登陆热带气旋降水非对称结构及形成机理研究

发布时间：2020-06-01 02:41

【摘要】：本论文利用2001-2009年TRMM-3B42卫星降水估测资料,分析我国登陆台风轴对称与非对称的降水结构,讨论台风轴对称降水、非对称降水与台风强度之间的关系。利用NCEP再分析资料研究环境垂直风切变、台风移动(移向、移速)、海陆差异对登陆我国台风非对称降水的影响,并进一步探讨登陆我国不同区域台风降水的特征差异,揭示了登陆我国台风降水非对称分布与环境垂直风切变、台风强度、台风移动、海陆差异等因素之间的联系及其物理过程。在此基础上,海上台风与登陆台风共存的双台风作为一种特殊的环境场,文中也初步探讨了这种双台风过程对登陆台风降水非对称的影响。利用MM5和WRF数值模拟台风个例研究了地形及水体下垫面对登陆台风降水的影响。主要结论如下：登陆台风强度影响登陆台风轴对称降水,台风强度变化亦会对其产生重要影响。台风强度越强,台风轴对称降水及其相对台风总降水的贡献越大,反之亦然。台风强度变化率越高,台风轴对称降水变化率也越高。在登陆过程中,台风强度减弱越快,轴对称降水率减弱得也越快,轴对称降水极值也越低,且轴对称降水极值出现半径也越大。在不同强度变化的台风中,快速减弱(快速增强)台风具有最低(高)的轴对称降水极值,其降水极值出现半径最大(小)。另外,在中国不同区域登陆的台风,台风轴对称降水特征存在差异,这与不同区域登陆的台风强度差异有关。而对台风非对称降水而言,不同强度台风的非对称降水对台风总降水贡献不同,弱台风比强台风的非对称降水具有对台风总降水有更多的贡献率。但不论强弱台风,最大非对称降水位置都落于顺风切及顺风切左侧,可见台风强度对登陆台风非对称降水的落区无明显影响。那么,控制登陆台风降水非对称分布的主要控制因子是什么?研究结果显示：台风移动(移向、移速)对登陆台风降水非对称分布没有明显影响,而大尺度环境的垂直风切变主要控制了登陆我国台风的降水1波非对称分布,不论台风的登陆地点,或者台风是在登陆前、登陆时,还是登陆后,最大降水始终位于顺风切及其左侧。且从南往北(从海南、广东、台湾、福建至浙江)不同登陆点的改变,登陆我国台风的最大非对称降水位置呈气旋性旋转特征。进一步的研究结果表明：在强环境垂直风切变作用下,登陆我国台风的非对称降水分布主要受环境垂直风切变的影响,但当环境垂直风切变变弱(小于5m/s)时,登陆台风非对称强降水会落于台风风向向岸一侧,可见在弱环境垂直风切下海陆差异会明显影响登陆台风降水非对称分布。通过“泰利”台风个例数值模拟研究,对比研究了沿海地形与内陆地形对登陆台风降水的影响差异,发现沿海地形会有利于登陆时台风最大降水强度的增强,但内陆地形在有中纬度系统配合的情况下对暴雨突然增幅有显著贡献。这也从侧面揭示大尺度环境场较强时,大尺度环境场对登陆台风降水分布起主要影响。研究还初步探讨了杭州湾水体下垫面对登陆热带低压“0185”降水过程的重要影响。利用数值敏感性实验分析了在双台风的环境场中,海上台风“丹娜丝”对登陆“菲特”强非对称降水有重要影响。
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对２００１－２００９年登陆台风路径统计的初步结果表明：在台风登陆我国海南、广东、逡逑台湾、福建和浙江各省前后的２４ｈ内，８０％Ｗ上的台风移向是偏西方向（包括西北偏逡逑西、西北偏北）（图１．邋１）邋（Ｙｕ等，２０１５）。因此对登陆台风而言，台风移向是相对少逡逑变量，大尺度环境场和地形更具复杂性。逡逑８０％邋＾逦台风移向逡逑６０％邋－逦Ｌ逦ｂＨＮ逡逑■邋Ｉ邋ＩＩ逦：：逡逑０％邋＾ｎａＪＬ邋ｉｆｌｉ邋ｊｍ邋！ｚｊ逡逑ＥＥＮ逦ＮＮＥ逦ＷＮＮ邋ＷＷＮ逡逑图１．１海南、广东、台湾、福建和浙江（简写为ＨＮ、ＧＤ、ＴＷ、ＦＪ、ＺＪ）各裤的登陆台风移向统逡逑计，图中ＥＥＮ、ＮＮＥ、ＷＮＮ、ＷＷＮ分别表巧东北偏东、东北偏北、西北偏北、西北偏两。逡逑４逡逑

和么后获得逐化和２４ｈ降水，Ｗ便于和地面雨量站观测降水进行对比。逡逑ｄ）地面雨量站降水资料逡逑地面雨量站降水数据作为对比的参考值。图２．邋ｌａ显示了研究中使用到的雨量站分逡逑布。从图２．化可ｌｉＪ■看到，，我国沿海网格中的雨量站数较多，因此在研究中，相对的误逡逑差波动会相对地较小，有利于本研究的登陆台风降水对比工作。逡逑．，＇逦＇．＇Ａ＇．．￣￣ｎ邋Ｉ．邋ＩＩ．邋ｎ

本文编号：2690842