云輻射強(qiáng)迫效應(yīng)對熱帶氣旋的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-12-18 00:34
為研究云輻射強(qiáng)迫效應(yīng)對熱帶氣旋的發(fā)展和結(jié)構(gòu)的影響,本文利用高分辨率中尺度WRFARW模式,通過改變云輻射強(qiáng)迫(CRF)參數(shù)(icloud=0或1)進(jìn)行一系列敏感性數(shù)值試驗(yàn)。數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果表明,熱帶氣旋發(fā)展和結(jié)構(gòu)對模式中云輻射強(qiáng)迫效應(yīng)存在一定的敏感性。在考慮云的輻射強(qiáng)迫作用情形下,熱帶氣旋不僅發(fā)展速度較快,而且對熱帶氣旋的結(jié)構(gòu)與尺度也存在一定的影響。即在考慮云的輻射強(qiáng)迫效應(yīng)情形下,熱帶氣旋在成熟階段表現(xiàn)為內(nèi)區(qū)眼區(qū)增大、外圍尺度變大。通過一系列細(xì)致的動力和熱力學(xué)診斷分析表明,CRF通過改變了熱帶對流云系中垂直輻射分布,即改變大氣靜力穩(wěn)定度來影響對流活動的強(qiáng)度和分布。具體來說,在熱帶氣旋的發(fā)展階段,熱帶氣旋內(nèi)區(qū)對流云區(qū)云頂?shù)膹?qiáng)烈輻射冷卻作用和云層內(nèi)部的輻射增溫過程降低了熱帶氣旋(特別是中上層)的靜力穩(wěn)定度;與此相應(yīng),熱帶氣旋區(qū)域易激發(fā)出更活躍對流活動,而強(qiáng)對流活動不僅利于熱帶氣旋發(fā)展,且利于熱帶氣旋尺度的增大。此外,我們進(jìn)行了云輻射強(qiáng)迫對云物理方案的敏感性試驗(yàn),模式結(jié)果證實(shí)了上述結(jié)論。鑒于云輻射強(qiáng)迫對熱帶氣旋的影響,這就要求在熱帶氣旋數(shù)值預(yù)報(bào)中需要重視云輻射強(qiáng)迫效應(yīng)。
【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:57 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1?WSM6方案兩組熱帶氣旋(實(shí)線為考慮CRF的TC,虛線為未考慮CRF的TC)中也最化??海平面氣壓場(單位:hPa)??Fig.3.1?Time?evolution?of?tropical?cyclone?inknsity?i*eprese?打化?d?by?minimum?central?pressure?of??two?ideal?experiment?in?WSM6?MPs?(unit:?hPa)?
內(nèi)核(從TC中也18化m為半徑的圓范圍)在快速發(fā)展階段的蘭個(gè)不同時(shí)次的??垂直對流個(gè)數(shù)的頻數(shù)?CFAD?(contoured?frequenc^y?by?ahitude?diagrams,?Yuter?and??Houze,1995)(圖3.6)。這類圖的目的是為了呈現(xiàn)出不同垂直速度的值出現(xiàn)的??頻率在高度上的分布。圖3.6中,X軸表示垂直速度的值,陰影表示了垂直速度??的值的頻率。CFAD表示的是對流系統(tǒng)的總體屬性,而不是某對流實(shí)體的特性。??在熱帶氣旋的內(nèi)核區(qū)上升氣流和下沉氣流均很明顯,但上升運(yùn)動起著主導(dǎo)作用??(Nolan,?2007)。垂直速度數(shù)值多集中在-1.5?m/s到1.5?m/s之間。隨著熱帶氣??旋的發(fā)展,內(nèi)核區(qū)上升氣流明顯增強(qiáng),高于1.5?m/s的值顯著增多。對比??W6-CRFON和W6-CRFOFF兩個(gè)熱帶氣旋的CFAD我們可W發(fā)現(xiàn):在相同時(shí)次??下,在熱帶氣旋的內(nèi)核區(qū),W6-CRFON較W6-CRFOFF有更為明顯的上升和下??沉氣流;隨著熱帶氣旋的發(fā)展W6-C艮FON內(nèi)核區(qū)下沉氣流增長更為迅速
?—6?—5?—4?—3?—8?-1?'?^??radUthre?he*山ig(k/d巧)?radiati巧?heatiiig(k/d巧)?radiaitive?he*ting(k/d巧?>??圖3.5WSM6方案兩組TC?(紅線為考慮了?CRF的TC;藍(lán)線為未考慮CRF的TC)第3天??內(nèi)區(qū)區(qū)域平均福射加熱的垂畝廓線(a)氏波嬌射;(b)短波福射;(C)凈福射(單位;k/day)??Fig.3.5?Vertical?profiles?of?ra出ative?heating?from?(a)?longwave?radiation;?(b)?shortwave?radiation;??(c)打et?ra出ation,averaged?over?the?iimermost?domain?on?day?4?of?two?ideal?experiment?i打?WSM6??MPs?(unit:?k/day)??為了驗(yàn)證這種說法,我們統(tǒng)計(jì)了?W6-CRFON和W6-CRFOFF兩個(gè)熱帶氣旋??內(nèi)核(從TC中也18化m為半徑的圓范圍)在快速發(fā)展階段的蘭個(gè)不同時(shí)次的??垂直對流個(gè)數(shù)的頻數(shù)?CFAD?(contoured?frequenc^y?by?ahitude?diagrams,?Yuter?and??Houze,1995)(圖3.6)。這類圖的目的是為了呈現(xiàn)出不同垂直速度的值出現(xiàn)的??頻率在高度上的分布。圖3.6中,X軸表示垂直速度的值,陰影表示了垂直速度??的值的頻率。CFAD表示的是對流系統(tǒng)的總體屬性,而不是某對流實(shí)體的特性。??在熱帶氣旋的內(nèi)核區(qū)上升氣流和下沉氣流均很明顯,但上升運(yùn)動起著主導(dǎo)作用??(Nolan
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]颶風(fēng)Bonnie發(fā)生發(fā)展過程中的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)變化和慣性穩(wěn)定度分析[J]. 李杭玥,王詠青,辛辰. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]Impacts of the Diurnal Cycle of Radiation on Tropical Cyclone Intensification and Structure[J]. GE Xuyang,MA Yue,ZHOU Shunwu,Tim LI. Advances in Atmospheric Sciences. 2014(06)
[3]季風(fēng)渦旋影響西北太平洋臺風(fēng)生成初步分析[J]. 李肖雅,吳立廣,宗慧君. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]TROPICAL CYCLONE GENESIS EFFICIENCY:MID-LEVEL VERSUS BOTTOM VORTEX[J]. 葛旭陽,李天明,彭順臺. Journal of Tropical Meteorology. 2013(03)
[5]東風(fēng)和西風(fēng)切變環(huán)境下西北太平洋熱帶氣旋快速增強(qiáng)特征的對比[J]. 王偉,余錦華. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]超強(qiáng)臺風(fēng)“梅花”非對稱結(jié)構(gòu)分析[J]. 翁之梅,唐楹,薛偉,嚴(yán)雷剛. 大氣科學(xué)研究與應(yīng)用. 2012(01)
[7]不同下墊面的熱帶氣旋強(qiáng)風(fēng)陣風(fēng)系數(shù)研究[J]. 陳雯超,宋麗莉,植石群,黃浩輝,秦鵬. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2011(11)
[8]新一代中尺度預(yù)報(bào)模式(WRF)國內(nèi)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王曉君,馬浩. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2011(11)
[9]An Overview of Research and Forecasting on Rainfall Associated with Landfalling Tropical Cyclones[J]. 陳聯(lián)壽,李英,程正泉. Advances in Atmospheric Sciences. 2010(05)
[10]我國臺風(fēng)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀及思考[J]. 許映龍,張玲,高拴柱. 氣象. 2010(07)
碩士論文
[1]垂直風(fēng)切變對大西洋颶風(fēng)波尼(1998)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的影響[D]. 沈陽.南京信息工程大學(xué) 2012
[2]陸面過程對臺風(fēng)殘渦維持和降水的影響[D]. 魏娜.中國氣象科學(xué)研究院 2012
本文編號:3541267
【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:57 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1?WSM6方案兩組熱帶氣旋(實(shí)線為考慮CRF的TC,虛線為未考慮CRF的TC)中也最化??海平面氣壓場(單位:hPa)??Fig.3.1?Time?evolution?of?tropical?cyclone?inknsity?i*eprese?打化?d?by?minimum?central?pressure?of??two?ideal?experiment?in?WSM6?MPs?(unit:?hPa)?
內(nèi)核(從TC中也18化m為半徑的圓范圍)在快速發(fā)展階段的蘭個(gè)不同時(shí)次的??垂直對流個(gè)數(shù)的頻數(shù)?CFAD?(contoured?frequenc^y?by?ahitude?diagrams,?Yuter?and??Houze,1995)(圖3.6)。這類圖的目的是為了呈現(xiàn)出不同垂直速度的值出現(xiàn)的??頻率在高度上的分布。圖3.6中,X軸表示垂直速度的值,陰影表示了垂直速度??的值的頻率。CFAD表示的是對流系統(tǒng)的總體屬性,而不是某對流實(shí)體的特性。??在熱帶氣旋的內(nèi)核區(qū)上升氣流和下沉氣流均很明顯,但上升運(yùn)動起著主導(dǎo)作用??(Nolan,?2007)。垂直速度數(shù)值多集中在-1.5?m/s到1.5?m/s之間。隨著熱帶氣??旋的發(fā)展,內(nèi)核區(qū)上升氣流明顯增強(qiáng),高于1.5?m/s的值顯著增多。對比??W6-CRFON和W6-CRFOFF兩個(gè)熱帶氣旋的CFAD我們可W發(fā)現(xiàn):在相同時(shí)次??下,在熱帶氣旋的內(nèi)核區(qū),W6-CRFON較W6-CRFOFF有更為明顯的上升和下??沉氣流;隨著熱帶氣旋的發(fā)展W6-C艮FON內(nèi)核區(qū)下沉氣流增長更為迅速
?—6?—5?—4?—3?—8?-1?'?^??radUthre?he*山ig(k/d巧)?radiati巧?heatiiig(k/d巧)?radiaitive?he*ting(k/d巧?>??圖3.5WSM6方案兩組TC?(紅線為考慮了?CRF的TC;藍(lán)線為未考慮CRF的TC)第3天??內(nèi)區(qū)區(qū)域平均福射加熱的垂畝廓線(a)氏波嬌射;(b)短波福射;(C)凈福射(單位;k/day)??Fig.3.5?Vertical?profiles?of?ra出ative?heating?from?(a)?longwave?radiation;?(b)?shortwave?radiation;??(c)打et?ra出ation,averaged?over?the?iimermost?domain?on?day?4?of?two?ideal?experiment?i打?WSM6??MPs?(unit:?k/day)??為了驗(yàn)證這種說法,我們統(tǒng)計(jì)了?W6-CRFON和W6-CRFOFF兩個(gè)熱帶氣旋??內(nèi)核(從TC中也18化m為半徑的圓范圍)在快速發(fā)展階段的蘭個(gè)不同時(shí)次的??垂直對流個(gè)數(shù)的頻數(shù)?CFAD?(contoured?frequenc^y?by?ahitude?diagrams,?Yuter?and??Houze,1995)(圖3.6)。這類圖的目的是為了呈現(xiàn)出不同垂直速度的值出現(xiàn)的??頻率在高度上的分布。圖3.6中,X軸表示垂直速度的值,陰影表示了垂直速度??的值的頻率。CFAD表示的是對流系統(tǒng)的總體屬性,而不是某對流實(shí)體的特性。??在熱帶氣旋的內(nèi)核區(qū)上升氣流和下沉氣流均很明顯,但上升運(yùn)動起著主導(dǎo)作用??(Nolan
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]颶風(fēng)Bonnie發(fā)生發(fā)展過程中的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)變化和慣性穩(wěn)定度分析[J]. 李杭玥,王詠青,辛辰. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]Impacts of the Diurnal Cycle of Radiation on Tropical Cyclone Intensification and Structure[J]. GE Xuyang,MA Yue,ZHOU Shunwu,Tim LI. Advances in Atmospheric Sciences. 2014(06)
[3]季風(fēng)渦旋影響西北太平洋臺風(fēng)生成初步分析[J]. 李肖雅,吳立廣,宗慧君. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]TROPICAL CYCLONE GENESIS EFFICIENCY:MID-LEVEL VERSUS BOTTOM VORTEX[J]. 葛旭陽,李天明,彭順臺. Journal of Tropical Meteorology. 2013(03)
[5]東風(fēng)和西風(fēng)切變環(huán)境下西北太平洋熱帶氣旋快速增強(qiáng)特征的對比[J]. 王偉,余錦華. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]超強(qiáng)臺風(fēng)“梅花”非對稱結(jié)構(gòu)分析[J]. 翁之梅,唐楹,薛偉,嚴(yán)雷剛. 大氣科學(xué)研究與應(yīng)用. 2012(01)
[7]不同下墊面的熱帶氣旋強(qiáng)風(fēng)陣風(fēng)系數(shù)研究[J]. 陳雯超,宋麗莉,植石群,黃浩輝,秦鵬. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2011(11)
[8]新一代中尺度預(yù)報(bào)模式(WRF)國內(nèi)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王曉君,馬浩. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2011(11)
[9]An Overview of Research and Forecasting on Rainfall Associated with Landfalling Tropical Cyclones[J]. 陳聯(lián)壽,李英,程正泉. Advances in Atmospheric Sciences. 2010(05)
[10]我國臺風(fēng)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀及思考[J]. 許映龍,張玲,高拴柱. 氣象. 2010(07)
碩士論文
[1]垂直風(fēng)切變對大西洋颶風(fēng)波尼(1998)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的影響[D]. 沈陽.南京信息工程大學(xué) 2012
[2]陸面過程對臺風(fēng)殘渦維持和降水的影響[D]. 魏娜.中國氣象科學(xué)研究院 2012
本文編號:3541267
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