【摘 要】
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台风过程中海气相互作用和快速增强过程是两个重要的科学话题,本文分别使用海-气-浪耦合模式和三重嵌套的涡旋跟随中尺度大气模式研究了一个典型的海气相互作用个例和一个极端的快速增强个例。旨在通过耦合模式探究台风-海洋环流-海浪在台风发展过程中相互间起到的作用和物理过程,并通过高分辨率的大气模式分析台风快速增强中各个尺度的演变过程,由此加深对快速增强过程的认识。本文使用模式结果对台风导致海表面的降温机制、
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台风过程中海气相互作用和快速增强过程是两个重要的科学话题,本文分别使用海-气-浪耦合模式和三重嵌套的涡旋跟随中尺度大气模式研究了一个典型的海气相互作用个例和一个极端的快速增强个例。旨在通过耦合模式探究台风-海洋环流-海浪在台风发展过程中相互间起到的作用和物理过程,并通过高分辨率的大气模式分析台风快速增强中各个尺度的演变过程,由此加深对快速增强过程的认识。本文使用模式结果对台风导致海表面的降温机制、降温分布特征进行了研究,结果表明,在台风移速较快时,降温幅度较小、路径右侧降温大小大于左侧。在台风移速较慢时,降温幅度很大,台风中心区域降温显著。通过对海洋垂直速度的研究表明,无论台风移速慢或者快,台风路径下方都存在较强的Ekman抽吸,而移速减慢时,路径右侧由于风-流共振作用产生更强降温,移速较快时,抽吸作用持续时间长,引起降温更显著,深层海水得以升至表面。进一步通过理论和数值结果表明,台风鲇鱼(2010)在南海影响的深度达700m以上。海面降温导致海面热通量降低了33%,极大影响了台风强度。海浪的存在改变了台风底部风场结构,加大了内核区域潜热通量的输送,同时也加强了海洋混合,造成了海面更大的降温并改变了海流的方向。本文还通过高分辨率的大气模式对从大尺度、风暴尺度和对流尺度对台风尼伯特(2016)的快速增强过程进行了研究。结果表明,在极有利的大尺度环境中,尼伯特(2016)的快速增强经历了对称过程和不对称过程。第一阶段,在风切变左侧产生了系统性的不对称结构和对流爆发单体,随着风切变的减弱和逆时针旋转,对流爆发单体向逆切变方向扩展,对称性加强;在第二阶段,正反馈过程被激发,高层暖心迅速形成,海面气压迅速降低。
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