理想地形下不同云微物理方案对登陆台风降水增幅影响的数值研究
发布时间：2022-01-06 11:21
利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式,在理想岛屿地形条件下设计了云的微物理冰相过程中水凝物中有霰和无霰的两个对比试验,考察了台风登陆时复杂冰相和简单冰相对台风移动路径、强度和降水增幅的影响。结果表明:1)云微物理过程中有霰的复杂冰相过程时,具有更强烈的云"播撒"效应,因而对台风降水具有明显增幅作用。2)当台风受到理想地形作用时,地形对云"播撒"效应引起的增幅作用具有放大作用,此时台风眼墙非绝热加热量形成明显增强中心,使得台风降水增幅明显。3)当台风登陆时,云微物理冰相过程使得台风越山时存在向西北指向的涡度变化倾向。
【文章来源】：海洋气象学报. 2020,40(04)
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
模式台风中心每隔3 h的位置变化(145～223 h，等值线为理想山脉地形等高线)
下面分析对比试验对台风强度的影响。图3表示模式从145 h至216 h时台风最低气压(pmin)和最大风速(vmax)强度变化过程。总体上，mp=3试验和mp=6试验两者台风强度趋势比较一致，都经历如下历程:首先，在经历了模式积分145 h之后，台风还远离岛屿，但它的最大风速和最低海平面气压的强度已经较强，在mp=3试验(mp=6试验)中145 h时刻的台风强度分别是45 m·s-1(45 m·s-1)和965 h Pa(960 h Pa)。其次，在即将登陆时的160 h至164 h时间段里，两个试验中台风都经历了一个突然增强(rapid intensification,RI)过程，其中，在mp=3试验(mp=6试验)中模拟台风的最大风速从160 h至166 h(从158 h至164 h)的6 h里平均增大了8.6 m·s-1(5.0 m·s-1)。实际上，RI定义有多种，KAPLAN and DEMARIA[30]定义大西洋上RI标准为30 kn/24 h,ROGER et al.[31]和WANG and ZHOU[32]都定义RI为30 kn/24 h,BRAND[33]用24 h风速增长50 kn作为迅速增强标准，而阎俊岳等[34]采用RI为24 h最大风速增大20 m·s-1，郑峰等[35]定义RI为12 h最大风速增大10 m·s-1。而在这两个试验中的模拟台风最大风速突然增强率均超过5.0 m·s-1/6 h(相当于20 m·s-1/24 h)，因此，按照上述标准，可以认定在这段时间里两个试验中的模拟台风都经过了一个突然增强(RI)过程。而此时在mp=3试验(mp=6试验)中模拟台风强度分别可达48 m·s-1(58 m·s-1)和962 h Pa(940 h Pa)，这主要是因为低层受到岛屿地形的气流辐合影响，而高层已经积聚大量冰、雪等冰相物质(图4)，虽然mp=6试验中雪粒子(QSNOW)相对少一点，但这时它还存在很多霰粒子(QGRAUP)(图5)，因此，这时台风云微物理过程中存在大量“播撒”云粒子，而“播撒”效应使得台风中云碰并、聚合、凝结作用增强，非绝热加热过程增强，从而导致台风最大风速和最低海平面气压的强度突然增强(RI)过程。台风登陆后至187 h后，mp=3试验和mp=6试验模拟的台风强度均迅速减弱。随着模式台风的继续西进(180～200 h)，它的外围环流逐渐受到岛屿地形的摩擦影响，其间，台风均受到“播撒”效应和地形的共同影响，但受地形的摩擦衰减作用影响更大;直到行至200 h后，模式模拟台风再次入海，其受岛屿地形作用逐渐减弱，强度变化幅度显著减小。
随着模式台风的继续西进(180～200 h)，它的外围环流逐渐受到岛屿地形的摩擦影响，其间，台风均受到“播撒”效应和地形的共同影响，但受地形的摩擦衰减作用影响更大;直到行至200 h后，模式模拟台风再次入海，其受岛屿地形作用逐渐减弱，强度变化幅度显著减小。从图3中比较mp=3试验和mp=6试验还可以发现，由于mp=6试验中存在大量霰粒子，使得模式模拟台风云微物理过程的“播撒”效应更显著，从而导致台风强度更强。
【参考文献】：
期刊论文
[1]台风“山竹”（1822）引发华南暴雨过程机制分析[J]. 文萍,许映龙,柳龙生. 海洋气象学报. 2019(03)
[2]台风“温比亚”（1818）造成山东极端强降水的成因分析[J]. 郑怡,杨晓霞,孙晶. 海洋气象学报. 2019(01)
[3]台风暴雨落区研究综述[J]. 陈联寿,孟智勇,丛春华. 海洋气象学报. 2017(04)
[4]两例相似路径台风降水差异的成因及预报分析[J]. 施春红,吴君婧,漆梁波. 海洋气象学报. 2017(03)
[5]中国近海突然增强台风统计分析[J]. 郑峰,曾智华,雷小途,陈联寿. 高原气象. 2016(01)
[6]IMPACT OF SEA SPRAY ON TROPICAL CYCLONE STRUCTURE AND INTENSITY CHANGE[J]. 曾智华,陈联寿,包剑文. Journal of Tropical Meteorology. 2012(02)
[7]135°E以西西北太平洋热带气旋迅速加强的气候特征[J]. 阎俊岳,张秀芝,李江龙. 热带气象学报. 1997(04)
本文编号：3572357
【文章来源】：海洋气象学报. 2020,40(04)
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
模式台风中心每隔3 h的位置变化(145～223 h，等值线为理想山脉地形等高线)
下面分析对比试验对台风强度的影响。图3表示模式从145 h至216 h时台风最低气压(pmin)和最大风速(vmax)强度变化过程。总体上，mp=3试验和mp=6试验两者台风强度趋势比较一致，都经历如下历程:首先，在经历了模式积分145 h之后，台风还远离岛屿，但它的最大风速和最低海平面气压的强度已经较强，在mp=3试验(mp=6试验)中145 h时刻的台风强度分别是45 m·s-1(45 m·s-1)和965 h Pa(960 h Pa)。其次，在即将登陆时的160 h至164 h时间段里，两个试验中台风都经历了一个突然增强(rapid intensification,RI)过程，其中，在mp=3试验(mp=6试验)中模拟台风的最大风速从160 h至166 h(从158 h至164 h)的6 h里平均增大了8.6 m·s-1(5.0 m·s-1)。实际上，RI定义有多种，KAPLAN and DEMARIA[30]定义大西洋上RI标准为30 kn/24 h,ROGER et al.[31]和WANG and ZHOU[32]都定义RI为30 kn/24 h,BRAND[33]用24 h风速增长50 kn作为迅速增强标准，而阎俊岳等[34]采用RI为24 h最大风速增大20 m·s-1，郑峰等[35]定义RI为12 h最大风速增大10 m·s-1。而在这两个试验中的模拟台风最大风速突然增强率均超过5.0 m·s-1/6 h(相当于20 m·s-1/24 h)，因此，按照上述标准，可以认定在这段时间里两个试验中的模拟台风都经过了一个突然增强(RI)过程。而此时在mp=3试验(mp=6试验)中模拟台风强度分别可达48 m·s-1(58 m·s-1)和962 h Pa(940 h Pa)，这主要是因为低层受到岛屿地形的气流辐合影响，而高层已经积聚大量冰、雪等冰相物质(图4)，虽然mp=6试验中雪粒子(QSNOW)相对少一点，但这时它还存在很多霰粒子(QGRAUP)(图5)，因此，这时台风云微物理过程中存在大量“播撒”云粒子，而“播撒”效应使得台风中云碰并、聚合、凝结作用增强，非绝热加热过程增强，从而导致台风最大风速和最低海平面气压的强度突然增强(RI)过程。台风登陆后至187 h后，mp=3试验和mp=6试验模拟的台风强度均迅速减弱。随着模式台风的继续西进(180～200 h)，它的外围环流逐渐受到岛屿地形的摩擦影响，其间，台风均受到“播撒”效应和地形的共同影响，但受地形的摩擦衰减作用影响更大;直到行至200 h后，模式模拟台风再次入海，其受岛屿地形作用逐渐减弱，强度变化幅度显著减小。
随着模式台风的继续西进(180～200 h)，它的外围环流逐渐受到岛屿地形的摩擦影响，其间，台风均受到“播撒”效应和地形的共同影响，但受地形的摩擦衰减作用影响更大;直到行至200 h后，模式模拟台风再次入海，其受岛屿地形作用逐渐减弱，强度变化幅度显著减小。从图3中比较mp=3试验和mp=6试验还可以发现，由于mp=6试验中存在大量霰粒子，使得模式模拟台风云微物理过程的“播撒”效应更显著，从而导致台风强度更强。
【参考文献】：
期刊论文
[1]台风“山竹”（1822）引发华南暴雨过程机制分析[J]. 文萍,许映龙,柳龙生. 海洋气象学报. 2019(03)
[2]台风“温比亚”（1818）造成山东极端强降水的成因分析[J]. 郑怡,杨晓霞,孙晶. 海洋气象学报. 2019(01)
[3]台风暴雨落区研究综述[J]. 陈联寿,孟智勇,丛春华. 海洋气象学报. 2017(04)
[4]两例相似路径台风降水差异的成因及预报分析[J]. 施春红,吴君婧,漆梁波. 海洋气象学报. 2017(03)
[5]中国近海突然增强台风统计分析[J]. 郑峰,曾智华,雷小途,陈联寿. 高原气象. 2016(01)
[6]IMPACT OF SEA SPRAY ON TROPICAL CYCLONE STRUCTURE AND INTENSITY CHANGE[J]. 曾智华,陈联寿,包剑文. Journal of Tropical Meteorology. 2012(02)
[7]135°E以西西北太平洋热带气旋迅速加强的气候特征[J]. 阎俊岳,张秀芝,李江龙. 热带气象学报. 1997(04)
本文编号：3572357
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