热带气旋生成过程的中尺度涡旋活动数值模拟

发布时间：2020-07-19 05:59

【摘要】：热带气旋生成过程中包含不同尺度环流的相互作用,由于缺乏观测资料,目前对热带气旋生成过程中的中尺度环流特征及其演变了解相对较少。一般来讲,热带气旋的生成会受到大尺度环流系统的影响,一些研究发现西北太平洋对流层低层大尺度低频环流季风涡旋与热带气旋生成关系密切。本研究利用中尺度模式WRF (The Weather Research and Forecasting Model),将理想对称的季风涡旋设为初始场模拟热带气旋的生成过程。与前人通常将中层中尺度涡旋(Mesoscale Convective Vortex, MCV)作为热带气旋生成理想试验的初始扰动研究不同,本文将热带气旋生成的起点提前到中层MCV形成之前,并利用高分辨率数值试验结果,对热带气旋生成过程中的不同尺度涡旋活动进行分析,主要包括中层MCV的形成过程和丫中尺度涡旋扰动的活动特征。模式结果显示季风涡旋的东南侧增强的西南气流中首先出现天气尺度的旋转性扰动,随着扰动区内旋转性增强,在对流层中层出现水平尺度为200 km左右的MCV,通过分析发现中层MCV的形成是两个位涡扰动中心合并的结果。在扰动区内的不同高度上还可以发现水平尺度在10km-20km不等的γ中尺度气旋性涡旋扰动,其中部分涡旋扰动具有热塔的特征,γ中尺度气旋性涡旋扰动在MCV的旋转环境内不断组织化,组织化的过程中涡旋扰动由中层较活跃转变为低层更活跃、分布更集中。模拟结果表明热带气旋的生成过程与高、低层γ中尺度涡旋扰动的相对活跃程度有关。此外本文还利用敏感性数值试验探讨在不同时刻启动细网格对热带气旋生成过程的影响。对比两组试验结果发现：以季风涡旋为大尺度环流的背景场,模拟的热带气旋的生成对模式细网格的启动时间较为敏感。相对于较早启动细网格的试验,在中层MCV形成之后启动细网格更有利于热带气旋的生成,它能为热带气旋生成提供持续的相对湿度和加热环境,表明了中层MCV的旋转环境在热带气旋生成中起着重要作用。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P444

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本文编号：2762018