本文關(guān)鍵詞：熱帶氣旋、副熱帶高壓及遠距離降水間的關(guān)系研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對發(fā)生在2000-2009年6-8月的45例熱帶氣旋(TC)遠距離暴雨過程,根據(jù)TC,副熱帶高壓及遠距離暴雨的高低層散度場,散度風場及散度風的次級環(huán)流的不同特征,將其分為四種類型的相互作用關(guān)系,其中所占比例最大(59%)的第一種相互作用類型(整層相互作用型)的概念模型為：TC,副高及遠距離暴雨通過副高脊線南北兩側(cè)(副高與TC之間,副高與遠距離暴雨之間)的散度風次級環(huán)流產(chǎn)生相互作用,TC與副高之間的次級環(huán)流由高層(150hPa或200hPa)來自TC的向北的散度風向副高脊附近輻合下沉,并在低層(950hPa)由副高脊向南部的臺風輻合所構(gòu)成,而副高與遠距離暴雨之間的次級環(huán)流則由高層(150hPa或200hPa)來自遠距離暴雨的向南的散度風向副高脊附近輻合下沉,并在低層(950hPa)由副高脊向北部的遠距離暴雨輻合所構(gòu)成,副高脊多數(shù)位于高低層一致的下沉氣流中,是TC與遠距離暴雨之間相互作用的橋梁。通過數(shù)值模擬試驗(與0704號熱帶氣旋相聯(lián)系的遠距離暴雨)也進一步證實了三者之間的相互作用關(guān)系。其他三種類型與第一種類型的主要區(qū)別在于臺風與遠距離降水間的散度風次級環(huán)流的不同分布,第二種類型(中低層相互作用型,占總數(shù)的15.3%)與遠距離降水相聯(lián)系的次級環(huán)流主要發(fā)生在中低層,相互作用也發(fā)生在中低層,第三種類型(中高層相互作用型,占總數(shù)的8.3%)該次級環(huán)流主要發(fā)生在中高層,而第四種類型(臺風對遠距離降水作用型)在遠距離降水以南無明顯的次級環(huán)流,二者間僅存在臺風北側(cè)的次級環(huán)流。除此之外,通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),第Ⅰ、Ⅱ種相互作用類型中熱帶氣旋與遠距離暴雨的平均距離約為15經(jīng)緯度,熱帶氣旋與950hPa輻散中心的約為9.4經(jīng)緯度,而遠距離暴雨與輻散中心的約為5.6經(jīng)緯度,熱帶氣旋與輻散中心的距離要大于遠距離降水與輻散中心的距離。通過對遠距離降水進行理想試驗(初始場的臺風渦旋強度具有強弱變化)研究后發(fā)現(xiàn)：理想試驗再現(xiàn)了遠距離降水過程及三者間的相互作用關(guān)系；且初始場中的TC越強,其所激發(fā)的準靜止Rossby波越強；波列中的正位相恰好位于低層中緯度氣旋的東部,由于受到正位相的阻擋作用,中緯度氣旋向東的移動速度減慢,強度減弱,但此正位相與副高疊加時則會使得副高加強,從而使得副高脊附近的散度風的輻散加強,進而對TC及遠距離降水產(chǎn)生影響。但總體看來,初始場中臺風渦旋的強度對遠距離降水的影響較弱。另一方面,通過數(shù)值模擬試驗也發(fā)現(xiàn),TC作為洋面上的對流性熱源可以激發(fā)向東北方向傳播的準靜止Rossby波,當副高脊線位于波列的負位相(負位勢高度差)中時,不利于低層副高和輻散風的加強；當副高脊線向正位勢高度差區(qū)運動時,波列的正位相加強了副熱帶高壓脊,使得副高脊處的質(zhì)量堆積加強,下沉氣流加強,從而導(dǎo)致在副高脊附近向南北兩側(cè)的散度風輻散增強,進而有利于遠距離降水加強。此外,該數(shù)值試驗還表明,當副高脊以北的散度風次級環(huán)流加強時,降水加強,反之,降水減弱,如果散度風次級環(huán)流較弱,但來自TC的水汽通量較強時,也可以造成遠距離降水加強,因此,中緯度地區(qū)的遠距離降水受到散度風次級環(huán)流及來自TC的水汽通量的雙重影響。通過對所得出的遠距離降水中系統(tǒng)間的相互作用模型的預(yù)報意義進行研究后發(fā)現(xiàn),遠距離降水在低層90%以上伴隨有S形的流場分布,說明S形流場對遠距離降水的發(fā)生和維持有利,并且實況分析發(fā)現(xiàn),若副熱帶高壓的強度過強,會阻斷熱帶氣旋向中緯度西風槽輸送水汽和能量,也就不會形成水汽通道和遠距離降水。進一步的研究表明,在遠距離暴雨發(fā)生前低層950 hPa的散度風場及散度場已出現(xiàn)Ⅰ、Ⅱ型中相應(yīng)的分布形式,即低層TC、副高及未來遠距離降水區(qū)域分別對應(yīng)散度風的輻合、輻散、輻合,在散度場上則分別對應(yīng)負、正、負的散度分布形式,該形式預(yù)示未來將有暴雨發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：熱帶氣旋遠距離降水 散度風 相互作用 準靜止Rossby波 預(yù)報意義
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P458.121.1;P444
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 研究目的與意義9-10
• 1.2 熱帶氣旋遠距離降水的定義10-11
• 1.3 熱帶氣旋遠距離降水的研究11-18
• 1.3.1 熱帶氣旋遠距離暴雨的特征11-12
• 1.3.2 熱帶氣旋遠距離暴雨與中低緯系統(tǒng)的相互作用12-15
• 1.3.3 熱帶氣旋與中緯度系統(tǒng)在遠距離降水中的主要作用15-17
• 1.3.4 熱帶氣旋遠距離暴雨的預(yù)報17-18
• 1.4 熱帶氣旋能量頻散與遠距離暴雨的關(guān)系18-20
• 1.5 擬解決的關(guān)鍵科學問題20
• 1.6 本文研究內(nèi)容介紹20-22
• 第二章 資料、模式以及方法介紹22-31
• 2.1 資料介紹22-23
• 2.2 模式介紹23-29
• 2.2.1 WRF模式的系統(tǒng)組成和程序結(jié)構(gòu)24-25
• 2.2.2 WRF模式的主要物理參數(shù)化方案25-26
• 2.2.3 WRF中的TC BOGUS方案26-29
• 2.3 方法介紹29-31
• 2.3.1 散度風分析29-30
• 2.3.2 Spectral Nudging方法介紹30-31
• 第三章 熱帶氣旋遠距離降水中系統(tǒng)間的相互作用類型31-55
• 3.1 引言31-32
• 3.2 熱帶氣旋遠距離降水中高低層散度風場的觀測事實32-45
• 3.2.1 熱帶氣旋與遠距離降水中散度風場的三維分布特征32-36
• 3.2.2 遠距離降水與副熱帶高壓以及熱帶氣旋間的整層相互作用模型36-39
• 3.2.3 遠距離降水與副熱帶高壓以及熱帶氣旋間的其他三種相互作用類型39-42
• 3.2.4 熱帶氣旋與遠距離降水的相關(guān)統(tǒng)計分析42-45
• 3.3 熱帶氣旋與周圍系統(tǒng)相互作用的定量分析45-52
• 3.3.1 定量分析的表示方法45-46
• 3.3.2 周圍系統(tǒng)對臺風的作用46-50
• 3.3.3 臺風對周圍系統(tǒng)的作用50-52
• 3.4 950hPa環(huán)境場區(qū)域平均散度風與beta-漂移速度的比較探討52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第四章 熱帶氣旋遠距離降水的數(shù)值模擬診斷分析55-84
• 4.1 引言55-56
• 4.2 0704號熱帶氣旋遠距離降水介紹56-61
• 4.2.1 0704號熱帶氣旋遠距離降水概況56-57
• 4.2.2 大尺度環(huán)流背景場分析57-61
• 4.3 0704號熱帶氣旋遠距離降水的數(shù)值模擬診斷分析61-82
• 4.3.1 模擬方案設(shè)計及模擬結(jié)果分析62-67
• 4.3.2 去掉臺風的敏感性試驗研究67-74
• 4.3.3 臺風激發(fā)的Rossby波對遠距離降水的影響分析74-77
• 4.3.4 減弱副熱帶高壓的敏感性試驗研究77-82
• 4.4 本章小結(jié)82-84
• 第五章 熱帶氣旋遠距離降水的理想試驗研究84-100
• 5.1 引言84-85
• 5.2 熱帶氣旋遠距離降水的理想數(shù)值試驗85-98
• 5.2.1 軸對稱臺風渦旋在靜止環(huán)境大氣中的作用85-88
• 5.2.2 理想試驗方案設(shè)計88-89
• 5.2.3 理想試驗結(jié)果分析89-94
• 5.2.4 理想試驗中的波動分析94-98
• 5.3 本章小結(jié)98-100
• 第六章 熱帶氣旋遠距離降水相互作用模型預(yù)報意義的研究100-112
• 6.1 引言100-101
• 6.2 S形熱帶氣旋遠距離降水持續(xù)時間的相關(guān)統(tǒng)計101-102
• 6.3 未形成遠距離降水的熱帶氣旋、副高與西風槽的分布特征(個例分析)102-104
• 6.4 熱帶氣旋遠距離降水的相互作用類型與遠距離降水強度的關(guān)系104-105
• 6.5 熱帶氣旋遠距離降水相互作用模型在預(yù)報中的應(yīng)用105-106
• 6.6 熱帶氣旋遠距離降水預(yù)測思路在臺風個例中的應(yīng)用分析106-110
• 6.7 本章小結(jié)110-112
• 第七章 全文總結(jié)與討論112-116
• 7.1 全文總結(jié)112-114
• 7.2 研究特色與創(chuàng)新點114-115
• 7.3 尚未解決的問題115-116
• 參考文獻116-126
• 致謝126-127
• 附錄127-128

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