余锦华[1]2003年在《地形对涡旋Rossby波传播和台风强度变化影响的研究》文中指出热带气旋路径及强度变化是台风预测的两个主要方面。近几十年来，热带气旋路径预测取得了显着进展，相对来说，其强度预测技术提高得较慢。二十世纪九十年代以来，热带气旋强度变化的物理机制成为国际台风动力学的一个研究热点。Montgomery和Kallenbach提出，涡旋Rossby波传播可使热带气旋加强，这一新的物理机制得到了广泛的研究。 本文首先设计了一个极坐标系正压涡度方程的半谱模式、一个准地转格点模式对涡旋Rossby波传播和热带气旋强度变化进行了较为系统的研究。之后设计了一个浅水模式较详细地研究地形对涡旋Rossby波传播以及热带气旋强度变化的影响。 主要结果可归纳如下： 1．涡旋Rossby波传播对热带气旋强度变化的影响，与初始扰动相对涡旋中心的位置、初始扰动尺度大小及强度等关系密切。初始圆形扰动涡度场转化为螺旋臂涡量带的现象是初始扰动位于涡旋最大风速半径(RMW)外围最显着，其次是RMW附近，当扰动位于涡旋内核区时几乎没有螺旋臂结构形态出现，表明，初始扰动离TC中心越远，其强迫涡旋Rossby波形成的螺旋带结构越明显，反之越弱。RMW附近扰动使最大平均切向风速增大最明显，其次是内核区，而且这种增强表现出显着的震荡特征，震荡周期约为6～7h，内核区的震荡较弱，震荡周期略短。RMW外围扰动使TC强度减弱，这种减弱作用也表现出震荡形态，震荡周期约13h，其震荡强度随时间具有减弱的趋势。初始扰动尺度减小，涡旋Rossby波减弱，对TC强度增强作用减弱；扰动尺度增大，波动增强，向内传播的涡量显着增大，但转化为涡量带现象变化不大，风速变化的震荡性增强。台风内核区和眼壁附近扰动的减弱(加强)使台风最大切向风速的增幅减小(增大)，且强度增强，风速变化的震荡性加强，震荡的周期缩短；强度减弱，风速变化的震荡性减弱，震荡的周期加长。外缘扰动强度的减弱使台风最大切向风速的减弱明显地减小，扰动强度增强，平均切向风速变化的震荡加剧。双涡分布条件下，RMW外围区的扰动使近眼臂区扰动对TC的加强作用减弱，东-西分布的两涡类似于方位2波的扰动，比其他形式分布的对TC强度的加强作用要强，但这种类 博士学位论文：地形对涡旋R。SSby t和台风强度影响的研究似二波分布扰动使TC强度的增幅并没有实际二波扰动的增幅大。非线性平流的引进使涡旋平均最大切向风速的增大减小，且这种减小与初始扰动方位波数及强度有关。 2．设计了一个高分辨率的f平面的准地转正压涡度方程模式，用以研究两个径向距离不等的中尺度涡旋共存条件下，台风环流内涡量传播的特征，以及非线性在此传播过程中的作用。10组试验的结果指出：与单涡条件相比，涡量内传的强度显着加强，涡量滞留在台风内区的时间加长，内区局域最大风速增大的现象更加清楚。非线性平流的引进，使涡量向内区传输以及向外传输的强度均减弱：但内传的涡量更加接近于台风中心。 3．首次将地形引进到浅水模式，在涡旋ROSSby波动力学框架中，研究地形卢效应对涡旋ROSSby波传播以及热带强度变化的影响。无地形控制试验的结果表明，涡量传播主要受涡旋ROSSby波传播的控制，重力惯性波的存在，并不阻碍涡旋ROSSby波对扰动涡度分布的影响。轴对称化过程的快慢与初始中尺度涡相对TC中心的距离有关，初始中尺度涡位于RMW附近及内核区域，其非对称性可较快地通过轴对称化过程调整到准轴对称环流运动状态，而RMW外围区的非对称环流的轴对称化过程相对较慢，延后。圆形地形的引进，（1）减慢了挑动沿方位角方向逆时针传播的速度，沿径向向内传播增强，扰动能量增大；（）涡旋内核区非对称性的轮对称化过程加快，涡旋外围区的减慢；（）初始扰动异常位于RMW外缘，最大局域风速的增幅增强，但最大平均切向风速的增幅减小，甚至小于初始时刻对应的值，当扰动位于涡旋RMW内区时，最大局域风速减小，最大平均切向风速的增强加大；（4）初始双涡条件下，圆形地形使局域最大风速的增强减弱，但最大平均切向风速的增强与无地形条件下相近。 4．利用浅水模式，进行了大量地形敏感性试验。首先比较了类似于台湾岛大小及形态的椭圆地形与圆形地形条件下，涡量传播特征及热带气旋强度变化的差异，结果表明，椭圆地形条件下，涡量向内传播加强，更趋近于主涡旋中心，向外传播减弱，扰动能量增大；局域最大风速以及平均切向风速在各个时刻都大于圆形地形。其次实施地形与热带气旋间距离变化产生的效应，当两中心靠近时，扰动能量沿径向向内传播加强，涡量更趋近于涡旋中心，距离增加，能量向外传播得较远；扰动涡度场环绕地形中心顺时针方向旋转的趋势在＊C靠近地形时更 11 摘要加明显：＊C相距地形一定距离时，可在其西南坡诱生出一小涡旋：当＊C与地形间距减小时，地形的影响使TC局域风速增强显着，其增幅的震荡性也加大，最大平均切向风速减小，距离增加风速?
冯琎[2]2008年在《台风Ewiniar（2006）内部扰动的时空变化特征和相关动力机制研究》文中指出本文首先较为全面的回顾了国内外关于热带气旋的几个重要问题的研究,主要包括热带气旋的强度变化和内部动力学特征。采用WRF数值模式的双向移动嵌套网格方案模拟一个典型台风个例Ewiniar,再对结果的正确性和一些简单特征做出了初步分析,认为本文模拟的结果具有一定的可信度,尤其是较为成功的模拟出了该台风个例的大风特征。采用统计学分析方法,主要是离散功率谱分析、连续功率谱分析和最大熵谱分析方法对模拟输出资料作再分析,提出了台风内部扰动特征时空分布的非均匀性。主要结论有:切向长波占优;一般来说,距台风中心越近,长波分量越大,台风外围的短波分量则有所增加。连续功率谱和最大熵谱方法所提取的Ewiniar内部的振荡现象具有非对称特征,这种非对称特征在对流层中高层,台风前移的左右两侧的眼壁内部表现得非常明显,越往台风外围、越往对流层低层越不明显。对流层低层的台风眼壁内部,无论是台风前移的左侧还是右侧,低频振荡总是占很大优势。采用WKBJ方法,研究了台风内核区域形成上述时间上的扰动或振荡现象非均匀性的原因。认为强烈的对流凝结造成的非绝热加热可以对涡旋Rossby波起到调频作用,使得在台风系统内部不同的位置,扰动的振荡特征存在差异。在台风内核区,对流凝结加热较强时,容易形成低频率振荡;反之,当加热较弱时,则更容易形成较为高频的振荡。采用数值差分计算方法,从涡旋大气所具有的波动形态的角度出发,考虑圆形基流下螺旋波所具有的对数螺线形态的几何性质,在涡旋大气中引入中尺度一般扰动的斜交不稳定理论,通过建立一个与实际和现有理论比较符合的垂直切变基流涡旋系统不稳定发展模型,研究了垂直切变涡旋基流对中尺度螺旋状不稳定扰动系统发展的影响。结果表明,在一定条件下,不稳定扰动可能发展为类似于对数螺线的螺旋状系统。
余锦华, 罗哲贤[3]2003年在《地形对涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化的影响》文中研究指明作者设计了一个高分辨率的浅水模式,用以研究地形效应对涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化的影响。当地形取类似于台湾岛中央山脉尺度,无纬向基流时,模拟结果表明:地形效应使扰动能量沿径向向内和向外传播增强;涡量具有环绕地形中心顺时针方向移动的趋势;台风局域风速增大,最大平均切向风速减小。
余锦华, 谈哲敏[4]2007年在《岛屿地形对涡旋Rossby波传播影响的研究》文中指出首先在静止基本状态下,从线性f平面极坐标浅水方程出发,利用WKB方法求解方程,在理论上给出了一类由于地形βeff作用引起的Rosbby波的传播特征解,此类Rossby波类似于涡旋Rossby波(VRW),其中地形βeff作用与台风涡旋基态的垂直相对涡度径向梯度作用相似,此分析解可帮助理解地形对涡旋Rossby波的影响作用.在此基础上,利用一个高分辨率的浅水模式具体讨论了圆形、类似于台湾岛屿椭圆地形对VRW传播以及结构特征变化的影响.结果表明,地形对VRW的传播速度,台风内区的非对称结构的变化均构成影响.当台风位于地形东南一定距离处,与无地形相比,涡量向内向外传播均增强,扰动能量增大,涡量环绕地形中心沿等高线顺时针方向移动,局域风速增大,并形成尺度为几十公里左右的强局域风速区,平均风速减小.
李青青[5]2006年在《西北太平洋与北印度洋热带气旋的观测与数值模拟研究及其生成的统计分析》文中研究表明在过去的叁十年间,由于多种较好观测资料的整合使用,数值模式的发展,以及对影响热带气旋路径的物理过程和机制的了解等,热带气旋的路径预报取得了长足的进步。相比较而言,尽管运用了许多复杂的数值模式,对热带气旋结构和强度变化的预测水平仍然较低,其中一个重要原因就是与气旋结构和强度相关的物理过程还未被很好理解。最近的研究表明热带气旋的结构和强度变化受相当多的物理机制影响,他们控制着气旋中心结构,与风暴同下垫面海洋以及周围环境场之间的相互作用相联系。因此本论文着眼于使用各种观测资料和数值模拟结果对台风伊布都(2003)和台风云娜(2004)的结构和强度变化进行探讨。观测分析表明,台风伊布在菲律宾吕宋岛以及中国广东省的两次登陆过程中,其强度依次经历加强,减弱,再加强,第二次减弱,最后消亡等阶段,其眼壁在登陆吕宋岛前后经历了收缩、替代、破坏和重组织过程。登陆中国前强对流总是发生在台风路径的左侧,而其登陆吕宋岛前却集中在路径右侧,这种非对称的对流分布也导致了降水分布的不对称特征。我们使用RAMS (Regional Atmospheric Modeling System)数值模式成功地模拟了伊布都在中国的登陆路径和登陆时强度变化,台风内核动力和热力结构特征与前人对其它热带气旋的模拟结果一致,模拟的云状也类似于卫星观测,并成功再现出了和观测一致的对流不对称分布特征。进一步分析这种非对称特征发现,模拟的风暴尺度水平风垂直切变影响了降雨的分布,冷空气的作用以及PV混合使得台风在登陆过程中PV结构产生明显变化,并影响着台风中心的非对称分布。边界层过程相关的非对称性会使得整个台风的平均环流改变。同时,海陆交界处摩擦的不连续与潜热通量也利于台风产生明显的非对称性。另外,我们还使用MM5 (Pennsylvania State University-National Center for Atmospheric Research fifth-generation Mesoscale Model)模式成功模拟了伊布都登陆吕宋岛前后眼壁的收缩、崩溃和重组过程,发现眼壁的收缩可能与登陆前海岸区域低层径向风的增大有关;而眼壁的崩溃则与山脉地形的耗散以及水汽供应的切断有关,同时还分析了涡旋Rossby波的变化特征。对台风云娜的高分辨率数值模拟仍采用MM5模式。模式结果成功捕捉到云娜的登陆和期间的强度变化,无论时间平均的水平结构,瞬时水平结构,还是垂直结构,都表现出了同实际观测以及他人研究结果的一致。通过分析眼壁的浮力作用,探讨了眼壁中“热塔”效应,发现这种“热塔”尽管所占比例不高,但却担负着眼壁中大量动量和热量的向上输送,以维持眼壁的发展。通过对涡动动能收支的分析,讨论了诸如涡动动能通量散度、正压过程、斜压过程等对气旋涡动变化的贡献和作用。另外,本论文还初步分析了夏季北印度洋和中国南海的热带气旋生成的特点以及相关的环境特征,发现热带气旋发生频数与海表面温度、山地分布等有着密切的关系。阿拉伯海地区热带气旋主要集中形成在多山的印度半岛西海岸,而由于夏季海表温度相对较低使得热带气旋在夏季基本不形成。南海的热带气旋主要生成于南海东北部,靠近吕宋岛而远离中南半岛东岸,这主要是由于此区域受夏季风影响的结果。孟加拉湾的热带气旋主要形成于孟加拉湾的北部和西北部,季风,南海扰动的向西传播以及局地大尺度涡旋等都与此区域热带气旋的生成相关。
曾智华[6]2011年在《环境场和边界层对近海热带气旋结构和强度变化影响的研究》文中进行了进一步梳理热带气旋(简称TC,以下同)结构和强度变化常常伴随着强烈的高影响天气,给实际预报工作带来了困难,这主要是因为我们对TC结构和强度变化机理了解不多,因此,TC结构和强度变化也被国际台风研究界视为一个难点问题。在过去叁十年中,由于观测技术、模式发展和理论认识的不断进步,TC路径预报精度稳步提高。但是,先进的数值模式和卫星探测技术,却未能提高TC结构和强度的预报能力。其原因很多,例如,洋面观测资料不足、模式分辨率不高、模式物理过程和初始场存在着不确定性,其中尤以对TC结构和强度变化物理过程认识不足为最重要。影响TC结构和强度变化的物理机制究竟是什么?它们又是如何影响和作用的?这是本文研究的目标所在。本文使用WRF模式和TCM4模式数值模拟方法、涡度方程诊断、滤波技术和统计分析等方法,分别从环境场和边界层入手对这些问题进行较为系统和深入的研究,研究它们对热带气旋结构和强度变化的影响和作用,以便提高对这一难题的科学认识。本文使用的资料主要是来自美国台风联合警报中心(JTWC)和美国国家飓风中心/热带预报中心(NHC/TPC)最佳路径资料。海温(SST)资料可以从CDC网站(www.cdc.noaa.gov)获得,是由美国国家海洋大气局-环境科学研究合作研究所(NOAA-CIRES)气候诊断中心(CDC)提供的雷诺SST再分析(Reynolds SST reanalysis)资料,其水平分辨率为1°经度/纬度的周平均(weekly mean)的海洋表面温度。采用美国国家环境预报中心-国家大气研究中心(NCEP-NCAR)的再分析产品来计算大尺度要素场,这些资料为一天四次,水平分辨率为2.5°经度/纬度,共17层。采用美国全球模式GFS(Global Forecast System)和FNL(Global Final Analysis)的分析场作为模式计算的大尺度背景资料。也部分采用中国气象局整编的《台风年鉴》《热带气旋年鉴》资料作为TC最佳路径资料。首先,研究了环境场(诸如移速和垂直切变)对TC强度的影响。研究发现,无论是西北太平洋上还是大西洋上,快速移动和强垂直切变都对TC增强和生命史最大强度起负作用。无论是最强TC还是迅速增强TC仅出现在一个较窄的移速范围(10-25 km h-1)内或出现在相当弱的风切变条件下,这表明TC移速太慢或太快都不利于TC增强,因为TC移动太慢,会使TC混合层湍流混合引起的海洋冷却(海水上翻)加强,抑制TC增强：而TC移动太快又将导致TC非对称结构迅速增强,进而限制TC变强。研究还发现,当TC的移速快于15 m s-1或其环境垂直切变大于20 m s-1时,TC很少增强。在上述统计分析基础上发展了一个西北太平洋上新的TC最大潜在强度Maximum Potential Intensity (MPI)经验公式,它包括了作为环境负效应因素的移速和垂直风切变Vertical Wind Shear (VWS)影响以及作为热力正贡献因素的海温SST作用。这个新的经验MPI可以更好地解释TC最大强度的观测结果以及环境和热力因子对TC强度的影响。本研究分析结果还表明北大西洋上热带气旋平均强度要稍微弱于西北太平洋。1981-2003年资料统计的由海温决定的MPI要略高于DeMaria和Kaplan对1962-1992年资料所得的结果。还建立了一个适用于大西洋TC包括热力因子的新的MPIM公式,该公式对实际热带气旋的最大强度估计有所改进；又考虑了热带气旋强度的环境动力因子的负作用,建立了一个适用于大西洋TC的新的经验最大强度Empirical Maximum Intensity(EMI)公式,该公式不仅包含有海温的正贡献,而且包含热力和动力因子作用,它能更精确估计热带气旋的最大强度。而且,该新EMI能够以明显和直观的方式解释热力和动力因素如何影响热带气旋强度,是对西北太平洋上MPI的发展和完善。本研究统计分析了不同层次、不同方向的水平风垂直切变VWS对不同强度、不同移速和不同纬度TC强度变化的作用。结果表明强的、移速慢的TC和低纬度的TC深受整个对流层深层VWS的影响,尤其是受TC边界层的影响。而弱的、移速快的TC和高纬度的TC,除了受深层VWS的影响,还受到中低层(或中高层)对流层VWS的影响。总体来看,东风切变(尤其是在中低层的东风切变)对TC强度变化作用比西风切变小。其次,研究了边界层过程对TC结构和强度变化的影响。依据全球定位系统下投式探空资料观测最新成果,设计了一个适合于TC强风背景下的海表面动量粗糙度长度的新的参数化方案,它可以使得拖曳系数在风速大于40 m s-1时有所下降,更加真实反映实际大气中TC边界层过程变化。使用高分辨率、非静力热带气旋模式TCM4,评估了这个新的边界层参数化对热带气旋结构和强度的作用。结果表明,采用新方案后,尽管TC的增强幅度变化不大,但其模式最终最大强度比传统的简单外推插值方案有显着增加,其中使用(未使用)耗散加热时最大表面风速增加10.5%(8.9%),最大海平面气压降低8.1 hPa(5.9 hPa)。该强度变化主要是由于下垫面摩擦耗散引起的,也与TC眼墙外表面通量或对流潜热释放有关；由于拖曳系数的不同主要出现在TC眼墙附近,所以该新参数化对热带气旋的内核结构影响很大,它使得TC眼墙切向风增强,眼的“暖心”结构增强。使用多重嵌套、单向反馈的理想WRF模式研究了海洋飞沫(Sea Spray,以下同)过程对模式TC结构和强度的作用,分析了海洋飞沫对模式TC边界层结构的影响。结果表明,当模式TC加入海洋飞沫作用后,TC强度显着增强,其强度增强作用不仅表现在模式TC的边界层风的结构变化,也反映在模式TC的表面层的总体风速变化上。当模式TC引入海洋飞沫后,边界层动力作用增强,摩擦速度逐渐减小,辐合不断增强,边界层径向和切向风显着增加,径向风最大水平梯度也增强。通过涡度收支诊断表明,当TC引入海洋飞沫后,由于边界层动力辐合增强,使得涡度增大,最终使TC强度增强。改进了高分辨率、非静力数值模式WRF中海表面动力粗糙度长度参数化过程,评估了上述参数化对2006年超强台风“桑美”结构和强度的影响。使用新的边界层参数后发现,在最强平稳强度阶段,该台风平均切向风速、径向风速、垂直风速、温度距平、涡旋动能和绝对角动量轴对称垂直结构上得到明显增强；主要变化均出现在台风的20-40 km半径的眼墙附近,与TCM4理论模式研究结果一致。研究还表明,大尺度环境垂直风切变无论在增强还是减弱阶段都对此台风强度变化具有负作用。使用高分辨率WRF大气模式耦合简单的海洋混合层模式,设计了不同海洋初始混合层厚度条件下的数值试验,研究了不同海洋混合层厚度对TC结构和强度的影响。结果发现,当TC临近海洋混合层厚度较小海域时,TC对应的海洋深层的冷水更易上翻,其右后方的总表面热量通量交换减少加剧,最终使得TC强度显着变弱；海洋冷却作用还会增强TC结构的非对称性,而这与海洋冷却作用的非对称造成TC在边界层附近的涡度和散度平流分布不均密切相关。最后,在各个部分研究的基础上提出了热带气旋结构和强度变化机制概念模型(Conceptual Model),分析和总结了环境场和边界层过程对近海热带气旋结构和强度变化可能影响,这对实际预报有一定参考价值。
罗哲贤, 陈联寿[7]2003年在《地形对涡旋Rossby波影响的研究》文中进行了进一步梳理用一个高分辨率的准地转正压模式,分析了中尺度理想地形面上空涡旋Rossby波(VRW)的传播问题。指出,地形对VRW的传播速度,台风中心位置及台风内区的非对称结构均构成影响。据此,提出了地形涡旋Rossby波的新概念。与无地形试验相比,南(北)坡地形条件下,台风中心向偏西南(东北)方向移动。南坡、北坡地形VRW引起的台风内区非对称结构的特征正好相反,形成了两类截然不同的内区非对称结构。
王勇[8]2007年在《台风“海棠”登陆前后螺旋雨带结构及特征与暴雨的关系》文中提出通过天气形势分析得出，0505号台风“海棠”在福建二次登陆前后移动的主要影响系统是副热带高压。由于副高的位置较固定，并且延伸到内陆地区，使得台风登陆后在副高的引导下西北偏西向移动。为了详细分析这次台风在闽浙地区所带来的暴雨的结构成因，利用中尺度数值模式WRF(ARW)对2005年7月19日～7月20日台风“海棠”登陆前后螺旋雨带的结构及特征进行了数值模拟和诊断分析。结果表明，本次台风造成的沿海暴雨与主次两条雨带活动有关。主雨带是涡旋Rossby波激发的螺旋雨带，与850hPa正涡度带有很好的对应关系，降水强度大，辐合层次低，处在温度和切向风速梯度最大处。次雨带辐合层次相对较高，最大温度梯度和θ_e梯度发生在700hPa以上，无明显切向风梯度配合，其发展主要与台风中心附近的阶梯状θ_e锋区有关。当台风中雨带合并时，易造成降水增幅。从主次雨量中心的湿位涡的时间演变中可以发现，低层负的湿位涡的斜压项与高层负的湿位涡的正压项的高低空配置是有利于条件性对称不稳定的发生发展，对于降水有一定的指示作用。台风登陆前后存在螺旋雨带的断裂现象，台风中心西侧及西北侧的中低层的辐散流场使高层的气旋性流场出现和加强，台风在高层的气旋性环流与西部低压结合，使台风西部产生辐合，引起螺旋雨带的断裂，当高层的低压形成明显的气旋式切变时，也可使切变下方螺旋雨带断裂。地形高度的敏感试验表明，地形高度不仅对暴雨的强度，最大降水中心位置有影响，对于螺旋雨带在陆地上的断裂也有重要作用的。
于玉斌[9]2007年在《我国近海热带气旋强度突变的机理研究》文中进行了进一步梳理本文对我国近海热带气旋强度突变的机理进行较为系统的研究。得出的一些结果和判据(Criteria)可被实际业务预报参考应用。本文分析了西北太平洋热带气旋强度变化的气候特征,依据平均值与标准差的数学涵义提出了热带气旋强度突变的标准:突然增强标准为6小时变压小于-7.87 hPa,突然减弱标准为6小时变压大于8.46 hPa。在此基础上,选取我国近海突然增强和突然减弱两组热带气旋,利用逐日4次的NCEP/NCAR再分析资料,采用合成资料(Composite data)分析热带气旋强度突变的垂直结构特征、动能特征和热力特征。文中选取百年一遇的0608号超强台风“桑美”(Saomai),对其在我国近海突然增强的特征及机理作了分析。研究表明,另一个台风“宝霞”(Bopha)与“桑美”(Saomai)的环流合并后减弱,Bopha残涡(Remnant)的正涡度被卷入Saomai是Saomai在近海突然增强的重要原因。另外,近海热带气旋强度变化与南亚高压、副热带高压的强度变化呈反相变化关系;弱的环境风垂直切变有利于近海热带气旋突然增强;对流层低层的能量转换机制引起旋转风动能增加可导致热带气旋突然增强;热带气旋中心附近的比湿增大,低层水汽辐合的范围和辐合量增强有利于热带气旋突然增强。突然增强热带气旋对流层低层水汽输送条件明显优于突然减弱的热带气旋。对流层中上层非绝热加热随着高度增加,在热带气旋中心附近对流层低层垂直非均匀加热的增大有利于热带气旋的突然增强。对流层高层高位涡中心迭加在中低层位涡柱之上,对流层高层或平流层的大值位涡下传有利于热带气旋突然增强。热带气旋中心附近对流层高层辐散的增强、中心附近正涡度的增大和正涡度柱向对流层中上层伸展导致热带气旋突然增强。而对流层中层辐合的增加以及高位涡中心的存在以及垂直切变的增强可导致热带气旋突然减弱。文中对近海热带气旋突然增强的诊断分析(Diagnostic analysis)作了数值试验,结果表明,PSU/NCAR MM5 V3.5模式具备了模拟近海热带气旋强度变化的能力。小地形对近海热带气旋的强度影响较小,大地形明显影响热带气旋和强度。凝结潜热加热在近海热带气旋突然增强过程中起着重要的作用。低层气旋性涡旋并入热带气旋环流是近海热带气旋突然增强的重要原因。分析还表明,近海热带气旋突然增强具有某些前兆性,例如:热带气旋突然增强对环境风垂直切变变化的响应时间为18 h～24 h,对850 hPa动能变化的响应约为18 h,对水汽通量散度变化的响应约为24 h。这些前兆性特征对于提前预测近海热带气旋的突然增强具有一定的实用价值。本文从非线性动力-热力方程组出发,建立热带气旋的动力系统,从动能、加热以及环境场等角度,定性分析系统状态随若干物理参数(如非绝热加热、静力稳定度、惯性稳定度、风速的垂直切变、水平温度梯度和绝对涡度)的演变导致平衡态失稳,并分析了突变的临界条件。同时,提出了可用于诊断热带气旋强度变化的物理参数。本文最后提出一个理论模型概括了近海热带气旋强度突变的机理。
任健[10]2004年在《台风环流区域涡量传播特征及Winnie台风登陆路径的数值研究》文中研究指明台风路径突变和强度突变成为预测精度进一步改善的主要障碍。经过多年努力，国内外热带气旋数值预报模式的研制取得了长足的进展。与此同时，模式的一些缺陷也引起了普遍的注意。如何改进现有模式成为几次国际会议讨论的主要议题。上述突变和模式改进，是当前国内外台风界十分关注的两个方面的问题。 本文对这两个方面的相关问题进行了初步研究。研究内容分两个部分。 第一部分，在平流动力学框架内设计了一个极坐标准地转正压模式、一个直角坐标中准地转正压模式、一个准地转斜压模式、以及一个非定常台风环流条件下准地转正压涡度模式，对引起台风强度变化的不同物理过程进行了较系统的动力学研究。 第二部分，应用WRF模式对1997年11号强台风Winnie的登陆问题进行数值研究。 主要结果可以归纳如下： 在一定的参数范围，圆形切变基流可以使初始一波非对称结构轴对称化，也可以使外区的扰动涡量向内传播。径向平流在涡量内传过 摘要程中起主要作用，扰动涡量的非线性平流可以加强涡量内传。内传的涡量可以引起台风局域加强。 沿e方向的线性平流可使初始圆形的中尺度涡旋演变为狭长的螺旋状的涡量带;沿径向线性平流的引进可使外区涡量向台风中心方向传播。局域非线性平流使内传的涡量明显增多，台风明显加强。 非局域非线性平流的作用具有两重性:一方面，与线性情况相比，可使内传涡量增加，这有利于台风增强;另一方面内传的涡量又破坏了台风环流的同心圆结构，这使台风趋于减弱。此外，弱径向平流和强径向平流条件下，台风强度变化的情况可以显着不同。 应用WRF V 1 .2版系统对1 997年登陆台风WINNIE进行了数值预报模拟研究，结果表明，用通用陆面模式(CLM)对8月18日08时初始场计算得到的WINNIE移动路径、登陆时间及地点(见图4.3)比其它七个试验的计算结果更接近实际情况。表明WRF模式有较强的预报模拟能力。 本文还着重讨论了上述结果在台风强度变化预测以及路径预测方面的应用潜力。
参考文献：
[1]. 地形对涡旋Rossby波传播和台风强度变化影响的研究[D]. 余锦华. 南京气象学院. 2003
[2]. 台风Ewiniar（2006）内部扰动的时空变化特征和相关动力机制研究[D]. 冯琎. 南京信息工程大学. 2008
[3]. 地形对涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化的影响[C]. 余锦华, 罗哲贤. 新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“热带气旋和季风”分会论文集. 2003
[4]. 岛屿地形对涡旋Rossby波传播影响的研究[J]. 余锦华, 谈哲敏. 南京大学学报(自然科学版). 2007
[5]. 西北太平洋与北印度洋热带气旋的观测与数值模拟研究及其生成的统计分析[D]. 李青青. 中国海洋大学. 2006
[6]. 环境场和边界层对近海热带气旋结构和强度变化影响的研究[D]. 曾智华. 南京信息工程大学. 2011
[7]. 地形对涡旋Rossby波影响的研究[J]. 罗哲贤, 陈联寿. 自然科学进展. 2003
[8]. 台风“海棠”登陆前后螺旋雨带结构及特征与暴雨的关系[D]. 王勇. 南京信息工程大学. 2007
[9]. 我国近海热带气旋强度突变的机理研究[D]. 于玉斌. 南京信息工程大学. 2007
[10]. 台风环流区域涡量传播特征及Winnie台风登陆路径的数值研究[D]. 任健. 南京气象学院. 2004