本文關(guān)鍵詞：中國近海臺風(fēng)突然增強(qiáng)和衰亡的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近海臺風(fēng)強(qiáng)度變化,尤其是強(qiáng)度的突變(突然加強(qiáng)和衰亡)是臺風(fēng)預(yù)報的難題。然而,由于缺乏對強(qiáng)度變化機(jī)理的足夠認(rèn)識并在現(xiàn)有數(shù)值模式中未有足夠高的分辨率來表達(dá)強(qiáng)度變化精細(xì)的物理過程,近年來臺風(fēng)強(qiáng)度業(yè)務(wù)預(yù)報進(jìn)展緩慢。近海臺風(fēng)突然加強(qiáng)和衰亡是一個小概率事件、突然衰亡的概率更小。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,1949-2013年中國近海突然增強(qiáng)臺風(fēng)約占近海臺風(fēng)總數(shù)的9.4%,近海突然衰亡臺風(fēng)約占2.2%。強(qiáng)度突變存在年代際變化,突然增強(qiáng)臺風(fēng)在50-70年代出現(xiàn)一個高峰,60年代達(dá)最高值,2000年后明顯減少；突然衰亡臺風(fēng)在60-70年代出現(xiàn)一個高峰,70年代最多,80-90年代迅速減少,2000年后迅速增多。近海突然增強(qiáng)臺風(fēng)和突然衰亡臺風(fēng)均存在明顯的季節(jié)變化,突然增強(qiáng)臺風(fēng)發(fā)生在4-10月間,以8、9月最多。突然衰亡臺風(fēng)發(fā)生在4月和7-12月,盛期在10、11月間。突然增強(qiáng)和突然衰亡臺風(fēng)多數(shù)都出現(xiàn)在南海,突然增強(qiáng)臺風(fēng)在東海和黃海也有發(fā)生,突然衰亡臺風(fēng)在東海也有發(fā)生但在黃海沒有出現(xiàn)。對近海臺風(fēng)突然增強(qiáng)和臺風(fēng)突然衰亡的大尺度環(huán)流特征作了動態(tài)合成分析和動力診斷,合成分析包括高度場、溫度場、水汽輸送、海溫、風(fēng)垂直切變、內(nèi)核對流、高空急流和臺風(fēng)的高層流出氣流。結(jié)果表明,500hPa高度場突然增強(qiáng)臺風(fēng)有副高在臺風(fēng)北側(cè),臺風(fēng)處于高壓脊西南部；突然衰亡臺風(fēng)處于西風(fēng)槽前,受槽過境侵襲。溫度場上突然增強(qiáng)臺風(fēng)被暖脊包圍,處于“暖場”之中；突然衰亡臺風(fēng)處于溫度槽前,有冷舌侵入。水汽輸送上突然增強(qiáng)臺風(fēng)有持續(xù)的水汽輸入臺風(fēng)環(huán)流；突然衰亡臺風(fēng)水汽輸送中斷。高空急流場上,突然增強(qiáng)臺風(fēng)高空流出氣流比突然衰亡臺風(fēng)強(qiáng)；在臺風(fēng)內(nèi)核,突然增強(qiáng)臺風(fēng)對流爆發(fā)比衰亡臺風(fēng)旺盛；海溫場上突然增強(qiáng)臺風(fēng)處于高SST海域,突然衰亡臺風(fēng)處于低SST海域。同時,風(fēng)速垂直切變與臺風(fēng)突然增強(qiáng)和衰亡有關(guān),高(低)風(fēng)速垂直切變有利于臺風(fēng)突然衰亡(增強(qiáng))。合成分析歸納出近海臺風(fēng)突然增強(qiáng)和突然衰亡的影響因子各6個,臺風(fēng)突然增強(qiáng)的影響因子有：水汽輸入通道、高海溫、弱風(fēng)速垂直切變、高空急流和強(qiáng)流出氣流、雙臺風(fēng)作用、低空暖平流流入；臺風(fēng)突然衰亡的影響因子有：強(qiáng)冷空氣、冷海溫、冷海水上翻、雙臺風(fēng)抽吸、強(qiáng)風(fēng)速垂直切變、水汽輸入通道中斷。分析表明,造成中國近海臺風(fēng)突然增強(qiáng),出現(xiàn)次數(shù)最多的因子是水汽輸入通道和高空急流；造成中國近海臺風(fēng)突然衰亡出現(xiàn)次數(shù)最多的因子是強(qiáng)冷空氣。事實(shí)上臺風(fēng)突然增強(qiáng)和突然衰亡往往是由多個因子共同作用造成的,例如臺風(fēng)突然衰亡通常是由強(qiáng)冷空氣、冷海溫和強(qiáng)風(fēng)速垂直切變等因子共同作用造成。以上6個因子中,可用SST代表海洋下墊面的強(qiáng)迫作用,VWS為環(huán)境大氣動力影響,DCC (density of core convection)表征臺風(fēng)內(nèi)核熱力作用。定義SST26℃為低海溫,26℃≤SST≤28℃為中海溫,SST28℃為高海溫。研究的結(jié)果表明,高值SST、低值VWS、高值DCC對臺風(fēng)突然增強(qiáng)有利；低值SST、高值VWS、低值DCC常會引起突然減弱或衰亡。影響因子中,海溫是基本的,高值SST背景下,高的VWS和低的DCC也會使臺風(fēng)衰減；在中值SST背景下,高的DCC(從暖海面移來的熱帶氣旋會在冷海面上加強(qiáng))和低的VWS也會對臺風(fēng)的突然增強(qiáng)有利。臺風(fēng)莫蘭蒂(Meranti 1010)數(shù)值試驗(yàn),驗(yàn)證了本文統(tǒng)計(jì)的近海臺風(fēng)的突然增強(qiáng)往往發(fā)生在臺風(fēng)移經(jīng)高海溫區(qū)之后36h左右,此時臺風(fēng)已處于中海溫區(qū)。同時也驗(yàn)證了本文統(tǒng)計(jì)的臺風(fēng)在高海溫海域,內(nèi)核對流旺盛,臺風(fēng)處于中等強(qiáng)度的風(fēng)速垂直切變,強(qiáng)度增強(qiáng)；在低海溫海域,即使風(fēng)速垂直切變小,臺風(fēng)也將衰亡。試驗(yàn)表明,SST高低影響到海洋輸入臺風(fēng)的潛熱、感熱和水汽通量。海溫升高,海洋輸入“莫蘭蒂”臺風(fēng)的潛熱、感熱、水汽通量均增加,臺風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)；海溫降低,潛熱、感熱和水汽通量輸入均減少,臺風(fēng)減弱；海溫降幅越大,上述三通量輸入減少越多,臺風(fēng)衰弱越明顯。熱帶風(fēng)暴天鵝(Goni 0907)8月在南海衰亡,這在盛夏南海近海臺風(fēng)衰亡中是罕見的。數(shù)值試驗(yàn)表明,引起“天鵝”衰亡的原因在于臺風(fēng)莫拉克(Morakot 0908)對“天鵝”的渦度和水汽的“抽吸”作用所致。莫拉克”的“抽吸”對“天鵝”渦量衰減發(fā)生重要作用,“天鵝”東邊界的水汽持續(xù)流出,說明“莫拉克”對“天鵝”存在明顯的水汽“抽吸”。觀測事實(shí)和試驗(yàn)研究說明,近海雙臺風(fēng)的“抽吸”作用是近海臺風(fēng)衰亡的機(jī)制之一。最后,在上述研究基礎(chǔ)上提出中國近海臺風(fēng)突然增強(qiáng)和臺風(fēng)突然衰亡的概念模型,這對實(shí)際預(yù)報有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：熱帶氣旋 突然增強(qiáng) 突然衰亡
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P444
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究的目的和意義12-14
• 1.2 研究進(jìn)展綜述14-20
• 1.2.1 大尺度環(huán)境場15-18
• 1.2.2 海洋強(qiáng)迫作用18-20
• 1.2.3 臺風(fēng)結(jié)構(gòu)變化20
• 1.3 本文結(jié)構(gòu)20-22
• 第二章 資料、方法和模式22-28
• 2.1 資料來源22
• 2.2 研究方法22-24
• 2.2.1 動態(tài)合成分析方法22-23
• 2.2.2 臺風(fēng)內(nèi)核對流數(shù)計(jì)算方法23
• 2.2.3 環(huán)境風(fēng)垂直切變計(jì)算方法23
• 2.2.4 突然增強(qiáng)和衰亡的標(biāo)準(zhǔn)23-24
• 2.2.5 中國近海的定義24
• 2.3 WRF模式簡介24-28
• 第三章 氣候特征分析28-34
• 3.1 突然增強(qiáng)臺風(fēng)28-30
• 3.1.1 突然增強(qiáng)臺風(fēng)的頻數(shù)28
• 3.1.2 年代際分布28-29
• 3.1.3 年際分布29
• 3.1.4 月際分布29-30
• 3.1.5 海域分布30
• 3.2 突然衰亡臺風(fēng)30-33
• 3.2.1 頻數(shù)30
• 3.2.2 年代際分布30-31
• 3.2.3 年際分布31
• 3.2.4 月際分布31-32
• 3.2.5 海域分布32-33
• 3.3 小結(jié)33-34
• 第四章 影響因子合成分析-突然增強(qiáng)臺風(fēng)34-52
• 4.1 合成樣本遴選34-35
• 4.2 基本特征分析35-45
• 4.2.1 500hPa高度場35-36
• 4.2.2 850hPa水汽輸送36-38
• 4.2.3 925hPa溫度平流38-39
• 4.2.4 200hPa急流39-41
• 4.2.5 200hPa-850hPa風(fēng)垂直切變41-42
• 4.2.6 850hPa渦度42-43
• 4.2.7 海表溫度(SST)43-45
• 4.2.8 內(nèi)核對流密度45
• 4.3 SST、VWS及DCC對臺風(fēng)突然增強(qiáng)的提前量45-50
• 4.3.1 SST對臺風(fēng)突然增強(qiáng)的時間提前量45-46
• 4.3.2 VWS對臺風(fēng)突然增強(qiáng)的時間提前量46-47
• 4.3.3 DCC對臺風(fēng)突然增強(qiáng)的時間提前量47-50
• 4.4 小結(jié)50-52
• 第五章 影響因子合成分析-突然衰亡臺風(fēng)52-66
• 5.1 合成樣本遴選52-53
• 5.2 基本特征分析53-61
• 5.2.1 500hPa高度場53-54
• 5.2.2 850hPa水汽輸送54-55
• 5.2.3 925hPa溫度平流55-56
• 5.2.4 200hPa急流56-58
• 5.2.5 200hPa-850hPa風(fēng)垂直切變58-59
• 5.2.6 850hPa渦度59-60
• 5.2.7 海表溫度(SST)60-61
• 5.2.8 內(nèi)核對流密度61
• 5.3 SST、VWS及DCC對臺風(fēng)突然衰亡的提前量61-64
• 5.3.1 SST對臺風(fēng)突然衰亡的時間提前量61
• 5.3.2 VWS對臺風(fēng)突然衰亡的時間提前量61-62
• 5.3.3 DCC對臺風(fēng)突然衰亡的時間提前量62-64
• 5.4 小結(jié)64-66
• 第六章 各因子相反作用下臺風(fēng)強(qiáng)度的變化66-84
• 6.1 臺風(fēng)突然增強(qiáng)66-69
• 6.1.1 各影響因子出現(xiàn)的頻次67-68
• 6.1.2 多影響因子出現(xiàn)的頻次68-69
• 6.2 臺風(fēng)突然衰亡69-71
• 6.2.1 各影響因子出現(xiàn)的頻次69-70
• 6.2.2 多影響因子出現(xiàn)的頻次70-71
• 6.3 多因子相互作用對突然增強(qiáng)臺風(fēng)的影響71-76
• 6.3.1 SST與VWS的相互作用71-75
• 6.3.2 SST與DCC的相互作用75
• 6.3.3 VWS與DCC的相互作用75-76
• 6.4 多因子相互作用對突然衰亡臺風(fēng)的影響76-81
• 6.4.1 SST與VWS的相互作用76-79
• 6.4.2 SST與DCC的相互作用79-80
• 6.4.3 VWS與DCC的相互作用80-81
• 6.5 突然增強(qiáng)、突然衰亡臺風(fēng)的配置對比81-82
• 6.6 小結(jié)82-84
• 第七章 近海突然增強(qiáng)臺風(fēng)的個例數(shù)值模擬84-98
• 7.1 臺風(fēng)莫蘭蒂簡介84
• 7.2 控制試驗(yàn)84-87
• 7.3 敏感試驗(yàn)87-96
• 7.3.1 強(qiáng)度變化88-89
• 7.3.2 渦度變化89-90
• 7.3.3 潛熱通量變化90-92
• 7.3.4 感熱通量變化92-93
• 7.3.5 水汽通量變化93-95
• 7.3.6 風(fēng)垂直切變和垂直運(yùn)動95-96
• 7.4 小結(jié)96-98
• 第八章 近海突然衰亡臺風(fēng)的個例數(shù)值模擬98-112
• 8.1 “莫拉克”對“天鵝”“抽吸”的診斷分析98-100
• 8.1.1 “莫拉克”和“天鵝”的簡況98-99
• 8.1.2 “莫拉克”與“天鵝”相互作用的物理量診斷99-100
• 8.2 “莫拉克”對“天鵝”“抽吸”的控制試驗(yàn)100-103
• 8.3 減弱“莫拉克”的敏感試驗(yàn)103-110
• 8.3.1 減弱“莫拉克”對“天鵝”強(qiáng)度和路徑變化的影響103-104
• 8.3.2 “天鵝”850hPa箱框渦度平均值分析104-108
• 8.3.3 “天鵝”850hPa箱框東邊界水汽輸出分析108-110
• 8.4 小結(jié)110-112
• 第九章 結(jié)論與討論112-116
• 9.1 主要研究結(jié)論112-113
• 9.2 近海突然增強(qiáng)、突然衰亡臺風(fēng)概念模型113-114
• 9.3 本文的創(chuàng)新點(diǎn)114
• 9.4 討論114-116
• 參考文獻(xiàn)116-124
• 個人簡介124
• 攻讀博士學(xué)位期間參加的學(xué)術(shù)會議124-125
• 攻讀博士學(xué)位期間完成和發(fā)表的論文、專著題錄125-127
• 致謝127

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