本文關(guān)鍵詞：變性臺(tái)風(fēng)LUPIT爆發(fā)性發(fā)展的研究

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【摘要】：本文利用NCEP (National Centers for Environmental Prediction)供的FNL(Final Analyses)格點(diǎn)資料與大氣數(shù)值模式WRF (Weather Research Forecast Model)-3.4.1對(duì)2009年0920號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)LUPIT變性后再次爆發(fā)性發(fā)展的原因進(jìn)行了深入研究,詳細(xì)分析了熱帶氣旋變性為溫帶爆發(fā)性氣旋過(guò)程中的時(shí)空結(jié)構(gòu)特征和潛熱加熱對(duì)變性氣旋爆發(fā)性發(fā)展的影響。該熱帶氣旋于2009年10月15日18 UTC在菲律賓以東的西北太平洋洋面上生成,移動(dòng)路徑呈西北-東北走向。26日06UTC變性為溫帶氣旋后爆發(fā)性發(fā)展,最大加深率達(dá)到2.4貝吉隆,氣旋中心氣壓值最低達(dá)到955 hPa。該氣旋于30日12 UTC減弱消失,變性后整個(gè)過(guò)程歷時(shí)4天06小時(shí)。分析FNL資料發(fā)現(xiàn),在爆發(fā)性發(fā)展階段,200 hPa高空的輻散、500 hPa低渦的加強(qiáng)、低層水汽的輸送、位勢(shì)渦度的分布以及鋒面系統(tǒng)的斜壓性等諸多因素在不同階段影響著氣旋強(qiáng)度的變化：1.200 hPa高空急流促使氣旋加強(qiáng)主要在氣旋發(fā)展階段與成熟階段：發(fā)展階段與氣旋位于急流軸南側(cè)受高空強(qiáng)輻散作用有關(guān),成熟階段與氣旋位于急流出口區(qū)左側(cè)受高空強(qiáng)輻散影響。兩個(gè)階段均為高空輻散導(dǎo)致地面氣旋降壓,但造成輻散的原因各不相同。2.500 hPa低壓槽對(duì)氣旋加強(qiáng)的影響主要在初始階段與發(fā)展階段,不同階段影響特點(diǎn)不同：(1)初始階段,槽后冷平流隨高度減弱,有利于槽的發(fā)展加深,槽前正渦度平流增加,導(dǎo)致地面氣旋降壓。(2)發(fā)展階段,除了前期氣旋對(duì)應(yīng)低壓槽自身存在冷平流使海平面氣旋發(fā)展加強(qiáng)外,上游區(qū)域另一短波槽發(fā)展加深并與氣旋對(duì)應(yīng)低壓槽合并,槽的振幅大幅度加強(qiáng),槽中形成閉合低渦。氣旋所在位置上空正渦度平流隨時(shí)間增大,促使了氣旋的快速降壓。在發(fā)展階段的后期,氣旋位置逐漸向高空閉合低渦中心接近,對(duì)流層中下層渦度平流隨時(shí)間減小。但由于高空渦度平流隨高度增加使垂直上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),造成氣旋更快速的爆發(fā)性發(fā)展。3. PV (Potential Vorticity, PV)對(duì)于地面氣旋降壓的促進(jìn)作用主要在初始階段與發(fā)展階段。由于氣旋所在位置對(duì)應(yīng)高空的上游區(qū)域存在PV正異常,PV軸線由對(duì)流層低層至高層向西傾斜,有利于地面氣旋式環(huán)流加強(qiáng)。另一方面由于高空較大PV下傳,使得氣旋加強(qiáng)降壓。在成熟階段,PV軸線呈鉛直分布,有利于氣旋強(qiáng)度的維持。4.鋒面系統(tǒng)對(duì)氣旋的影響在初始階段與發(fā)展階段。除了鋒面系統(tǒng)自身的斜壓不穩(wěn)定有利于氣旋發(fā)展外,鋒面抬升造成的對(duì)流性不穩(wěn)定能量釋放也會(huì)促使氣旋發(fā)展加強(qiáng)。5.低層較大的偏南風(fēng)為氣旋發(fā)展提供充足的水汽,上升運(yùn)動(dòng)造成凝結(jié),潛熱釋放對(duì)氣旋爆發(fā)性發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。利用WRF模式對(duì)26日06 UTC至28日12 UTC的過(guò)程進(jìn)行了模擬和數(shù)值實(shí)驗(yàn),分析了影響變性臺(tái)風(fēng)爆發(fā)性發(fā)展的物理機(jī)制。結(jié)果表明潛熱通過(guò)影響環(huán)流間接促使氣旋的爆發(fā)性發(fā)展：氣旋的上升運(yùn)動(dòng)使得卷入氣旋內(nèi)部的水汽上升,釋放潛熱。由于較為深厚的對(duì)流系統(tǒng)使?jié)摕後尫诺奈恢冒l(fā)生在對(duì)流層的中高層。熱量釋放之后,由于氣旋位于高空槽前,西南氣流向槽前高壓脊內(nèi)輸送熱量,加熱大氣。當(dāng)熱量積累達(dá)到一定程度,加熱中心上層大氣的位勢(shì)高度升高,下層的位勢(shì)高度降低。這會(huì)使上層槽前渦度平流增加,下層槽前渦度平流降低,造成氣旋所在位置高層的渦度平流隨高度增加。渦度平流的增加使得對(duì)應(yīng)位置的上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),促使地面氣旋降壓。而地面氣旋中心氣壓值的降低,會(huì)使對(duì)應(yīng)的上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),有利于水汽凝結(jié)釋放潛熱,形成正反饋。雖然本文發(fā)現(xiàn)的正反饋機(jī)制與描述臺(tái)風(fēng)發(fā)生發(fā)展的CISK機(jī)制都是對(duì)流凝結(jié)潛熱釋放與天氣尺度系統(tǒng)相互促進(jìn)造成氣旋的發(fā)展,但最主要的不同之處在于：強(qiáng)的環(huán)境風(fēng)切變,向下游方向輸送熱量和潛熱加熱對(duì)環(huán)流的影響在大氣中層槽前氣流的下游,而不是CISK機(jī)制中位于地面氣旋的上空。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P444

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本文編號(hào)：1139669