿斜坡向岸运动产生的波动。随着气压向岸靠近,Fr不断增大,波动形态逐渐由同心圆演变为三角形,这与平底情况类似。但无论是波形的变化还是波动向岸传播的过程中最大增水的峰值均发生了迟滞效应,这意味着气压扰动引发最大波高的位置不能简单地用Proudman理论中Fr=1来预测。气压扰动及斜坡的特征影响着迟滞的程度。结果表明,气压扰动沿斜坡向岸运动时,空间尺度较小、移动速度较快的气压在平缓的斜坡上能够产生较大的峰值。此外,当波动沿斜坡传播到岸线时将会冲击海岸,产生显著的波浪爬高。研究结果表明,气压幅值较大、坡度较陡的斜坡上容易产生更大的爬高,气压运动速度和气压尺度对爬高的影响则不是单调变化的,而是存在一个中等大小的最危险值。之后,本文对气压沿岸运动产生边缘波的现象进行了研究。基于Greenspan边缘波理论,通过数值实验探究了气压及地形特征对边缘波的生成、发展及最大波高影响。结果表明,当气压运动速度大于临界速度时,将在沿岸激发边缘波,且在中等尺度、中等坡度条件下能够产生较大的波。在大致经历4~5个波动周期后,波动将发展成为较为显著的边缘波。