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《南京气象学院》 2003年
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小型岛屿地形对登陆热带气旋影响的数值模拟

龚(龙天)  
【摘要】: 9806号热带气旋是一个登陆于舟山群岛的西折热带气旋,路径多变、结构复杂,给浙江省经济建设和人民生命财产造成巨大的损失,而国内外对小型岛屿地形影响热带气旋的研究很少,因此,值得深入研究。本文应用三重嵌套网格区域的非静力MM5模式模拟了其生命后期,沿30°N一带西行登陆的过程,并就热带气旋的Bogusing问题、热带气旋登陆过程中的结构演变和舟山群岛地形对热带气旋的影响进行了探讨,并通过一系列的敏感试验来确定小型岛屿地形的作用。 本文采用了六个试验方案:(1) 试验B,有舟山群岛的地形,且加入倾斜垂直结构人造热带气旋的试验方案。(2) 试验BT,有舟山群岛的地形,且加入正压垂直结构人造热带气旋的试验方案。(3) 试验NB,有舟山群岛的地形,但没有加入人造热带气旋的试验方案。(4) 试验BNZ,移去舟山群岛地形,但加入倾斜垂直结构人造热带气旋的试验方案。(5) 试验BLZ,将舟山群岛的地形高度增加一倍,且加入倾斜垂直结构人造热带气旋的试验方案。(6) 试验BMZ,将舟山群岛中几个较大的岛屿与大陆连结成为一体,且加入倾斜垂直结构人造热带气旋的试验方案。由上述试验可得到如下结果: 1.本文首次研究了小型岛屿地形对热带气旋的影响,试验B和试验BNZ的对比研究发现,舟山群岛的存在能使西行的热带气旋向南偏折,最大可达15公里左右;地形作用还能加速热带气旋强度的减弱。另外,气流爬越岛屿的主要山脉时的上升运动,会导致迎风坡的降水增多,并诱生中小尺度的地形高压。地形高压和由气流绕流产生的偏差涡度对与热带气旋之间的相互作用是导致热带气旋路径向南偏折的主要机制。而摩擦耗散作用和绝热增温的下坡干空气对边界层水汽的切断作用则是引起热带气旋减弱的主要机制。 2.敏感性试验BLZ和BMZ的结果表明,舟山群岛的地形高度增加一倍后,热带气旋接近舟山群岛时运动路径的南偏程度要增大,但强度变化与试验B相似;将舟山群岛中几个较大的岛屿与大陆连结成一体后,热带气旋接近舟山群岛时运动路径的南偏程度不变,但强度减弱却比试验B快。这些模拟结果也进一步证明了结论1中地形高度的作用及其机制。 3.本文首次采用倾斜垂直结构的人造热带气旋作为初始涡旋,试验B和试验BT以及试验NB的模拟结果对比发现,前者对9806号热带气旋登 陆前后的运动路径、中心气压、降水分布和初始结构的模拟能力优于后两 者,因此,具有倾斜垂直结构的人造热带气旋比正压结构的人造热带气旋 更适合于作为模拟中纬度运动的热带气旋的初始涡旋,从而提出解决该类 热带气旋初始化问题的一种新思路。 4.试验B的结果显示,热带气旋外圈环流与陆地接触后到中心登陆 前后,沿海岸线一直存在一条气压梯度相对密集的风矢量、水汽辐合带, 引起该处降水增多。随着热带气旋不断接近陆地,由于挤压作用,二者之 间区域的风矢量辐合和气压梯度不断增强,形成新的大风区,造成水平结 构的变化。登陆前,热带气旋具有自下而上向西南方向倾斜的垂直结构, 并随着热带气旋接近陆地而倾斜加剧,这种垂直结构和变化可能是活动于 中纬度的热带气旋所特有的。 综上所述,小型岛屿地形对登陆热带气旋路径偏折的影响主要是地形 高度的影响,而岛屿面积大小的影响很小,因此,预报热带气旋登陆路径 时,要重视有较高地形的小型岛屿的影响。同时还可知,与正压垂直结构 的初始涡旋相比,采用倾斜垂直结构的人造热带气旋作为初始涡旋的模拟 结果更接近真实情况,故在中纬度运动的热带气旋的模拟方案中应考虑初 始涡旋的垂直结构的倾斜性。
【学位授予单位】:南京气象学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P435.2

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