【摘要】：熱帶氣旋過(guò)程涉及到海洋和大氣耦合相互作用,氣旋風(fēng)應(yīng)力引起表層水體流動(dòng)、海表溫度下降以及海表粗糙度變化,而上層海洋的變化又會(huì)對(duì)熱帶氣旋發(fā)展起到反饋?zhàn)饔?影響熱帶氣旋的強(qiáng)度和路徑。在大氣、海洋和波浪的數(shù)值模式中考慮大氣-海洋-海浪三者間的相互耦合作用,有助于提高熱帶氣旋過(guò)程中大氣、海洋和波浪的預(yù)報(bào)或后報(bào)精度。采用MCT耦合器、中尺度大氣模式WRF、三維非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格海洋模式FVCOM和第三代海浪模式SWAN已初步建立了大氣-海洋-波浪實(shí)時(shí)耦合模式,本文進(jìn)一步完善該模式,并將其應(yīng)用于實(shí)際臺(tái)風(fēng)過(guò)程的模擬。論文的主要內(nèi)容及結(jié)論為:1.對(duì)已有大氣-海洋-波浪實(shí)時(shí)耦合模式進(jìn)行了完善,WRF和FVCOM之間交換變量增加WRF模式的長(zhǎng)波輻射和短波輻射、感熱通量和潛熱通量、降水和蒸發(fā)、海表氣壓。分析積云參數(shù)化方案、微物理參數(shù)化方案和長(zhǎng)短波輻射方案對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和路徑模擬效果的影響。2.選擇合理WRF參數(shù),運(yùn)用耦合模式模擬2014年“威馬遜”和“海鷗”臺(tái)風(fēng)。“威馬遜”和“海鷗”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑模擬平均誤差分別小于50km和35km;模擬臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度先增大后減小的變化趨勢(shì)和實(shí)況一致。耦合模式能合理模擬臺(tái)風(fēng)過(guò)程風(fēng)場(chǎng)分布的偏右性。3.耦合模式能合理模擬臺(tái)風(fēng)過(guò)程海表溫度下降及其偏右性、流場(chǎng)和波浪場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)性和偏右性�！巴R遜”最大降溫約4°C,“海鷗”過(guò)程中臺(tái)風(fēng)路徑附近的深海洋面最大降溫約1.4°C。臺(tái)風(fēng)中心位于深海洋面時(shí),“威馬遜”過(guò)程臺(tái)風(fēng)中心附近流速可達(dá)2m/s,“海鷗”過(guò)程臺(tái)風(fēng)中心附近流速可達(dá)1.25m/s。臺(tái)風(fēng)中心位于深海洋面時(shí),“威馬遜”過(guò)程有效波高最大值為14.8m,“海鷗”過(guò)程有效波高最大值為13.4m。
[Abstract]:The process of tropical cyclone involves the coupling of ocean and atmosphere. The stress of gas cyclone causes the surface water flow, the sea surface temperature drops and the surface roughness changes, and the change of upper ocean will give feedback to the development of tropical cyclone. Affects the intensity and path of tropical cyclones. Considering the interaction between atmosphere, ocean and wave in the numerical model of atmosphere, ocean and wave is helpful to improve the prediction accuracy of atmosphere, ocean and wave in the process of tropical cyclone. Using MCT coupler, the mesoscale atmospheric model WRF, 3D unstructured ocean model FVCOM and the third generation ocean wave model SWAN have been preliminarily established, which is further improved in this paper. It is applied to the simulation of actual typhoon process. The main contents and conclusions are as follows: 1. The existing atmospheric ocean-wave real-time coupling model has been improved. The exchange variables between WRF and FVCOM increase the long-wave radiation and shortwave radiation, sensible heat flux and latent heat flux, precipitation and evaporation, and sea surface pressure of WRF model. The effects of cumulus parameterization scheme, microphysical parameterization scheme and short-wave radiation scheme on typhoon intensity and track simulation are analyzed. 2. Selecting reasonable WRF parameters, the coupling model was used to simulate the 2014 Typhoon Weimason and Seagull. The simulated average error of "Weimason" and "Seagull" typhoon track is less than that of 50km and 35km, respectively, and the variation trend of the simulated typhoon intensity first increases and then decreases, which is consistent with the actual situation. The coupling model can reasonably simulate the rightward distribution of typhoon wind field. 3. The coupled model can reasonably simulate the sea surface temperature drop and its rightward, the rotation and rightward of current field and wave field. The maximum cooling temperature of "Weimason" is about 4 擄C, and that of the deep-sea ocean surface near the typhoon track is about 1.4 擄C during the "seagull" process. When the typhoon center is located on the ocean surface of the deep sea, the velocity near the center of the typhoon can reach 2 m / s and the velocity near the center of the typhoon during the seagull process can reach 1.25 m / s. When the typhoon center is located on the ocean surface of deep sea, the maximum effective wave height of "Weimason" process is 14.8 m, and that of "seagull" process is 13.4 m.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P732.6

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本文編號(hào)：2323473