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台风涡旋自组织过程的研究

滕代高  
【摘要】: 涡旋自组织是2003年国际涡旋动力学会议的第一优先课题。在涡旋自组织动力学框架内,目前对双涡自组织过程、多涡自组织过程、不同初始涡参数对涡旋自组织的影响、多尺度涡旋自组织过程、涡旋自组织的可能机制,以及涡旋自组织过程的复杂性和多样性等的研究已取得了一系列的成果。在此基础上,本文通过数值试验和诊断分析方法对台风涡旋自组织过程做了进一步的研究。得到以下主要结果: 首先,用PSU/NCAR第五代中尺度数值天气预报模式MM5(V3),实施了10个数值试验。试验3中,没有引进一个半径为80km的小涡旋,两个初始分离的半径为500km的涡旋,一边互旋,一边相互排斥,两个涡中心之间的距离不断加大。试验8中,引进了一个半径为80km的小涡旋,其它条件同试验3,两个初始分离的涡旋一边互旋,一边相互逼近,经自组织形成了一个由内区和螺旋带组成的类似于台风环流的较大尺度的涡旋。 其次,选取近年来对我国造成重要影响的3个典型台风个例,分析涡旋自组织与台风形成的问题。3个台风个例的形成过程可以分为两类,其中,0505号台风“海棠”和0601号台风“珍珠”的形成主要是与双涡自组织有关;而0515号台风“卡努”的形成过程则与多涡自组织过程相联系。 第三,台风暴雨的增幅受诸多因素的影响,相应地对台风暴雨增幅的物理成因也存在多种解释。本文分析了涡旋自组织过程与0604号强热带风暴“碧丽斯”暴雨增幅的关系。得出:涡旋自组织是此次台风暴雨增幅的主要原因之一。 本文在涡旋自组织动力学框架内,基于已有研究成果,通过数值试验和诊断分析方法进一步研究了台风涡旋自组织的问题,所得结果在台风复杂精细结构理论的指引下对研究台风的形成以及台风暴雨增幅提供了一个新的思路。


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