西北太平洋是熱帶氣旋活動(dòng)最頻繁的區(qū)域之一,平均每年約27個(gè)熱帶氣旋生成。數(shù)值模擬一直是預(yù)報(bào)熱帶氣旋活動(dòng)的主要手段,近年來也被廣泛應(yīng)用于熱帶氣旋氣候?qū)W的研究。然而,數(shù)值模式對(duì)氣候尺度上熱帶氣旋活動(dòng)的模擬能力仍存在較大的不確定性,模式物理過程參數(shù)化對(duì)熱帶氣旋活動(dòng)模擬的影響認(rèn)識(shí)還有待加強(qiáng)。本文較為系統(tǒng)評(píng)估了區(qū)域氣候模式CWRF中不同積云對(duì)流、云微物理、邊界層等物理過程參數(shù)化方案對(duì)1986年～2015年東亞近海熱帶氣旋的路徑、頻數(shù)及強(qiáng)度的模擬的可能影響。主要結(jié)論如下:1)CWRF模式總體模擬熱帶氣旋的強(qiáng)度偏弱,模擬的強(qiáng)熱帶氣旋個(gè)數(shù)偏少;模擬的熱帶氣旋生成個(gè)數(shù)在多數(shù)年份較觀測(cè)偏少,但大致能模擬出熱帶氣旋在不同月份的生成頻率分布;多數(shù)方案能模擬出菲律賓以北海域的熱帶氣旋活躍區(qū),但對(duì)南海海域的熱帶氣旋模擬較少。2)不同積云對(duì)流方案模擬的熱帶氣旋強(qiáng)度、頻數(shù)及空間分布差異明顯。KF方案模擬的熱帶氣旋強(qiáng)度偏強(qiáng)、個(gè)數(shù)偏多、與觀測(cè)的熱帶氣旋空間分布最接近且TS評(píng)分最高。綜合來看,KF方案在所有積云對(duì)流方案中模擬東亞近海熱帶氣旋的頻數(shù)、路徑及強(qiáng)度與觀測(cè)最接近。3)熱帶氣旋的強(qiáng)度對(duì)云微物理方案表現(xiàn)得不敏感,但熱帶... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究區(qū)域的選擇表2.1本研究中CWRF模式參數(shù)化方案的組合

南京信息工程大學(xué)學(xué)位論文16圖3.1不同積云對(duì)流參數(shù)化方案對(duì)熱帶氣旋的(a)近中心最大風(fēng)速頻率分布圖,(b)ACE指數(shù)的年際變化圖(單位：104m2s-2),(c)PDI指數(shù)的年際變化圖(單位：105m3s-2)。圖3.2給出的是觀測(cè)與模擬熱帶氣旋各自的風(fēng)壓關(guān)系，觀測(cè)的中心最小海平面氣壓與近中心最大風(fēng)速呈現(xiàn)的是近似直線的關(guān)系，而CWRF模式在模擬過程中也較好地再現(xiàn)了這一關(guān)系。然而，幾乎所有的方案在給定中心最小海平面氣壓后模擬偏弱的熱帶氣旋時(shí)模擬的近中心最大風(fēng)速都偏大，而隨著模擬的熱帶氣旋強(qiáng)度增強(qiáng)，模式模擬的近中心最大風(fēng)速在給定中心最小海平面氣壓時(shí)逐漸接近觀測(cè)的數(shù)值直至最終小于觀測(cè)的最大風(fēng)速值，這也是在近中心最大風(fēng)速頻率分布圖(圖3.1a)中模式模擬的頻率相比觀測(cè)更集中于近中心最大風(fēng)速值偏弱或適中區(qū)間的原因。從過往研究來看[14,84]，模式水平分辨

南京信息工程大學(xué)學(xué)位論文18圖3.2熱帶氣旋生命史中近中心最大風(fēng)速與中心最小海平面氣壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系,其中(a)ECP,(b)KF,(c)BMJ,(d)Grell,(e)Tiedtke,(f)NSAS,(g)Donner,(h)Emanuel。紅色實(shí)心點(diǎn)是模式各積云對(duì)流方案模擬的風(fēng)壓對(duì)應(yīng)關(guān)系，黑色（藍(lán)色）實(shí)線是用最小二乘法線性擬合得到的觀測(cè)（模擬）風(fēng)壓關(guān)系曲線。3.2對(duì)熱帶氣旋頻數(shù)模擬的影響圖3.3a給出的是觀測(cè)與模擬的熱帶氣旋生成頻數(shù)的時(shí)間序列，觀測(cè)的曲線大致呈現(xiàn)出的熱帶氣旋個(gè)數(shù)先減少后增加的趨勢(shì)，較為明顯的是1988年與1998年兩個(gè)谷值以及1994年與2004年兩個(gè)峰值，這在CWRF模式各積云對(duì)流方案模擬中也有體現(xiàn)�？偟膩砜�，模式各積云對(duì)流方案普遍在大多數(shù)年份中模擬的熱帶氣旋個(gè)數(shù)較觀測(cè)偏少，多數(shù)方案模擬的熱帶氣旋個(gè)數(shù)平均每年約在5~6個(gè)，但不同積云對(duì)流參數(shù)化方案模擬的差異較大。KF方案在大部分年份里均能模擬出超過10個(gè)熱帶氣旋，這在數(shù)值上與觀測(cè)最接近，而BMJ方案明顯模擬的熱帶氣旋個(gè)數(shù)偏少，在大部分年份內(nèi)僅模擬出了4個(gè)左右。此外，在個(gè)別年份KF方案模擬的熱帶氣旋個(gè)數(shù)多于觀測(cè)，這可能與區(qū)域的選擇有關(guān)。由于試驗(yàn)?zāi)M區(qū)域的限制，本研究?jī)H考慮了經(jīng)過東亞近海區(qū)域的熱帶氣旋，且根據(jù)熱帶氣旋識(shí)別的方法選取熱帶氣旋在該區(qū)域內(nèi)的生命史均超過2天以上，因此對(duì)經(jīng)過東亞近海但在該區(qū)域內(nèi)活動(dòng)時(shí)間未超過48小時(shí)的熱帶氣旋未進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可能會(huì)出現(xiàn)模式模擬的熱帶氣旋個(gè)數(shù)多于觀測(cè)的現(xiàn)象。圖3.3b給出的是觀測(cè)與模擬的熱帶氣旋在不同月份的生成頻率分布，觀測(cè)的熱帶氣旋個(gè)數(shù)從1月至8月呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，而從9月至12月呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)。所有的方案基本都能再現(xiàn)與觀測(cè)相似的頻率分布，生成頻率分布曲線的峰值出現(xiàn)在8月份，但全部方案都在8月份對(duì)熱帶氣旋生成頻率有明顯的高估，而除KF方案外其


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