發(fā)布時間：2021-03-05 11:37

　　基于一次成功的數(shù)值模擬和相關的敏感性試驗,對超強臺風鲇魚形成過程中的水汽演變以及海氣非線性反饋機制-WISHE（wind-induced surface heat exchange instability）機制的作用進行了探討.在"鲇魚"臺風形成過程中,對流活動具有顯著的日變化特征.與之相對應,臺風前期擾動中的總水汽含量呈現(xiàn)出振蕩式增長的特征.在淺對流活躍階段,臺風胚胎中的總水汽含量逐漸增加,而在深對流爆發(fā)和隨后的層云階段,總水汽含量迅速減小.在淺對流活躍階段,臺風前期擾動中總水汽含量的增加是大氣中水汽通量輻合和海洋蒸發(fā)的結果,其中,前者的貢獻遠大于后者.在深對流階段,由于水汽通量輻合以及海洋蒸發(fā)所貢獻的水汽之和略小于深對流引發(fā)的強降水引起的水汽消耗,因此,臺風前期擾動中的總水汽含量下降,但這一減少量小于淺對流階段總水汽含量的增量,正是通過幾次這樣的周期性變化,臺風前期擾動中的總水汽含量呈振蕩式增加,最終支持了臨近臺風形成時刻深對流的爆發(fā),導致了"鲇魚"臺風的生成.上述結果表明淺對流活動對于臺風前期擾動的增濕和深對流活動以及臺風形成具有重要貢獻.數(shù)值敏感性試驗表明,盡管海洋蒸發(fā)貢獻的水... 

【文章來源】：南京大學學報(自然科學). 2020,56(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

“鲇魚”臺風前期擾動中心區(qū)域中總水汽含量（CWV,粗實線,右坐標軸,單位：1012kg）和總水汽含量的變化率（WVT）以及水汽通量水平輻合項（HWVF）、海洋蒸發(fā)項（EV）、凝結項（NC,左坐標軸,單位：107kg?s-1）隨時間的變化（垂直虛線代表形成時間）；（b）“鲇魚”臺風前期擾動中心區(qū)域中對流頂出現(xiàn)在各高度的頻率（填色）、垂直質(zhì)量通量（線條，實線代表正值，虛線代表負值，值分別從0.0 1 kg?m-2?s-1和-0.0 1 kg?m-2?s-1開始，單位：kg?m-2?s-1，線條間隔為0.0 1 kg m-2?s-1. 對流頂高采用文獻[13]中對流頂高的定義）

相比于邊界層和對流層上層，對流層低層中的水汽含量相對大很多（圖3a）.由此可以推測，對流層低層的水汽含量的變化很大程度上決定了整層水汽含量的變化.圖3a與圖2a的對比證實了這一點，圖3a中，對流層低層中水汽含量的變化與整個大氣柱中總水汽含量的變化非常相似（圖2a）.圖3c顯示，自9日18時開始的對流層低層增濕最初主要是淺對流引起的垂直水汽凈輸送所致（9日18時至10日00時），而后是垂直水汽凈輸送和水平水汽通量輻合共同貢獻的結果（10日00時至10日12時）.10日12時之后隨著深對流的爆發(fā)，自500 h Pa向上的水汽垂直通量開始超過自850 h Pa向上的水汽垂直通量，這使得對流層低層的垂直水汽凈輸送項的貢獻逐漸減�。▓D4）.與此同時，深對流降水引起的水汽含量的損失顯著增加，這使得對流層低層水汽含量停止增加并開始稍稍減少直至11日02時達到極小值.上述過程同樣發(fā)生在下一次對流活動期間（11日04時至12日06時）.在12日06時之后，對流層低層中的水汽含量先是小幅度振蕩，然后急劇下降.這與整層氣柱的總水汽含量的變化相一致（圖2a），其原因也是由于深對流產(chǎn)生的大量凝結（圖2b和圖3c）消耗的水汽超過了垂直水汽凈輸送和水平水汽通量輻合的水汽，使得對流層低層中的水汽含量減少.在“鲇魚”臺風形成臨近時刻，對流層低層的水汽含量再次迅速增加，這歸因于對流引發(fā)的850 h Pa向上的垂直水汽通量的急劇增加（圖3c和圖4).相對于邊界層和對流層底層中水汽含量而言，對流層上層水汽含量非常少.總體而言，對流層上層在9日18時之后的幾次極大值均與深對流活動有很好的對應關系（圖3a和圖2b）.與邊界層和對流層低層不同，對流層上層中水汽通量的水平輻合項顯著小于垂直輸送項和凝結項.對流層上層水汽的主要源和匯分別是500 h Pa向上的垂直水汽通量輸送和深對流引發(fā)的凝結.這與前人的結果是一致的[27].

圖6 CTL(a),OFF(b),CAP5(c）試驗中擾動中心區(qū)域平均渦度隨時間的變化（單位：10-5s-1)圖9 與圖2a類似，但針對OFF(a）和CAP5(b)


本文編號：3065133