目前國際上對熱帶氣旋的強度預報進展緩慢,而具有雙眼墻特征的強臺風在其眼墻替換過程中的強度變化是其中難點之一。為此,本研究將探究影響熱帶氣旋同心圓眼墻生成的環(huán)境要素和內(nèi)部動力學過程。采用美國威斯康星大學氣象衛(wèi)星研究合作院(CIMSS)提供的集成微波圖像(MIMIC)資料,普查2005-2014年西北太平洋地區(qū)具有雙眼墻結(jié)構(gòu)的強臺風個例,并利用聯(lián)合臺風預警中心(JTWC)的最優(yōu)路徑資料篩選出所有強臺風樣本,對比分析了有、無雙眼墻結(jié)構(gòu)的樣本和雙眼墻生成快、慢樣本的環(huán)境場和自身初始結(jié)構(gòu)差異,主要觀測統(tǒng)計結(jié)果總結(jié)如下:環(huán)境場要素對雙眼墻形成與否有重要的調(diào)制作用,而雙眼墻形成速率與自身結(jié)構(gòu)存在密切的關(guān)系。具體來說,環(huán)境場相對濕度越大,周圍海溫越高,初始渦旋尺度越大,雙眼墻越容易生成;初始渦旋尺度越大,雙眼墻生成越快。初始渦旋結(jié)構(gòu)不僅影響雙眼墻形成速度,而且在眼墻替換期間導致臺風結(jié)構(gòu)及強度變化存在差異�？偟膩碚f,初始渦旋尺度越大,生成的外眼墻位置距離臺風中心越遠,眼墻替換持續(xù)時間越長,眼墻替換前后強度變化越明顯�；谏鲜鲇^測事實,本工作著重探討雙眼墻形成對熱帶氣旋初始風廓線的敏感性。為此,構(gòu)造具有不同初始渦旋結(jié)構(gòu)尺度的渦旋,驗證觀測結(jié)果。數(shù)值試驗結(jié)果表明,初始渦旋尺度越大,雙眼墻越容易生成,生成位置距離臺風中心越遠。進一步診斷分析表明:邊界層非平衡作用和自由大氣中平衡動力過程共同導致了外眼墻的生成。理想試驗結(jié)果驗證了觀測事實,并揭示了雙眼墻形成過程中可能的物理機制,這些可以為將來的臺風業(yè)務預報提供一定的理論依據(jù)。
【學位單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：P732.4
【部分圖文】：

以此驗證觀測統(tǒng)計結(jié)果的可靠性，最后利用模式結(jié)果分析可能的物理機??制。??圖２．１給出了?ＭＩＭＩＣ衛(wèi)星資料揭示的２００６年強臺風Ｃｈａｎｃｈｕ的雙眼墻生??成消亡過程。該資料時間精度較高，１５分鐘輸出一次，能夠較為準確的抓住熱??帶氣旋發(fā)展過程中的對流活動特性，幫助理解眼墻的變化。利用該資料可以建??立一系列臺風雙眼墻結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)，如：雙眼墻形成時刻；形成地點（經(jīng)、??祎度）；內(nèi)、外眼墻半徑；眼墻之間的寬度（ｍｏａｔ寬度）；眼墻替換過程持續(xù)時??間等。??７??

第三章熱帶氣旋同心圓雙眼墻的相關(guān)統(tǒng)計結(jié)果分析??ａ）相對濕度??圖３．１給出了兩組樣本合成的相對濕度距平值隨高度的變化趨勢。由圖可??見，具有同心圓眼墻的樣本，基本上整個對流層的環(huán)境場相對濕度要高于沒有??同心圓眼墻的樣本。具體來說，對流層中高層兩者相對濕度之差大于４％，兩??者最大差值（９％）出現(xiàn)在４００?ｈＰａ。兩組樣本的相對濕度差異通過ａ?＝〇．〇１的顯??著性檢驗�？梢�，環(huán)境場相對濕度可以影響同心圓眼墻是否生成。環(huán)境場相對??濕度越大，越利于臺風同心圓眼墻生成。這與Ｇｅ（２０１５）的理想實驗結(jié)果一致。??數(shù)值試驗表明當水汽充足時，熱帶氣旋區(qū)域強對流活動活躍。外圍雨帶中的潛??熱加熱致使氣旋性ＰＶ分布徑向擴大，導致切向風場也不斷外擴（Ｈｉｌｌ?ａｎｄ??Ｌａｃｋｍａｎ，?２００９）。隨著切向風場的不斷外擴，邊界層不平衡作用導致外圍超梯??度風生成進而激發(fā)強對流活動（Ｈｕａｎｇ?ｅｔａｌ．

ｂ）?ＳＳＴ??類似地，以熱帶氣旋所在位置為（０，０）點，比較兩組樣本在１０００?ｋｍＸ??１０００?ｋｍ正方形區(qū)域內(nèi)海溫的差異（圖３．２）。顯而易見，具有同心圓眼墻生??成的樣本的環(huán)境海溫偏高，中心位置偏高１?Ｋ；沒有同心圓眼墻生成的樣本環(huán)??境海溫較平均場偏低（－０．４?Ｋ），說明周圍海溫越高，越利于同心圓眼墻的生??成。此外，有同心圓眼墻的海溫距平自南向北迅速增加；無同心圓眼墻生成的??海溫則呈現(xiàn)相反的現(xiàn)象，等距平海溫線較為稀疏，即海溫梯度較小，自南向北??海溫距平減小。鑒于大多數(shù)熱帶氣旋向西北方向移動，因此若在移動過程中海??溫偏高，可以從洋面得到更多的熱量從而有利于臺風的快速增長。同時，同心??圓眼墻往往出現(xiàn)在強臺風個例中。因此，環(huán)境場海溫較高，有利于同心圓眼墻??的形成。??／??（ａ）ＳＥ（３５）??（ｂ）ＮＯ－ＳＥ（ｌＱＯ）???一５?＼｜?ｉ?■?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?＾?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??－５?－４?－３?－２?－１?０?１?２?３?４?５?－５?－４?－３?－２?－１?０?１?２?３?４?５??ｄｉｓｔａｎｃｅ／?１００ｋｍ??圖３．２有（左）、無（右）雙眼墻樣本的熱帶氣旋合成海溫場的距平對比??Ｃ）熱帶氣旋移速??對于快速增長臺風
【參考文獻】

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本文編號：2844233