過去三十年中,熱帶氣旋的強度預報進展緩慢。環(huán)境與熱帶氣旋之間的相互作用是影響熱帶氣旋強度變化的重要物理過程,給強度預報帶來了較大的不確定性。其中,垂直風切變是造成熱帶氣旋強度變化的一個重要環(huán)境因子。垂直風切變通常會造成熱帶氣旋內(nèi)核區(qū)域較強的非對稱結構,改變渦旋的動力結構與熱力結構,從而影響熱帶氣旋強度。研究表明,熱力學結構的演變,與熱帶氣旋的強度變化有著緊密的聯(lián)系。因此,理解垂直風切變引起熱帶氣旋熱力學結構的演變的物理機制是進一步提高熱帶氣旋強度變化機理研究的重要途徑。熱帶氣旋從洋面上獲取能量并通過“熱機”轉化為自身發(fā)展的動能。其中,熵是描述這一物理過程的重要的熱力學變量。在真實大氣中,熱帶氣旋的發(fā)展包含較復雜的冰相過程,因此有必要尋找完整描述非平衡相變條件下包含冰相過程的熵的表達式,為討論熱帶氣旋的熱力學演變特征提供較方便的診斷分析方法。本文從熱力學基本定律出發(fā),通過詳細分析相變過程中的熵的變化,給出了三種包含冰相過程的熵的表達式及其變化控制方程,結果表明包含冰粒子的氣塊的熵與氣塊中的干空氣和總的液態(tài)水物質的熵,相變過程中熱量的吸收與釋放,以及非平衡條件下水物質的化學勢變化有關;并證...

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1西風切變氣流下高低層環(huán)流之間相互作用對渦旋移動的影響示意圖(引自1995)e

假設熱帶氣旋低層為氣旋性環(huán)流，高層為反氣旋性環(huán)流，當不存在垂直風切??變時，高低層渦旋中心在垂直方向上保持一致。若此時加上西風垂直風切變，高??層的反氣旋性環(huán)流會向東平移，低層氣旋性環(huán)流相對高層環(huán)流而言則會向西平??移，高低層環(huán)流的中心在垂直方向上不再重合。如果熱帶氣旋的影響范圍....

圖１．３垂直風切變導致等熵面傾斜造成非對稱垂直運動的示意圖（引自Ｊｏｎｅｓ（１９９５）圖４ａ）？??

??圖１．２垂直風切變影響下，加熱區(qū)域的ＰＶ通量垂直示意圖（ａ），及低層產(chǎn)生的ＰＶ擾動異常??的水平分布（ｂ）。對流系統(tǒng)由圖（ａ）中的云狀區(qū)域及圖（ｂ）中的虛線所示。圖（ａ）中垂直風切變方??向由內(nèi)指向外，圖（ｂ）中垂直風切變方向指向右（西風切變）（引自Ｗａｎｇ和Ｈｏｌｌａｎｄ?....

圖１．４垂直風切變影響下，熱成風平衡調(diào)整時造成非對稱垂直運動以及相應溫度場異常的示??意圖（引自?Ｊｏｎｅｓ?（１９９５）圖?４ｂ，?ｃ）

??圖１．２垂直風切變影響下，加熱區(qū)域的ＰＶ通量垂直示意圖（ａ），及低層產(chǎn)生的ＰＶ擾動異常??的水平分布（ｂ）。對流系統(tǒng)由圖（ａ）中的云狀區(qū)域及圖（ｂ）中的虛線所示。圖（ａ）中垂直風切變方??向由內(nèi)指向外，圖（ｂ）中垂直風切變方向指向右（西風切變）（引自Ｗａｎｇ和Ｈｏｌｌａｎｄ?....

圖１．６強風切變導致渦旋增強的概念模型（引自Ｎｇｕｙｅｎ和Ｍｏｌｉｎａｒｉ?（２０１２）圖１２）

＇Ｓｔｏｒｍ?ｍｏｔｉｏｎ＾?ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ?Ｉ，ｏｒ＜?；?Ｊ?Ｘ??＾?＇?ｖｅｃｔｏ＾＾＾?ｓｔｏｒｍ?ｍｏｔｉｏｎ?ｙ?？?Ｊ??圖１．６強風切變導致渦旋增強的概念模型（引自Ｎｇｕｙｅｎ和Ｍｏｌｉｎａｒｉ?（２０１２）圖１２）。??１．４．２渦旋的減弱??（１）

本文編號：3964720