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《南京信息工程大学》 2011年 硕士论文
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中尺度对流系统对2008年台风“风神”路径影响的研究

毕明玉  
【摘要】:本文首先较为全面的回顾了国内外关于热带气旋的几个重要问题的研究,主要包括热带气旋的路径及其中尺度系统特征. 台风风神在整个移动过程中预报结果都很差,预报结果中显示”风神”会向北移动但是实际显示台风向西运动袭击了菲律宾,最后在中国登陆。 通过卫星资料分析台风“风神”路径预报出现较大偏差的可能机制是由于“风神”西侧中尺度对流系统引起的。为了更好的研究中尺度系统对台风的影响,本文利用WRF模拟了台风风神。通过对比可以看出,模拟的最大风速与最低气压与实况的趋势基本相同,路径相差不大,并且对所研究的中尺度系统模拟的较好。 本文利用准地转PV-ω方程对风神台风20日10时(UTC)的模拟数据进行了诊断分析得到准平衡流场能够描述60%以上的台风环流。分别诊断了潜热、摩擦及干动力过程对台风次级环流的作用。结果显示潜热强迫产生的次级环流最强,摩擦强迫主要集中在边界层,而干动力过程则在台风中心附近产生影响。 在研究过程中我们发现垂直切变可能在其最大垂直切变方向激发台风外围中尺度系统。结果还显示,由垂直切变会在台风中心附近强迫产生横向次级环流,强迫产生的次级环流与自身切变相反,次级环流会使得台风一侧的上升气流减弱而另一侧上升气流增强,从而使得台风不对称增强。通过构造理想叠加在台风平均环流上的中尺度系统,选择不同的切变和基流,发现增大切变会使得强迫次级环流增强。通过诊断切变次级环流推测中尺度系统的持续存在是可能是由于切变引发的次级环流使得中尺度系统高空扰动加强进而引起扰动发展而使得中尺度系统持续存在。 台风的移动受到多种物理过程的影响。利用模式资料,采用PV-ω分部位涡反演方法定量分析了台风外围中尺度系统对台风运动的影响,得出PV-ω分部位涡反演方法能够很好的分离出台风外围中尺度对流系统,其对台风引导气流的贡献可达到10%以上。结果显示较大的中尺度系统能够对台风的移动造成较大影响。为了更好的研究中尺度系统的影响,在模式初始资料中减去位涡反演得到的中尺度扰动,用模式积分的方法研究其对台风的影响。与不做改变的初始资料相比,去掉台风西侧中尺度系统之后,台风风西侧中尺度系统在模式初始的一段时间明显减弱,但是一段时间后中尺度对流系统又开始生成,台风路径与原来路径相比会偏向中尺度系统所在的反方向。


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