西北太平洋近赤道台风生成的统计与模拟研究

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尽管适当的科氏力是热带气旋生成的必要条件,但是西北太平洋存在近赤道台风。西北太平洋上的近赤道台风生成问题的研究,对进一步了解西北太平洋上台风生成的机制和特征具有重要意义。本文运用JTWC热带气旋路径资料,NCEP/NCAR再分析资料,多种卫星观测结果以及中尺度数值模式WRF对两北太平洋上近赤道生成的热带气旋进行了统计分析和个例数值模拟研究。 ⑴基于JTWC的热带气旋路径资料统计出历史上距离赤道6度以内生成的热带气旋,并分析了近赤道热带气旋发生事件在时间,空间和季节上的分布特征,简要讨论了ENSO事件与近赤道热带气旋生成的关系。进一步从公认的台风生成环境条件的六大要素出发,运用NCEP/NCAR再分析资料,分析了近赤道台风生成前期不同物理量的异常变化特征,得到对近赤道台风生成影响最大的几个因子。统计分析的结果显示,近赤道生成的台风在时间分布上具有明显的规律性。近赤道台风发生地区的多个物理量(如低层涡度、风向、风速,中层湿度条件,高低层风切变,海表面温度,等等)也显示出一定的异常变化。其中最突出的是低层风场和中层湿度条件的影响。然后,重点以近赤道台风Vamei(2001)为例,利用多种卫星探测到的较高分辨率的风和水汽资料对比验证上述统计结果,并且进一步分析和推断出近赤道台风生成的触发条件与环境条件的关系。 ⑵运用中尺度模式对台风Vamei(2001)个例进行了高分辨率的数值模拟研究和敏感性实验。WRF模式成功模拟出Vamei台风近赤道生成的特性,纬向平行移动的路径特征和短生命期的强度快速变化趋势。基于模式模拟结果,进行了台风中心区域涡度的收支分析等一系列的诊断研究,分析了台风眼、暖心结构和快速加强过程的成因。同时还进行了关于地形和海陆分布的数值敏感性实验。由此,推断出近赤道台风Vamei生成的主导因素还是对流层中低层的强劲风涌。风涌不仅在动力上产生涡度贡献,并且在热力上(与水汽条件等因素共同作用)引发不稳定对流。中尺度涡旋合并等过程对近赤道台风的生成也起到了一定作用。 ⑶总结统计与模拟研究的结果,进一步细化了前人提出的风涌引起台风生成理论的作用机制,给出了风涌作用的概念图,强调了风涌在热力方面的贡献,提出了风涌的作用是动力效应为主,热力效应为辅的观点。
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