影响西北太平洋台风双眼墙生成的因子分析

发布时间：2020-10-17 03:54

　　 目前国际上对热带气旋的强度预报进展缓慢,而具有双眼墙特征的强台风在其眼墙替换过程中的强度变化是其中难点之一。为此,本研究将探究影响热带气旋同心圆眼墙生成的环境要素和内部动力学过程。采用美国威斯康星大学气象卫星研究合作院(CIMSS)提供的集成微波图像(MIMIC)资料,普查2005-2014年西北太平洋地区具有双眼墙结构的强台风个例,并利用联合台风预警中心(JTWC)的最优路径资料筛选出所有强台风样本,对比分析了有、无双眼墙结构的样本和双眼墙生成快、慢样本的环境场和自身初始结构差异,主要观测统计结果总结如下:环境场要素对双眼墙形成与否有重要的调制作用,而双眼墙形成速率与自身结构存在密切的关系。具体来说,环境场相对湿度越大,周围海温越高,初始涡旋尺度越大,双眼墙越容易生成;初始涡旋尺度越大,双眼墙生成越快。初始涡旋结构不仅影响双眼墙形成速度,而且在眼墙替换期间导致台风结构及强度变化存在差异。总的来说,初始涡旋尺度越大,生成的外眼墙位置距离台风中心越远,眼墙替换持续时间越长,眼墙替换前后强度变化越明显。基于上述观测事实,本工作着重探讨双眼墙形成对热带气旋初始风廓线的敏感性。为此,构造具有不同初始涡旋结构尺度的涡旋,验证观测结果。数值试验结果表明,初始涡旋尺度越大,双眼墙越容易生成,生成位置距离台风中心越远。进一步诊断分析表明:边界层非平衡作用和自由大气中平衡动力过程共同导致了外眼墙的生成。理想试验结果验证了观测事实,并揭示了双眼墙形成过程中可能的物理机制,这些可以为将来的台风业务预报提供一定的理论依据。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P732.4
【部分图文】：

以此验证观测统计结果的可靠性，最后利用模式结果分析可能的物理机??制。??图２．１给出了?ＭＩＭＩＣ卫星资料揭示的２００６年强台风Ｃｈａｎｃｈｕ的双眼墙生??成消亡过程。该资料时间精度较高，１５分钟输出一次，能够较为准确的抓住热??带气旋发展过程中的对流活动特性，帮助理解眼墙的变化。利用该资料可以建??立一系列台风双眼墙结构特征的参数，如：双眼墙形成时刻；形成地点（经、??祎度）；内、外眼墙半径；眼墙之间的宽度（ｍｏａｔ宽度）；眼墙替换过程持续时??间等。??７??

第三章热带气旋同心圆双眼墙的相关统计结果分析??ａ）相对湿度??图３．１给出了两组样本合成的相对湿度距平值随高度的变化趋势。由图可??见，具有同心圆眼墙的样本，基本上整个对流层的环境场相对湿度要高于没有??同心圆眼墙的样本。具体来说，对流层中高层两者相对湿度之差大于４％，两??者最大差值（９％）出现在４００?ｈＰａ。两组样本的相对湿度差异通过ａ?＝〇．〇１的显??著性检验。可见，环境场相对湿度可以影响同心圆眼墙是否生成。环境场相对??湿度越大，越利于台风同心圆眼墙生成。这与Ｇｅ（２０１５）的理想实验结果一致。??数值试验表明当水汽充足时，热带气旋区域强对流活动活跃。外围雨带中的潜??热加热致使气旋性ＰＶ分布径向扩大，导致切向风场也不断外扩（Ｈｉｌｌ?ａｎｄ??Ｌａｃｋｍａｎ，?２００９）。随着切向风场的不断外扩，边界层不平衡作用导致外围超梯??度风生成进而激发强对流活动（Ｈｕａｎｇ?ｅｔａｌ．

ｂ）?ＳＳＴ??类似地，以热带气旋所在位置为（０，０）点，比较两组样本在１０００?ｋｍＸ??１０００?ｋｍ正方形区域内海温的差异（图３．２）。显而易见，具有同心圆眼墙生??成的样本的环境海温偏高，中心位置偏高１?Ｋ；没有同心圆眼墙生成的样本环??境海温较平均场偏低（－０．４?Ｋ），说明周围海温越高，越利于同心圆眼墙的生??成。此外，有同心圆眼墙的海温距平自南向北迅速增加；无同心圆眼墙生成的??海温则呈现相反的现象，等距平海温线较为稀疏，即海温梯度较小，自南向北??海温距平减小。鉴于大多数热带气旋向西北方向移动，因此若在移动过程中海??温偏高，可以从洋面得到更多的热量从而有利于台风的快速增长。同时，同心??圆眼墙往往出现在强台风个例中。因此，环境场海温较高，有利于同心圆眼墙??的形成。??／??（ａ）ＳＥ（３５）??（ｂ）ＮＯ－ＳＥ（ｌＱＯ）???一５?＼｜?ｉ?■?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?＾?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??－５?－４?－３?－２?－１?０?１?２?３?４?５?－５?－４?－３?－２?－１?０?１?２?３?４?５??ｄｉｓｔａｎｃｅ／?１００ｋｍ??图３．２有（左）、无（右）双眼墙样本的热带气旋合成海温场的距平对比??Ｃ）热带气旋移速??对于快速增长台风
【参考文献】

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本文编号：2844233