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非均匀饱和大气中非地转湿Q矢量的改进及其在“莫拉克”台风(2009)降水中的应用研究

曹钰  
【摘要】:本文重点结合2009年第8号台风“莫拉克”登陆福建省引发的强降水过程,通过考虑对流凝结潜热加热,探讨了对非均匀饱和大气中非地转湿Q矢量(Qum)的改进研究,并讨论登陆热带气旋降水过程及成因。结果表明:(1)2009年8月9日08时-10日08时24h期间“莫拉克”台风给浙江省大部、福建省中北部带来了一次暴雨过程,WRF模式较成功地模拟了此次强降水过程。(2)考虑对流凝结潜热加热作用完成了对Qum矢量的改进,分析表明,600hPa改进后的Qum矢量散度辐合区对同期降水落区的指示作用得到进一步增强,其诊断能力得到进一步提高。(3)此次“莫拉克”台风强降水过程的发生满足暴雨发生发展的三个必要条件:充足的源源不断的水汽、强盛的气流上升运动和大气层结构的不稳定。(4)本次强降水过程存在明显的空心化现象。 其中,通过“莫拉克”再次登陆期间对浙江省区域造成的强降水过程成因做了分析,主要得到了以下结论:(1)改进后600hPaQum矢量散度辐合场与同期降水场有一定对应关系,且对降水的发展演变过程及特点也有较强的反映能力。同时在一定程度减少了“空报”和“漏报”现象,使得Qum矢量诊断能力还有进一步提高。(2)造成“莫拉克”台风此次强降水过程的一个重要原因是充足的水汽条件。低层水汽辐合为台风“莫拉克”提供充足的水汽,水汽通量随高度不断减弱,形成明显的“上干下湿”层结。我们可以得出“上干下湿”的大气湿度层结分布,一般低层空气暖而湿,上层的空气干而冷,致使大气层处于极不稳定状态,有利于大气中能量释放,促使台风强降水过程的充分发展。(3)“莫拉克”台风此次强降水过程的另一个重要原因是不稳定层结的维持。假相当位温随高度增加减小得越快,气层的对流不稳定性越强,触发造成强降水过程的可能性越大。 此外,本文还基于JTWC(the Joint Typhoon Warning Center)最大风速半径及热带气旋(TC)尺度资料、上海台风研究所台风最佳路径资料以及日本静止气象卫星MITR红外IR1TBB资料,针对2001年~2010年期间经过台湾再次登陆我国的13个历史TC个例,采用对流云-层云分类技术以及统计合成分析方法,探析TC环流内对流核数与TC强度之间可能存在的对应关系。


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