收藏本站
《南京气象学院》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

地形对涡旋Rossby波传播和台风强度变化影响的研究

余锦华  
【摘要】: 热带气旋路径及强度变化是台风预测的两个主要方面。近几十年来,热带气旋路径预测取得了显著进展,相对来说,其强度预测技术提高得较慢。二十世纪九十年代以来,热带气旋强度变化的物理机制成为国际台风动力学的一个研究热点。Montgomery和Kallenbach提出,涡旋Rossby波传播可使热带气旋加强,这一新的物理机制得到了广泛的研究。 本文首先设计了一个极坐标系正压涡度方程的半谱模式、一个准地转格点模式对涡旋Rossby波传播和热带气旋强度变化进行了较为系统的研究。之后设计了一个浅水模式较详细地研究地形对涡旋Rossby波传播以及热带气旋强度变化的影响。 主要结果可归纳如下: 1.涡旋Rossby波传播对热带气旋强度变化的影响,与初始扰动相对涡旋中心的位置、初始扰动尺度大小及强度等关系密切。初始圆形扰动涡度场转化为螺旋臂涡量带的现象是初始扰动位于涡旋最大风速半径(RMW)外围最显著,其次是RMW附近,当扰动位于涡旋内核区时几乎没有螺旋臂结构形态出现,表明,初始扰动离TC中心越远,其强迫涡旋Rossby波形成的螺旋带结构越明显,反之越弱。RMW附近扰动使最大平均切向风速增大最明显,其次是内核区,而且这种增强表现出显著的震荡特征,震荡周期约为6~7h,内核区的震荡较弱,震荡周期略短。RMW外围扰动使TC强度减弱,这种减弱作用也表现出震荡形态,震荡周期约13h,其震荡强度随时间具有减弱的趋势。初始扰动尺度减小,涡旋Rossby波减弱,对TC强度增强作用减弱;扰动尺度增大,波动增强,向内传播的涡量显著增大,但转化为涡量带现象变化不大,风速变化的震荡性增强。台风内核区和眼壁附近扰动的减弱(加强)使台风最大切向风速的增幅减小(增大),且强度增强,风速变化的震荡性加强,震荡的周期缩短;强度减弱,风速变化的震荡性减弱,震荡的周期加长。外缘扰动强度的减弱使台风最大切向风速的减弱明显地减小,扰动强度增强,平均切向风速变化的震荡加剧。双涡分布条件下,RMW外围区的扰动使近眼臂区扰动对TC的加强作用减弱,东-西分布的两涡类似于方位2波的扰动,比其他形式分布的对TC强度的加强作用要强,但这种类 博士学位论文:地形对涡旋R。SSby t和台风强度影响的研究 似二波分布扰动使TC强度的增幅并没有实际二波扰动的增幅大。非线性平流的 引进使涡旋平均最大切向风速的增大减小,且这种减小与初始扰动方位波数及强 度有关。 2.设计了一个高分辨率的f平面的准地转正压涡度方程模式,用以研究两个 径向距离不等的中尺度涡旋共存条件下,台风环流内涡量传播的特征,以及非线 性在此传播过程中的作用。10组试验的结果指出:与单涡条件相比,涡量内传 的强度显著加强,涡量滞留在台风内区的时间加长,内区局域最大风速增大的现 象更加清楚。非线性平流的引进,使涡量向内区传输以及向外传输的强度均减弱: 但内传的涡量更加接近于台风中心。 3.首次将地形引进到浅水模式,在涡旋ROSSby波动力学框架中,研究地形卢 效应对涡旋ROSSby波传播以及热带强度变化的影响。无地形控制试验的结果表 明,涡量传播主要受涡旋ROSSby波传播的控制,重力惯性波的存在,并不阻碍 涡旋ROSSby波对扰动涡度分布的影响。轴对称化过程的快慢与初始中尺度涡相 对TC中心的距离有关,初始中尺度涡位于RMW附近及内核区域,其非对称性 可较快地通过轴对称化过程调整到准轴对称环流运动状态,而RMW外围区的非 对称环流的轴对称化过程相对较慢,延后。圆形地形的引进,(1)减慢了挑动沿 方位角方向逆时针传播的速度,沿径向向内传播增强,扰动能量增大;()涡旋 内核区非对称性的轮对称化过程加快,涡旋外围区的减慢;()初始扰动异常位 于RMW外缘,最大局域风速的增幅增强,但最大平均切向风速的增幅减小,甚 至小于初始时刻对应的值,当扰动位于涡旋RMW内区时,最大局域风速减小, 最大平均切向风速的增强加大;(4)初始双涡条件下,圆形地形使局域最大风速 的增强减弱,但最大平均切向风速的增强与无地形条件下相近。 4.利用浅水模式,进行了大量地形敏感性试验。首先比较了类似于台湾岛大 小及形态的椭圆地形与圆形地形条件下,涡量传播特征及热带气旋强度变化的差 异,结果表明,椭圆地形条件下,涡量向内传播加强,更趋近于主涡旋中心,向 外传播减弱,扰动能量增大;局域最大风速以及平均切向风速在各个时刻都大于 圆形地形。其次实施地形与热带气旋间距离变化产生的效应,当两中心靠近时, 扰动能量沿径向向内传播加强,涡量更趋近于涡旋中心,距离增加,能量向外传 播得较远;扰动涡度场环绕地形中心顺时针方向旋转的趋势在*C靠近地形时更 11 摘要 加明显:*C相距地形一定距离时,可在其西南坡诱生出一小涡旋:当*C与地 形间距减小时,地形的影响使TC局域风速增强显著,其增幅的震荡性也加大, 最大平均切向风速减小,距离增加风速?
【学位授予单位】:南京气象学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P444

手机知网App
【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陆琛莉;;热带气旋研究与业务预报应用[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 冯琎;台风Ewiniar(2006)内部扰动的时空变化特征和相关动力机制研究[D];南京信息工程大学;2008年
2 石顺吉;热带风暴Bilis(2006)登陆期间降水分布的数值模拟与分析[D];南京信息工程大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱永甫,颜宏,骆启仁,王谦谦;一个有大地形影响的初始方程数值予报模式[J];大气科学;1978年02期
2 徐祥德;环境动力、热力因素对台风发生、发展影响的数值试验[J];大气科学;1986年03期
3 魏鼎文,W.M.Gray;热带气旋形成的多尺度组合理论——流体动力学实验模拟与合成分析的结合[J];大气科学;1988年02期
4 马镜娴,罗哲贤;涡旋相互作用及其对强度和路径的影响[J];大气科学;2000年01期
5 陈联寿,孟智勇;我国热带气旋研究十年进展[J];大气科学;2001年03期
6 罗哲贤;边缘区域扰动演变对台风结构的影响[J];大气科学;1994年05期
7 罗哲贤,陈联寿;台湾岛地形对台风移动路径的作用[J];大气科学;1995年06期
8 陈联寿,徐祥德,解以扬,李文弘;台风异常运动及其外区热力不稳定非对称结构的影响效应[J];大气科学;1997年01期
9 吴达铭;西北太平洋热带气旋强度突变的分布特征[J];大气科学;1997年02期
10 孟智勇,徐祥德,陈联寿;台湾岛地形诱生次级环流系统对热带气旋异常运动的影响机制[J];大气科学;1998年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于旭东;;2008年7月4~5日菏泽市强降水天气成因分析[J];安徽农业科学;2008年35期
2 潘军;刘峰;钟加杰;;南海热带气旋0809号“北冕”对华南天气的影响[J];安徽农业科学;2010年22期
3 王远超;黎玲;陈明璐;;0907号热带风暴“天鹅”异常特殊路径分析[J];安徽农业科学;2010年34期
4 王远超;林宝亭;;台风“鲇鱼”环流的风矢量结构变化对其路径突变的影响[J];安徽农业科学;2011年28期
5 黄伟,刘式适;频散效应对自由大气能量输送的影响[J];北京大学学报(自然科学版);1993年05期
6 刘伟,张庆红;登陆台风中的中尺度对流系统的数值研究[J];北京大学学报(自然科学版);2004年01期
7 迟东妍,刘式适,付遵涛;降水条件下台风的定常运动和螺旋斑图[J];北京大学学报(自然科学版);2004年05期
8 戴展鹏;张庆红;;热带气旋与南海季风的相互作用[J];北京大学学报(自然科学版);2011年02期
9 康彤;陈涛;涂中华;赵孟洲;;基于PML和有限元法求解二维时谐散射问题[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2009年03期
10 陈朝晖;程水源;;台风系统对我国区域性大气环境质量的影响[J];北京工业大学学报;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡姝;李英;魏娜;;台风Nari(0116)登陆台湾过程中结构强度变化的诊断分析[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
2 陆佳麟;施春红;;2011台风“梅花”路径与强度变化的诊断分析[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
3 王琴;;1109号热带气旋“梅花”路径预报误差原因分析[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
4 邢誉峰;冯伟;;李级数法与Runge-Kutta法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 林毅;刘铭;刘爱鸣;黄美金;;“龙王”台风中尺度暴雨成因分析[A];海峡西岸防抗台风抗洪抢险救灾论坛论文集[C];2007年
6 王远超;;0214号热带气旋强度突变的研究[A];2005年泛珠三角气象学术研讨会论文选集[C];2005年
7 陈晓艳;王化祥;赵波;;基于自适应多重网格的人体肺部功能成像技术[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(下册)[C];2007年
8 项杰;伍荣生;黄思训;;变分同化方法在热带气旋路径预测中应用的研究:理论方面及数值试验[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
9 郭超;刘炜;;海上避台中气象导航的应用[A];2009特大型船舶操纵和船舶安全与管理论文集[C];2009年
10 李强;刘大刚;章文俊;;确定船舶绕避热带气旋方案的多级决策方法[A];气象海洋环境与船舶航行安全论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱先德;登陆后不同路径再入海台风的观测分析与数值研究[D];中国海洋大学;2010年
2 胡亮;基于边界法向磁通密度逐点测量的无旋磁场重构方法及其应用[D];浙江大学;2010年
3 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 丛春华;热带气旋远距离暴雨的研究[D];中国气象科学研究院;2011年
5 胡邦辉;西北太平洋热带气旋气候特征及风场计算研究[D];南京大学;2011年
6 周洋;ENSO背景下西北太平洋热带气旋强度模拟研究[D];南京大学;2011年
7 曾智华;环境场和边界层对近海热带气旋结构和强度变化影响的研究[D];南京信息工程大学;2011年
8 李春虎;局地暴雨中的自组织过程[D];南京信息工程大学;2011年
9 刘少军;基于多信息源的台风灾害实时评估系统研究[D];成都理工大学;2011年
10 黄水林;纵列式直升机双旋翼气动干扰特性的理论与试验研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许士斌;西北太平洋超强台风活动特征分析[D];中国海洋大学;2010年
2 张程明;一次秋季台风暴雨的机制研究[D];兰州大学;2010年
3 朱颖;光子晶体光纤特性分析及其在光滤波器中的应用[D];天津理工大学;2010年
4 张鸣翠;多尺度隐式有限元法在LCM工艺数值模拟中的应用[D];武汉理工大学;2010年
5 秦军;Runge-Kutta法在求解微分方程模型中的应用[D];安徽大学;2010年
6 毛燕;船舶防台预报集成模型的研究与运用[D];大连海事大学;2011年
7 吴联要;内核及外围尺度对热带气旋强度影响的初步研究[D];中国气象科学研究院;2011年
8 胡姝;台湾地形及海峡效应对热带气旋结构强度变化影响的研究[D];中国气象科学研究院;2011年
9 赖芬芬;西北太平洋热带气旋强度的年际变化特征及其机理分析[D];南京大学;2011年
10 温德垚;同化非均匀分布的雷达资料对台风路径模拟效果的影响[D];兰州大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈新勇;丁一汇;赵南;;Properties and Stability of a Meso-Scale Line-Form Disturbance[J];Advances in Atmospheric Sciences;2006年02期
2 巢纪平,叶笃正;正压大气中的螺旋行星波[J];大气科学;1977年02期
3 黄瑞新,巢纪平;台风中螺旋云带的线性理论[J];大气科学;1980年02期
4 高守亭,孙淑清;应用里查逊数判别中尺度波动的不稳定[J];大气科学;1986年02期
5 魏鼎文,W.M.Gray;热带气旋形成的多尺度组合理论——流体动力学实验模拟与合成分析的结合[J];大气科学;1988年02期
6 曾庆存,李荣凤,张铭;旋转二维可压缩流动的谱和特征函数——Ⅰ:谱点的分布[J];大气科学;1990年02期
7 吴国雄;海温异常对台风形成的影响[J];大气科学;1992年03期
8 陈联寿,孟智勇;我国热带气旋研究十年进展[J];大气科学;2001年03期
9 张立凤,王丽琼,张铭;里查森数对α中尺度涡旋波不稳定的影响[J];大气科学;2002年05期
10 高守亭,赵思雄,周晓平,孙淑清,陶诗言;次天气尺度及中尺度暴雨系统研究进展[J];大气科学;2003年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨宇红;华南0604号“碧利斯”台风暴雨的数值模拟研究[D];南京信息工程大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 许向春;于玉斌;王式功;李勋;;“达维”(2005)台风经过海南岛过程非对称降水的成因分析[J];热带气象学报;2012年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈联寿,罗哲贤;Effect of the Interaction of Different Scale Vortices on the Structure and Motion of Typhoons[J];Advances in Atmospheric Sciences;1995年02期
2 黄瑞新,巢纪平;台风中螺旋云带的线性理论[J];大气科学;1980年02期
3 董克勤,李曾中;海南岛地形对过岛台风影响的初步研究[J];大气科学;1980年03期
4 徐祥德;环境动力、热力因素对台风发生、发展影响的数值试验[J];大气科学;1986年03期
5 王玉清,朱永禔;双热带气旋相互作用的机制分析及数值研究 Ⅱ:数值模拟[J];大气科学;1992年06期
6 罗哲贤,马镜娴,谢金南;基本气流在局域流型演化过程中的作用[J];大气科学;1999年03期
7 朱洪岩,陈联寿,徐祥德;中低纬度环流系统的相互作用及其暴雨特征的模拟研究[J];大气科学;2000年05期
8 罗哲贤;边缘区域扰动演变对台风结构的影响[J];大气科学;1994年05期
9 胡坚,陈雪峰,费亮;SPECTRUM—90时期大气10──20天准周期振荡对热带气旋转向路径的影响[J];大气科学;1994年05期
10 罗哲贤,陈联寿;台湾岛地形对台风移动路径的作用[J];大气科学;1995年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林有任,邱君瑞,徐维屏;西北太平洋台风强度的统计预报——前期因子多元回归方程[J];气象;1982年03期
2 方宗义;;近十年使用卫星云图分析台风的评述[J];气象科技;1982年02期
3 林长城;魏应植;赵卫红;黄美金;马治国;;2006年“珍珠”台风影响期间福建省降水酸度分布特征分析[J];热带气象学报;2008年04期
4 翁小芳;冯文;李凡;;0801号台风“浣熊”的路径和强度特征分析[J];气象研究与应用;2008年04期
5 薛秋芳,燕芳杰,范永祥,吴之翔;台风强度变化的诊断分析和预报[J];气象;1993年02期
6 陈雪景;黄泓;陈中一;王学忠;;台风“万宜”螺旋带的数值模拟研究[J];气象与减灾研究;2010年04期
7 李波;费建芳;黄小刚;宋平;宋辉;;0908号台风“莫拉克”异常路径的诊断分析与数值模拟[J];海洋预报;2011年02期
8 王凌;罗勇;徐良炎;张强;陈峪;叶殿秀;;近35年登陆我国台风的年际变化特征及灾害特点[J];科技导报;2006年11期
9 马艳;华锋;陈丽娟;陈尚;曲媛媛;;海面温度变化影响台风“海棠”强度的数值研究[J];海洋科学进展;2007年04期
10 徐燕峰,叶君武,林伟;0205号台风“威马逊”北上过程中强度减弱缓慢的原因分析[J];海洋预报;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙一妹;费建芳;程小平;黄小刚;刘磊;;海浪状况及飞沫作用对台风强度和结构影响的数值模拟[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
2 袁小超;谭季青;郑朝霞;;“达维”台风强度突变的诊断分析[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
3 马占宏;费建芳;黄小刚;程小平;;数值模式中垂直分辨率对台风强度和结构模拟的影响[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
4 杨宁;张其林;田琨;;西太平洋地区台风强度与闪电活动特征分析[A];第28届中国气象学会年会——S13雷电物理、监测预警和防护[C];2011年
5 潘伦湘;郄秀书;;西北太平洋地区台风闪电频数与台风强度关系研究[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
6 刘磊;费建芳;郑静;程小平;;海浪和海洋飞沫对“珊珊”台风影响的数值研究[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
7 李英;陈联寿;李勋;;台风莫拉克(0908)与天鹅(0907)相互作用对其强度的影响研究[A];2009年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集[C];2009年
8 才志超;何宏让;;台风“云娜”中尺度结构的数值研究[A];第二届长三角气象科技论坛论文集[C];2005年
9 蒋小平;刘春霞;钟中;;台风Chanchu(0601)过程中的海气相互作用[A];中国海洋湖沼学会第九次全国会员代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
10 仇欣;谈哲敏;;台风同心眼墙替换与台风增强[A];全国中尺度气象学术研讨会摘要文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陈清浩 通讯员 粤水婷;今年台风强度将猛于去年[N];南方日报;2009年
2 记者 王素琴;诺贝尔和平奖获得者:21世纪后期台风强度将增强[N];中国气象报;2010年
3 通讯员 王敏;舟山气象协理员打响防台“信息战”[N];中国气象报;2009年
4 记者 吴洪;“凡亚比”将严重影响我省[N];福建日报;2010年
5 记者 吴洪;我省转移危险区域群众31.32万人[N];福建日报;2010年
6 林之光;台风知识十问十答[N];中华读书报;2005年
7 记者 仝春建;今年将有超强台风袭击粤闽浙[N];中国保险报;2009年
8 记者 王瑾 解放日报记者 宋鹏霞;长三角气象科技创新论坛纵论台风[N];中国气象报;2005年
9 通讯员  王春夏 记者  聂建春;省防指要求做好台风防御[N];安徽日报;2006年
10 本报记者 朱广菁;“圣帕”与“迪安”牵手演绎台风新趋势?[N];大众科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓健;中尺度海—气—浪耦合模式系统的研究及应用[D];武汉理工大学;2007年
2 余锦华;地形对涡旋Rossby波传播和台风强度变化影响的研究[D];南京气象学院;2003年
3 刘佳;台风“麦莎”的动力学特征与台风强度对台前飑线发展过程影响的研究[D];南京信息工程大学;2013年
4 孙明华;GRAPES-ECOM-si区域海气耦合模式的发展及其对热带气旋强度预报的研究[D];中国气象科学研究院;2013年
5 于玉斌;我国近海热带气旋强度突变的机理研究[D];南京信息工程大学;2007年
6 许娈;2010年西北太平洋超强台风“凡亚比”和“鲇鱼”的诊断与模拟研究[D];南京信息工程大学;2013年
7 丛春华;热带气旋远距离暴雨的研究[D];中国气象科学研究院;2011年
8 梁佳;季风涡旋对台风生成和路径突变的影响研究[D];南京信息工程大学;2012年
9 李锐;近岸浪—流耦合物理机制及其应用研究[D];中国海洋大学;2013年
10 王慧;台风Megi(2010)强度和结构变化的数值研究[D];南京信息工程大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张玉芳;台风频数变化特征及其统计分布[D];中国海洋大学;2009年
2 徐文玲;台风对海表温度的影响[D];中国海洋大学;2007年
3 黄荣成;近海台风强度突然减弱的机理研究[D];中国气象科学研究院;2009年
4 赵丽静;NOAA/AMSU资料在西北太平洋台风研究中的应用[D];中国海洋大学;2009年
5 刘学刚;台风暖心结构与强度变化的统计联系[D];南京信息工程大学;2007年
6 王国荣;双眼墙台风Wilma的数值模拟及分析[D];南京信息工程大学;2007年
7 陈彩珠;西北太平洋热带气旋强度预报方法的评估[D];南京信息工程大学;2011年
8 张建芳;台风影响下极值波高极值水位联合重现期的推算[D];中国海洋大学;2012年
9 李瑞英;台风对我国水稻生产的影响及风险分析[D];中国农业科学院;2008年
10 肖慧;非线性核主成分的神经网络台风强度集合预报建模研究[D];广西师范大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026