论文部分内容阅读
鉴于TC生成研究是在当前全球变暖的气候背景下的研究热点之一,多尺度相互作用机制研究是TC研究的难点和前沿之一,本文特选定西太平洋发生在季风槽中的台风榴莲(2001)作为研究对象,主要从观测资料分析、数值模拟资料分析以及理论分析三个方面考察了榴莲生成前期的多尺度条件特征。从目前可查阅的文献看,属于首次成功地实现了从季风槽扰动开始并且伴有中层中尺度涡旋的TC生成的实例模拟。本文得到的主要结论如下:
(1)台风榴莲生成前期水平风速垂直切变由强向弱转变,在TC发生前18小时达到10m/s的临界值,随后维持在临界值以下;垂直切变主要反映了对流层高层的环流演变。
(2)在对流层中低层,季风槽的形成和加强对TC的生成有重要作用,季风槽不仅具有条件性对流不稳定特征,而且具有正压不稳定特征。
(3)与季风槽相伴的低空急流的经向分布宽广,急流活动加强有经向差异,能够在不同时间、不同纬度产生辐合带云系;季风槽切变线南侧的风速分布经向差异可以导致带状云系的追赶现象,最后在槽的底部(东端)合并增强为MCC。
(4) MCC的发生是大尺度系统组织化作用的结果,以季风槽作为低层大尺度扰动的西太平洋TC生成类型中,MCC作为前兆因子容易发生有其必然性。
(5)中层MCV的水平尺度约200km、位于700-400hPa之间、具有暖心结构特征;TC涡旋云系是由中层MCV组织发展起来的,这对从卫星云图上看到的TC生成前期涡旋云系和季风槽云系的分离现象给出了合理解释。
(6)得到成熟热塔的典型结构图像,特别指出了热塔伴随的偶极涡度对现象及其多样性;偶极涡度对进一步与偶极涡旋对对应;垂直速度和正涡度柱在对流层中上层基本不重合;偶极涡度对的产生归因于水平涡管向垂直涡管的剧烈扭转。
(7)中层MCV流场的平流作用促使热塔聚集、合并及轴对称化;中层MCV的生命史比热塔长,能够将热塔吸收环境能量得到的热量、水汽、涡度加以保存,使得区域更有利于TC生成发展。
(8)热塔的净效果是在对流层低层(500hPa以下)产生强烈的小尺度(10-20km)气旋性位涡塔。这些位涡塔的群体效果将使得对流层中低层的气旋性环流同步加强,从而在垂直方向上实现中低层系统的耦合。
(9)热塔的相互作用可以表现为热塔的合并或竞争,它们都起着增强所在区域的对流层低层的相对涡度的作用。热塔的轴对称化过程从TC发生前3小时开始,并且基本符合涡旋罗斯贝波的特征。