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台湾岛周边海域台风海面风场及其模型化研究

陈德文  
【摘要】: 本论文利用1999~2005年QuikSCAT卫星遥感资料和JTWC整编的2001~2004年西北太平洋台风“最佳尺度”资料,分别对台风期间台湾岛周边海域海面风场演变特征及成因和西北太平洋最大风速半径R max进行了较为细致地研究。基于以上研究,建立了一个较适合于台湾岛周边海域的台风风场模型,并将其运用于风场和风暴潮的数值模拟。其主要结论如下: (1)台风期间台湾海峡内提前出现大风天气,中央山脉两侧形成背风槽(或诱生低压),中央山脉南北两端下风面形成“角流”,为地形对台风风场影响的显著特征。地形的影响与台风中心位置、台风强度和尺度等有较大关系,与台风路径关系不大。此外,大尺度气候背景场,如东北季风,对台风风场结构亦有明显影响。 (2)西北太平洋73%的R max位于28~56公里,其出现概率的峰值位于37公里,平均值略大为47公里; R max随最大风速V max增大呈减小趋势且分布范围也趋于集中;排除小概率后的R max与V max拟合效果较好。 (3)在模型化方面,考虑到台湾海峡周边海域特殊的地形对台风风场结构的影响,本文还在理想模型的基础上分别建立了风向和风速修正模块。风向修正反映了地形“分流影响”、“阻挡影响”对海峡周边海域风向的作用;风速修正体现了“狭管”效应、中央山脉动力阻挡强迫等地形作用导致的风速加强效应。 (4)总体上,模拟风场较好地反映出了台湾海峡附近海域地形的影响,其与遥感风场的形态大致相同。福建沿海风暴增水后报模拟效果较好,所有站次平均绝对误差MAE的总平均值为19.1厘米,其中79%的站次的MAE小于等于20厘米区间;68%的站次的最大增水误差MSE位于-20~20厘米区间,从而说明风场模型在风暴潮模型中具有较好适用性。


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