平衡動力學(xué)一直被廣泛用于解釋熱帶氣旋增強(qiáng)的相關(guān)物理機(jī)制,但也有研究指出在邊界層內(nèi)部的氣旋增強(qiáng)并不能通過平衡動力學(xué)來解釋,而是地面摩擦及其相關(guān)的非平衡動力學(xué)的結(jié)果。為了弄清平衡和非平衡動力過程對熱帶氣旋增強(qiáng)的貢獻(xiàn),提高對熱帶氣旋增強(qiáng)機(jī)理的認(rèn)識,本論文利用高分辨率理想模式Tropical Cyclone Model（TCM,Version 4）分別分析了眼墻加熱場和地面摩擦對熱帶氣旋增強(qiáng)的作用,再次確定了平衡動力學(xué)在解釋熱帶氣旋增強(qiáng)的物理機(jī)制上的重要性,并且強(qiáng)調(diào)熱帶氣旋中加熱場和慣性穩(wěn)定性的徑向分布結(jié)構(gòu)是熱帶氣旋增強(qiáng)快慢以及尺度變化的主要原因。本文首先討論了邊界層內(nèi)部的地面摩擦及其導(dǎo)致的非平衡動力過程對熱帶氣旋增強(qiáng)的影響。結(jié)果表明地面摩擦可以有效地增強(qiáng)邊界層入流和最大風(fēng)速半徑的收縮,但增強(qiáng)入流導(dǎo)致的絕對角動量的增加不足以抵消地面摩擦自身造成的絕對角動量損耗,導(dǎo)致切向風(fēng)傾向在最大風(fēng)速半徑附近及最大風(fēng)速以外為負(fù)值,說明地面摩擦對熱帶氣旋增強(qiáng)的凈作用是負(fù)的。平衡動力學(xué)的診斷結(jié)果表明,熱帶氣旋對眼墻加熱場的平衡響應(yīng)是其增強(qiáng)的主要機(jī)制,地面摩擦引起的非平衡動力過程只是邊界層最大風(fēng)速半徑附近的切向風(fēng)調(diào)... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?１９８５－２００６年期間全球熱帶氣旋路徑分布圖，不同顏色代表不同的熱帶氣旋強(qiáng)度

?一旦熱帶氣旋生成，在有利環(huán)境的作用下，就會表現(xiàn)出強(qiáng)度增強(qiáng)（有時會突然增??強(qiáng)）、穩(wěn)定、衰減和消亡的過程（圖１．２）?（Ｗａｎｇ?ａｎｄ?Ｗｕ?２００４）。??＾?＾Ｐｒｅ－ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??Ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ?Ｄｅｃａｙｉｎｇ??￡?＼?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?Ｃｈａｎｇｅ?／??????［＿？?ｔ??Ｔｉｍｅ??圖１．２熱帶氣旋的生命周期概述。??熱帶氣旋登陸時，通常己經(jīng)相對成熟并達(dá)到一定的強(qiáng)度，給沿海地區(qū)人民生活帶??來一定的影響，所以關(guān)于熱帶氣旋強(qiáng)度和路徑的預(yù)報顯得尤為重要。由于衛(wèi)星和監(jiān)測??技術(shù)的發(fā)展，過去幾十年中對熱帶氣旋移動路徑的預(yù)報水平有了顯著提高。比如國家??氣象中心對熱帶氣旋２４小吋路徑預(yù)報的誤差從１９９９年的１５５?ｋｎｉ減小到２０１２年的約??１００?ｋｍ，同期的４８小時路徑誤差也從２６０?ｋｍ減小到１８５?ｋｍ。但是對于熱帶氣旋的強(qiáng)??度變化，特別是快速增強(qiáng)的預(yù)報，卻一直進(jìn)展緩慢（ＤｅＭａｒｉａｅｔａｌ．?２００５，?２００７；?Ｒｏｇｅｒｓ??ｅｔ?ａｌ．?２００６，?２０１３ｂ）。熱帶氣旋形成于熱帶洋面上，廣闊洋面上缺少足夠完備的觀測數(shù)據(jù)??以及對氣旋初期結(jié)構(gòu)的精確追蹤，都是強(qiáng)度預(yù)報誤差形成的重要原因。而對熱帶氣旋??內(nèi)部物理機(jī)制研宄的欠缺

??１．３研宄內(nèi)容??熱帶氣旋的增強(qiáng)快慢在不同個例中可以有很大的差別（圖１．５）。目前對熱帶氣旋??增強(qiáng)的物理機(jī)制的理解還有很多缺乏，熱帶氣旋的增強(qiáng)到底是外部強(qiáng)迫還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)??所至，學(xué)術(shù)上目前還存在很大的爭議。本論文將針對目前爭議比較大的“地面摩擦及其??引起的非平衡作用對熱帶氣旋增強(qiáng)的作用”為主題，利用理想數(shù)值模式，研宄熱帶氣旋??增強(qiáng)的平衡和非平衡動力學(xué)機(jī)制，并且通過分析眼區(qū)地表熵通量和初始渦旋風(fēng)場結(jié)構(gòu)??對熱帶氣旋增強(qiáng)的影響，進(jìn)一步探討熱帶氣旋增強(qiáng)的內(nèi)部物理機(jī)制。本論文擬回答以??下四個科學(xué)問題：ｉ）在對加熱無反饋的前提下，地面摩擦對熱帶氣旋加強(qiáng)的影響在動??力學(xué)上宄竟是正貢獻(xiàn)還是負(fù)貢獻(xiàn)？?ｉｉ）與地面摩擦有關(guān)的邊界層內(nèi)的非平衡動力學(xué)在熱??帶氣旋增強(qiáng)過程中到底起何作用？?ｉｉｉ）平衡動力學(xué)能否解釋熱帶氣旋眼區(qū)地表熵通量??對熱帶氣旋增強(qiáng)的影響？?ｉｖ）熱帶氣旋的初始結(jié)構(gòu)（如最大風(fēng)速半徑的大小，眼區(qū)風(fēng)??場

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]全球變暖背景下我國熱帶氣旋災(zāi)害趨勢分析[J]. 張嬌艷,吳立廣,張強(qiáng).  熱帶氣象學(xué)報. 2011(04)



本文編號：3465051