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《中国气象学会2005年年会论文集》2005年
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近海加强热带气旋结构与强度变化机理的数值模拟研究

刘敏锋  陈光华  
【摘要】:文章利用高分辨率的中尺度MM5模式对0214号热带气旋(TC)“黄蜂”进行数值模拟,通过分析“黄蜂”在近海加强以及登陆减弱阶段结构的演变,来揭示其对强度变化的影响机制,模拟研究对日常业务预报也具有一定参考价值。通过与实况资料的对比,内层4km高分辨率移动网格对气旋系统核区的模拟较好的再现了"黄蜂"从近海加强到登陆减弱阶段的结构变化特征。采用时间与空间高分辨率输出资料,可以弥补了实况资料对中尺度系统细微结构特征及其物理过程把握的不足。首先通过对大尺度环境场的分析,来阐述这次风暴加强过程中,中高纬冷涡以及副热带高压系统等外部因素的作用。将理量场转化到柱坐标上,并分解为轴对称与非对称分量。用此方法来研究近海热带气旋的对称结构,并与典型强台风进行对比,来表现南海气旋的特殊结构特征。同时通过对动力与热力场中重要物理量时空演变特征的诊断分析,揭示此次热带气旋近海加强与登陆减弱的物理成因。西南季风造成的水汽输送,以及气旋西北侧冷暖空气配置引起的强不稳定对流不仅产生了气旋非对称性结构,而且对其强度变化有直接的影响。近海加强阶段,风暴内核区存在的中小尺度涡旋系统呈现轴对称化的趋势,通过非线性作用将扰动动能向基态环流转化。利用位涡表征的螺旋雨带以及涡旋-Rossby波理论,探讨气旋加强与减弱的成因机理,证实了气旋环流中确实存在有涡旋-Rossby波性质的波动。西北侧对流作为扰源,激发波动沿逆时针方向传播,使得眼墙与螺旋雨带逐渐趋于闭合,包围形成较为完整的眼区结构。当气旋登陆后,水汽输送被切断且冷空气从底层侵入造成对流稳定度增大,使得扰源受到衰减,波动不再活跃,气旋强度减弱。进行三组敏感性试验,研究凝结潜热释放,蒸发冷却与地表热通量对气旋结构与强度的影响。模拟结果表明,凝结潜热和地表热通量是分别通过与对流系统的正反馈作用以及对边界层热力结构的改变,来使得TC强度得以维持与发展,而降水凝结物的蒸发冷却作用对于TC而言是不利的抑制因子,它降低了空气中的降水凝结体的混合比,使得对流和降水减弱,但是这种影响的程度有限。
【作者单位】:陕西省商洛市气象局 中国气象科学研究院
【分类号】:P444

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