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台风环流区域涡量传播特征及Winnie台风登陆路径的数值研究

任健  
【摘要】: 台风路径突变和强度突变成为预测精度进一步改善的主要障碍。经过多年努力,国内外热带气旋数值预报模式的研制取得了长足的进展。与此同时,模式的一些缺陷也引起了普遍的注意。如何改进现有模式成为几次国际会议讨论的主要议题。上述突变和模式改进,是当前国内外台风界十分关注的两个方面的问题。 本文对这两个方面的相关问题进行了初步研究。研究内容分两个部分。 第一部分,在平流动力学框架内设计了一个极坐标准地转正压模式、一个直角坐标中准地转正压模式、一个准地转斜压模式、以及一个非定常台风环流条件下准地转正压涡度模式,对引起台风强度变化的不同物理过程进行了较系统的动力学研究。 第二部分,应用WRF模式对1997年11号强台风Winnie的登陆问题进行数值研究。 主要结果可以归纳如下: 在一定的参数范围,圆形切变基流可以使初始一波非对称结构轴对称化,也可以使外区的扰动涡量向内传播。径向平流在涡量内传过 摘要 程中起主要作用,扰动涡量的非线性平流可以加强涡量内传。内传的 涡量可以引起台风局域加强。 沿e方向的线性平流可使初始圆形的中尺度涡旋演变为狭长的 螺旋状的涡量带;沿径向线性平流的引进可使外区涡量向台风中心方 向传播。局域非线性平流使内传的涡量明显增多,台风明显加强。 非局域非线性平流的作用具有两重性:一方面,与线性情况相比, 可使内传涡量增加,这有利于台风增强;另一方面内传的涡量又破坏 了台风环流的同心圆结构,这使台风趋于减弱。此外,弱径向平流和 强径向平流条件下,台风强度变化的情况可以显著不同。 应用WRF V 1 .2版系统对1 997年登陆台风WINNIE进行了数值 预报模拟研究,结果表明,用通用陆面模式(CLM)对8月18日08 时初始场计算得到的WINNIE移动路径、登陆时间及地点(见图4.3) 比其它七个试验的计算结果更接近实际情况。表明WRF模式有较强 的预报模拟能力。 本文还着重讨论了上述结果在台风强度变化预测以及路径预测 方面的应用潜力。


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