云凝物的辐射效应和微物理过程影响台风暴雨的机理研究

发布时间：2020-07-16 08:56

【摘要】：云辐射效应和微物理过程对台风暴雨存在重要影响,而目前对这些方面的研究还不彻底。本文以1513号台风为例,展开了一系列敏感性试验,定量地分析了云粒子辐射效应和云微物理过程对台风暴雨的影响。本文取得的研究成果如下:(1)云水、雨滴和霰的辐射效应相对较弱,对台风暴雨的影响较弱;云冰和雪的辐射效应相对较强,对降水的影响较大。云冰和雪垂直分布上的差异使得它们的辐射效应截然不同,因而对降水的作用也不相同。云冰(峰值在11 km)使得高空辐射冷却减弱而中低空不变,减弱的不稳定度抑制对流发展,从而减少降水;雪(峰值在9 km)造成高空辐射冷却增强而中低空减弱,增强的不稳定度促进对流发展,最终导致降水增加。(2)潜热试验表明:凝结潜热对维持台风强度具有至关重要的作用;雨滴蒸发冷却效应减少潜热释放,减弱暖心结构,抑制对流发展与台风强度,最终大幅削弱降水强度;凝华释放的潜热虽然不如凝结潜热多,但也起到了促进对流和增强降水的作用。净凝结中云粒子的潜热效应对降水的影响强于云辐射效应。(3)利用敏感性试验探究降水对Bergeron-Findeisen过程参数化方案(Hsie、Krueger和Zeng)中分别采用温度参数K和T(在K参数的基础上作了修改)的响应,结果显示:降水对Hsie和Krueger方案下的两套参数并不敏感,而在Zeng方案中,两套参数造成了较大的降水差异。T参数大幅削弱了Bergeron-Findeisen过程,一方面直接抑制云冰和雪生成,另一方面减少的潜热释放减弱了对流,间接抑制云冰和雪生成。这导致霰生成的减少及霰融化成雨滴过程的减弱,最终减弱了降水强度。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P444;P426.5
【图文】：

等（２００５），丛春华等（２０１１），陈联寿等（２０１７）。Ｃｈｅｎ和Ｌｉ邋（２００４）将台风逡逑暴雨按落区分为六大类：眼壁暴雨、螺旋雨带暴雨（包括倒槽暴雨和切变暴雨）、逡逑中小尺度暴雨、不稳定暴雨、飑线暴雨和远距离暴雨（图１．１邋）。陈联寿等（２０１７）逡逑将台风暴雨分为台风环流内的暴雨和台风环流外的暴雨两大类，其中前者包括逡逑眼壁暴雨、螺旋雨带暴雨、小涡暴雨、倒槽暴雨和切变暴雨五类，后者分为台逡逑前飑线暴雨、远距离暴雨和变性下游效应暴雨三类，与Ｃｈｅｎ和Ｌｉ邋（２００４）的逡逑分类基本类似。根据以往对台风暴雨的研究情况，大致可分为以下几个方面的逡逑研究：（１）台风环流内暴雨；（２）台风周围环流和系统与其相互作用造成暴雨；逡逑（３）下垫面对台风暴雨的影响；（４）云辐射和微物理过程对台风暴雨的影响。逡逑下面从这几个方面对台风暴雨的研究现状展开叙述。逡逑１．２．１台风环流内部暴雨研究逡逑１．２．１．１眼壁暴雨逡逑台风内核区域由眼区和眼壁构成。由于气流下沉，眼区晴空少云。与之相逡逑２逡逑

飑线暴雨逡逑线是台风前方生成的中尺度辐合带（图１．２），常常伴随着强对等，２０１７）。在２００７年６月到２００９年１０月的三年多时间里，３％的台风产生了台前飑线。根据统计，台前飑线多发的时间为８前半夜，位置为台风前进方向的右前方并距离台风中心约６００中纬度飑线，台前飑线具有长度（约２００邋ｋｍ）和生命期（约４邋变化和冷池较弱及可降水量偏强的特点。虽然存在时间不长，的降水颇强，平均每小时降雨量达１８ｍｍ。台前飑线的形成与，０８０９号台风的敏感性试验显示，如果没有台风，地面辐合线，这主要是由辐合减弱，水汽条件变差和对流有效位能减少邋Ｚｈａｎｇ，邋２０１２邋）邋0逡逑

图２．２同图２．１，但为２００邋ｈＰａ

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本文编号：2757797