利用高分辨率模式輸出資料,診斷分析強垂直風(fēng)切變環(huán)境下颶風(fēng)Bonnie（1998）中風(fēng)暴相對螺旋度的分布特征,再現(xiàn)了Molinari等（2008）利用下投式探空儀獲得的該颶風(fēng)內(nèi)部風(fēng)暴相對螺旋度的離散觀測結(jié)果。通過對比不同垂直風(fēng)切變環(huán)境下,不同區(qū)域風(fēng)暴的相對螺旋度、對流有效位能及風(fēng)速的水平分布,揭示出與高值風(fēng)暴相對螺旋度相聯(lián)系的強對流單體的分布與環(huán)境垂直風(fēng)切變的密切聯(lián)系�；陲L(fēng)暴相對螺旋度和對流有效位能的配置分析,研究強環(huán)境垂直風(fēng)切變時段,眼壁附近的深厚渦旋對流以及螺旋雨帶中的小型對流單體的三維結(jié)構(gòu)和演變特征。分析表明,環(huán)境垂直風(fēng)切變較強時,在眼壁附近的順切變區(qū)存在典型的深厚渦旋對流系統(tǒng),這類深厚渦旋系統(tǒng)能夠激發(fā)二級垂直環(huán)流,有利于旋轉(zhuǎn)上升運動的維持,并在近眼心區(qū)域引發(fā)補償性的干暖下沉氣流,有助于颶風(fēng)暖心的維持和加強;同時,螺旋雨帶中也存在以渦度為特征的小型對流單體,這些對流單體隨著平流不斷移入颶風(fēng)中心,使得颶風(fēng)中心垂直渦度增加,最終導(dǎo)致颶風(fēng)強度的增強。 

【文章來源】：熱帶氣象學(xué)報. 2015,31(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

颶風(fēng)Bonnie在8月23—25日觀測信息[28]

/s2的大值中心主要集中在兩個區(qū)域，一個在DL和UL的RMW附近，對應(yīng)于眼心東北部的眼壁區(qū)；另一個在DL和UL半徑100~200km范圍內(nèi)，對應(yīng)于該區(qū)域由多個深厚對流單體組成的螺旋雨帶，說明SREH的大值區(qū)與雷達(dá)反射率的高值區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系。由于暖心結(jié)構(gòu)的影響，眼心區(qū)出現(xiàn)CAPE的大值中心，而強對流發(fā)展區(qū)域由于強烈的上升運動導(dǎo)致對流有效位能釋放，對應(yīng)于CAPE的小值區(qū)，但在氣旋式基本流場的作用下，會把颶風(fēng)中心南部以及外圍螺旋雨帶積聚的高值CAPE向強對流區(qū)域輸送，因此，有利于UL和DL區(qū)域強對流的持續(xù)發(fā)展。圖3模式時段內(nèi)平均環(huán)境垂直風(fēng)切變值(黑實線，200~850hPa，單位：m/s)、950hPa層上最大風(fēng)速(灰虛線，單位：m/s)和中心最低氣壓(灰實線，單位：hPa)隨時間變化10m/s用灰短虛線標(biāo)出。右邊縱坐標(biāo)軸內(nèi)側(cè)表示最大風(fēng)速值，外側(cè)表示環(huán)境垂直風(fēng)切變值。時刻2，環(huán)境垂直風(fēng)切變方向未變，大小增至22.0m/s。隨著RMW收縮渦度圈也收縮，渦度增加，最大值出現(xiàn)在颶風(fēng)中心東北側(cè)的DL區(qū)內(nèi)，水平風(fēng)速值總體增加，輻合加劇，颶風(fēng)強度急劇增加，強對流和渦度水平結(jié)構(gòu)的非對稱性進(jìn)一步加強(圖4c)。王勇等[38]對臺風(fēng)“海棠”(2005)螺旋雨帶的非對稱性結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬和分析也指出，螺旋雨帶的非對稱結(jié)構(gòu)和發(fā)展與高低層垂直切變風(fēng)的高層輻散流場有關(guān)。值得注意的是，螺旋雨帶中出現(xiàn)明顯的正負(fù)渦度對，這是與一個個小型對流單體對應(yīng)的，將在第6部分詳細(xì)討論。SREH和CAPE的配置(圖4d)與時刻1類似，但兩者的量值大多比前時刻有明顯增大，SREH和CAPE最大值分別超過2500m2/s2和2000J/kg，說明颶風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)對流發(fā)展旺盛，強對流區(qū)(超過50dBz)的區(qū)域明顯擴(kuò)大。時刻3，環(huán)境垂直風(fēng)切變最弱，此時不需要分四個象限來討論。整個颶風(fēng)系統(tǒng)?

208熱帶氣象學(xué)報31卷方向上，出現(xiàn)貫穿整個對流層的強烈上升運動，其垂直速度最大值出現(xiàn)在對流層頂(300~200hPa)，達(dá)到10m/s以上，說明時刻1存在對流的爆發(fā)性增長。這種強烈的上升運動，伴隨著氣流渦旋性向上延伸，形成發(fā)展中的渦旋對流單體，同時在上升氣流兩側(cè)產(chǎn)生弱下沉運動，并在中低層形成二級垂直環(huán)流。其中上升氣流外側(cè)的下沉氣流使得低層RMW外側(cè)氣流出現(xiàn)明顯內(nèi)流，并在低層正渦度中心外側(cè)形成輻合條件，有利于渦度柱和強上升運動的維持；而內(nèi)側(cè)引發(fā)的補償下沉氣流會產(chǎn)生干暖空氣，對TC暖心的維持和加強有很大的貢獻(xiàn)。最近有研究表明[29,39-40]，在靜力平衡約束下，TC的暖心越強地面的氣壓下降得越低，從而增強颶風(fēng)強度。同時，這類強對流系統(tǒng)附近對應(yīng)有大量的SREH和CAPE(圖4b)，與Molinari等[28-29]研究結(jié)果吻合。圖43個典型時刻23日17:00(a、b)、24日05:00(c、d)和25日18:00(e、f)的850hPa的雷達(dá)回波(陰影，單位：dBz)和渦度(實線，單位：10-3s-1)(a、c、e)及0~3km的SREH(實線，單位：m2/s2)和CAPE(陰影，單位：J/kg)以及RMW(1km高度，白色環(huán)線)(b、d、f)坐標(biāo)軸單位：km。虛線箭頭為此時環(huán)境平均垂直風(fēng)切變矢量方向，并按此方向分別標(biāo)出DR、DL、UR和UL四個象限。12h后到時刻2，隨著環(huán)境風(fēng)切變量值增大，颶風(fēng)水平結(jié)構(gòu)的非對稱性愈明顯，眼壁和降水區(qū)都集中在DL象限。為了更直觀看出該區(qū)域的渦旋對流單體的結(jié)構(gòu)，我們將渦度與DL象限的渦

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3642601