云凝結核濃度對不同強度南海熱帶氣旋強度影響的個例模擬研究
發(fā)布時間:2021-04-07 20:43
利用云分辨天氣研究和預報模式(CR-WRF)模擬在清潔大氣和污染大氣下,氣溶膠的云凝結核作用對不同強度南海熱帶氣旋(TC)的強度變化影響,對比分析了動力結構和微物理結構的變化。(1)在污染大氣環(huán)境中,更多氣溶膠能進入到弱TC內部云帶區(qū),并充當凝結核作用,TC內部各相態(tài)水凝物含量都有明顯增多,釋放潛熱有利于TC內部的對流發(fā)展,弱TC中心海平面氣壓下降,強度加強。(2)在污染大氣環(huán)境中,氣溶膠主要影響強TC的外部螺旋云帶區(qū);外部云帶區(qū)各相態(tài)水凝物增多,釋放潛熱有利于該處對流的發(fā)展;外部云帶區(qū)對流與云墻區(qū)內對流形成競爭,導致入流減弱,云墻區(qū)內上升運動減弱,強TC中心海平面氣壓上升,強度減弱。
【文章來源】:熱帶氣象學報. 2020,36(04)北大核心CSCD
【文章頁數】:10 頁
【部分圖文】:
模式水平嵌套設置以及模擬時段內每6小時一次“巨爵”(a)與“天兔”(b)的實況(實心圓)、C試驗(空心圓)和P試驗(正方形)路徑對比
圖2為TC個例中心最低海平面氣壓隨時間變化的模擬結果對比圖。由于模式輸入的初始場為粗分辨率的再分析數據插值所得,一般來說,模擬結果前24小時都會作為起動時間。在第25—37時次間,弱TC兩個試驗的中心最低氣壓差值迅速拉大,P試驗TC中心最低氣壓較C試驗平均低11.1 h Pa。強TC兩個試驗差距相對穩(wěn)定,P試驗比C試驗最低氣壓平均高6.6 h Pa,說明氣溶膠濃度增大,弱TC強度增強,強TC強度減弱,這與大部分關于氣溶膠對強TC強度影響的研究結果是一致的。為減少邊界和陸地的摩擦力作用影響,下文選取兩個TC半徑180 km范圍內受第三重嵌套邊界影響之前的時次,即“巨爵”取第31個時刻(31小時)、“天兔”取第28個時刻(28小時)的模擬結果作分析。圖3給出強、弱TC海平面氣壓和近地面最大水平風速P、C試驗結果的差異變化沿臺風徑向分布圖。從海平面氣壓變化來看,弱TC整體海平面氣壓都有所下降,其中弱TC中心最低氣壓下降12.4 h Pa,遠離TC中心,氣壓下降幅度逐漸減小。強TC半徑30 km以內為增壓區(qū),中心最低氣壓上升5.2 h Pa,而半徑30 km以外為降壓區(qū),平均降壓幅度約為2 h Pa。這表明氣溶膠增加后,弱TC內部氣壓顯著下降;強TC內部氣壓明顯上升,外部氣壓有所下降,整體氣壓梯度減小。
從近地面水平風速變化來看,弱TC整體風速明顯加大,TC半徑10 km以外風速都有5 m/s以上的增幅,其中在半徑30 km附近風速增幅最大,最大達9.7 m/s。強TC中心風速增強最明顯,增幅為5.5 m/s。強TC半徑10~70 km之間風速明顯減弱,半徑70 km以外風力有微增。這表明氣溶膠增加后,弱TC整體風力顯著加大;強TC眼區(qū)的靜小風特征減弱,中心附近最大風力明顯減小,外部風力略有加大。3.2 動力結構對比
【參考文獻】:
期刊論文
[1]積云對流參數化對東亞近海熱帶氣旋活動模擬的影響[J]. 輔天華,陳海山,曾智華,徐明. 熱帶氣象學報. 2020(02)
[2]氣溶膠對臺風“天兔”中閃電的影響[J]. 眭敏,劉宇迪,楊桃進. 熱帶氣象學報. 2017(05)
[3]利用WRF-Chem模式模擬分析人為氣溶膠對臺風Fitow(1323)強度及降水的影響[J]. 沈新勇,姜曉岑,柳笛,祖繁,樊曙先. 大氣科學. 2017(05)
[4]夏季硫酸鹽和黑碳氣溶膠對中國云特性的影響[J]. 尚晶晶,廖宏,符瑜,楊青. 熱帶氣象學報. 2017(04)
[5]深圳市局地PM2.5污染事件的時空特征及典型背景環(huán)流分析[J]. 張麗,李磊,張立杰,譚明艷,鐘雪平. 環(huán)境科學學報. 2018(01)
[6]氣溶膠對熱帶氣旋強度及電過程影響的數值模擬研究[J]. 趙鵬國,銀燕,肖輝,康漢青. 氣象科學. 2016(01)
[7]背景場云凝結核濃度對理想熱帶氣旋強度的影響[J]. 楊玉華,陳葆德,王斌,王曉峰,張蕾,王平,許曉林,黃偉. 高原氣象. 2015(05)
[8]西北太平洋與南海熱帶氣旋活動季節(jié)變化的差異及可能原因[J]. 郝賽,毛江玉. 氣候與環(huán)境研究. 2015(04)
[9]背景云凝結核對臺風“莫拉克”降水微物理過程影響的數值研究[J]. 梁曉京,陳葆德,王曉峰. 熱帶氣象學報. 2013(05)
[10]一次熱帶氣旋外圍下沉氣流造成的珠三角地區(qū)連續(xù)灰霾天氣過程分析[J]. 夏冬,吳志權,莫偉強,譚浩波. 氣象. 2013(06)
本文編號:3124163
【文章來源】:熱帶氣象學報. 2020,36(04)北大核心CSCD
【文章頁數】:10 頁
【部分圖文】:
模式水平嵌套設置以及模擬時段內每6小時一次“巨爵”(a)與“天兔”(b)的實況(實心圓)、C試驗(空心圓)和P試驗(正方形)路徑對比
圖2為TC個例中心最低海平面氣壓隨時間變化的模擬結果對比圖。由于模式輸入的初始場為粗分辨率的再分析數據插值所得,一般來說,模擬結果前24小時都會作為起動時間。在第25—37時次間,弱TC兩個試驗的中心最低氣壓差值迅速拉大,P試驗TC中心最低氣壓較C試驗平均低11.1 h Pa。強TC兩個試驗差距相對穩(wěn)定,P試驗比C試驗最低氣壓平均高6.6 h Pa,說明氣溶膠濃度增大,弱TC強度增強,強TC強度減弱,這與大部分關于氣溶膠對強TC強度影響的研究結果是一致的。為減少邊界和陸地的摩擦力作用影響,下文選取兩個TC半徑180 km范圍內受第三重嵌套邊界影響之前的時次,即“巨爵”取第31個時刻(31小時)、“天兔”取第28個時刻(28小時)的模擬結果作分析。圖3給出強、弱TC海平面氣壓和近地面最大水平風速P、C試驗結果的差異變化沿臺風徑向分布圖。從海平面氣壓變化來看,弱TC整體海平面氣壓都有所下降,其中弱TC中心最低氣壓下降12.4 h Pa,遠離TC中心,氣壓下降幅度逐漸減小。強TC半徑30 km以內為增壓區(qū),中心最低氣壓上升5.2 h Pa,而半徑30 km以外為降壓區(qū),平均降壓幅度約為2 h Pa。這表明氣溶膠增加后,弱TC內部氣壓顯著下降;強TC內部氣壓明顯上升,外部氣壓有所下降,整體氣壓梯度減小。
從近地面水平風速變化來看,弱TC整體風速明顯加大,TC半徑10 km以外風速都有5 m/s以上的增幅,其中在半徑30 km附近風速增幅最大,最大達9.7 m/s。強TC中心風速增強最明顯,增幅為5.5 m/s。強TC半徑10~70 km之間風速明顯減弱,半徑70 km以外風力有微增。這表明氣溶膠增加后,弱TC整體風力顯著加大;強TC眼區(qū)的靜小風特征減弱,中心附近最大風力明顯減小,外部風力略有加大。3.2 動力結構對比
【參考文獻】:
期刊論文
[1]積云對流參數化對東亞近海熱帶氣旋活動模擬的影響[J]. 輔天華,陳海山,曾智華,徐明. 熱帶氣象學報. 2020(02)
[2]氣溶膠對臺風“天兔”中閃電的影響[J]. 眭敏,劉宇迪,楊桃進. 熱帶氣象學報. 2017(05)
[3]利用WRF-Chem模式模擬分析人為氣溶膠對臺風Fitow(1323)強度及降水的影響[J]. 沈新勇,姜曉岑,柳笛,祖繁,樊曙先. 大氣科學. 2017(05)
[4]夏季硫酸鹽和黑碳氣溶膠對中國云特性的影響[J]. 尚晶晶,廖宏,符瑜,楊青. 熱帶氣象學報. 2017(04)
[5]深圳市局地PM2.5污染事件的時空特征及典型背景環(huán)流分析[J]. 張麗,李磊,張立杰,譚明艷,鐘雪平. 環(huán)境科學學報. 2018(01)
[6]氣溶膠對熱帶氣旋強度及電過程影響的數值模擬研究[J]. 趙鵬國,銀燕,肖輝,康漢青. 氣象科學. 2016(01)
[7]背景場云凝結核濃度對理想熱帶氣旋強度的影響[J]. 楊玉華,陳葆德,王斌,王曉峰,張蕾,王平,許曉林,黃偉. 高原氣象. 2015(05)
[8]西北太平洋與南海熱帶氣旋活動季節(jié)變化的差異及可能原因[J]. 郝賽,毛江玉. 氣候與環(huán)境研究. 2015(04)
[9]背景云凝結核對臺風“莫拉克”降水微物理過程影響的數值研究[J]. 梁曉京,陳葆德,王曉峰. 熱帶氣象學報. 2013(05)
[10]一次熱帶氣旋外圍下沉氣流造成的珠三角地區(qū)連續(xù)灰霾天氣過程分析[J]. 夏冬,吳志權,莫偉強,譚浩波. 氣象. 2013(06)
本文編號:3124163
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