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再入海台风基本特征数值模拟及影响因子研究

邵彩霞  
【摘要】:运用数值模式模拟和预测台风路径、强度、结构、环境要素分布,是台风预报的重要手段。数值模式的模拟与预测性能,直接影响预报效果。目前在我国WRF(Weather Research Forecast)中尺度模式被广泛用于台风研究和台风预报,本文针对两次再入海台风事件,均为当时模式预报不理想个例,运用WRF中尺度数值模式再模拟,并重点考虑几项模式中可调因子,探讨这些影响模式模拟与预测效果的因子在台风再入海阶段模拟中的作用。 台风0713号与0407号均为典型再入海台风,0713号在浙江东南登陆北上,从江苏北部再入海,进入黄海;0407号台风在浙江东北登陆后,很快就从杭州湾再入海,进入东海。本文以此两例台风为模拟对象,选取台风再入海阶段,考虑影响台风发展的上层热力因子—模式的云微物理过程,影响台风活动的下层热力因子——模式海表温度,以及对台风三维风场结构进行调试的的动力因子——模式台风Bogus方案。探讨这几项热动力影响因子对再入海台风路径及强度模拟效果的作用和预测能力。 论文设计比较了常用的过程不变海表温度(SST)与台风过程时变的曰平均和6小时变化SST效果:模式中微物理方案PLIN和WSM6的比较,它们在台风庞大云体高层冰雪相的动力特征设计方面有差异,冰雪相变将造成云中潜热差异;模式Bogus方案改变模式初始风压场环境,从动力学角度影响台风结构与演变。通过对这几种影响因子的对应配置数值试验,探讨动力、热力影响因子对台风路径和强度数值模拟的综合效果。即它们对再入海台风的路径和强度模拟造成的影响。 多项成组试验显示,鉴于台风登陆后再入海阶段仅十几或几十小时,过程变化的SST场的使用能够更好地诊断和模拟台风海气相互作用,改善对再入海台风路径与强度的预测,其中又以6小时时间变化的SST效果更明显。采用微物理过程WSM6方案给出的结果,对0713号台风从路径、气压、风力、以及感热和潜热等方面进行综合归纳,比PLIN方案更优一些。而对0407号再入东海台风的模拟,微物理过程PLIN方案给出的路径效果较好,WSM6方案给出的综合效果较好。加入WRF自带的Bogus方案的环流动力调整因子的试验显示,对于0713号台风而言,Bogus方案在台风路径的模拟方面有明显改善,对过程时变的SST海温场也是敏感的,与热力影响因子WSM6的配置更好些。但对0407号台风的模拟,Bogus方案的效果不显著。模拟出的台风再入海阶段的海气界面感热与潜热空间分布显示,正的感热高值区为台风生存提供能量,并对台风移动有较好的指示性;台风潜热高值区位于台风风力辐合增强区,此处潜热高值区与台风结构配合,对再入海台风活动的持续有正贡献。


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