云凝结核浓度对不同强度南海热带气旋强度影响的个例模拟研究
发布时间：2021-04-07 20:43
利用云分辨天气研究和预报模式（CR-WRF）模拟在清洁大气和污染大气下,气溶胶的云凝结核作用对不同强度南海热带气旋（TC）的强度变化影响,对比分析了动力结构和微物理结构的变化。（1）在污染大气环境中,更多气溶胶能进入到弱TC内部云带区,并充当凝结核作用,TC内部各相态水凝物含量都有明显增多,释放潜热有利于TC内部的对流发展,弱TC中心海平面气压下降,强度加强。（2）在污染大气环境中,气溶胶主要影响强TC的外部螺旋云带区;外部云带区各相态水凝物增多,释放潜热有利于该处对流的发展;外部云带区对流与云墙区内对流形成竞争,导致入流减弱,云墙区内上升运动减弱,强TC中心海平面气压上升,强度减弱。
【文章来源】：热带气象学报. 2020,36(04)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
模式水平嵌套设置以及模拟时段内每6小时一次“巨爵”（a）与“天兔”（b）的实况（实心圆）、C试验（空心圆）和P试验（正方形）路径对比
图2为TC个例中心最低海平面气压随时间变化的模拟结果对比图。由于模式输入的初始场为粗分辨率的再分析数据插值所得，一般来说，模拟结果前24小时都会作为起动时间。在第25—37时次间，弱TC两个试验的中心最低气压差值迅速拉大，P试验TC中心最低气压较C试验平均低11.1 h Pa。强TC两个试验差距相对稳定，P试验比C试验最低气压平均高6.6 h Pa，说明气溶胶浓度增大，弱TC强度增强，强TC强度减弱，这与大部分关于气溶胶对强TC强度影响的研究结果是一致的。为减少边界和陆地的摩擦力作用影响，下文选取两个TC半径180 km范围内受第三重嵌套边界影响之前的时次，即“巨爵”取第31个时刻（31小时）、“天兔”取第28个时刻(28小时)的模拟结果作分析。图3给出强、弱TC海平面气压和近地面最大水平风速P、C试验结果的差异变化沿台风径向分布图。从海平面气压变化来看，弱TC整体海平面气压都有所下降，其中弱TC中心最低气压下降12.4 h Pa，远离TC中心，气压下降幅度逐渐减小。强TC半径30 km以内为增压区，中心最低气压上升5.2 h Pa，而半径30 km以外为降压区，平均降压幅度约为2 h Pa。这表明气溶胶增加后，弱TC内部气压显著下降；强TC内部气压明显上升，外部气压有所下降，整体气压梯度减小。
从近地面水平风速变化来看，弱TC整体风速明显加大，TC半径10 km以外风速都有5 m/s以上的增幅，其中在半径30 km附近风速增幅最大，最大达9.7 m/s。强TC中心风速增强最明显，增幅为5.5 m/s。强TC半径10～70 km之间风速明显减弱，半径70 km以外风力有微增。这表明气溶胶增加后，弱TC整体风力显著加大；强TC眼区的静小风特征减弱，中心附近最大风力明显减小，外部风力略有加大。3.2 动力结构对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]积云对流参数化对东亚近海热带气旋活动模拟的影响[J]. 辅天华,陈海山,曾智华,徐明. 热带气象学报. 2020(02)
[2]气溶胶对台风“天兔”中闪电的影响[J]. 眭敏,刘宇迪,杨桃进. 热带气象学报. 2017(05)
[3]利用WRF-Chem模式模拟分析人为气溶胶对台风Fitow（1323）强度及降水的影响[J]. 沈新勇,姜晓岑,柳笛,祖繁,樊曙先. 大气科学. 2017(05)
[4]夏季硫酸盐和黑碳气溶胶对中国云特性的影响[J]. 尚晶晶,廖宏,符瑜,杨青. 热带气象学报. 2017(04)
[5]深圳市局地PM2.5污染事件的时空特征及典型背景环流分析[J]. 张丽,李磊,张立杰,谭明艳,钟雪平. 环境科学学报. 2018(01)
[6]气溶胶对热带气旋强度及电过程影响的数值模拟研究[J]. 赵鹏国,银燕,肖辉,康汉青. 气象科学. 2016(01)
[7]背景场云凝结核浓度对理想热带气旋强度的影响[J]. 杨玉华,陈葆德,王斌,王晓峰,张蕾,王平,许晓林,黄伟. 高原气象. 2015(05)
[8]西北太平洋与南海热带气旋活动季节变化的差异及可能原因[J]. 郝赛,毛江玉. 气候与环境研究. 2015(04)
[9]背景云凝结核对台风“莫拉克”降水微物理过程影响的数值研究[J]. 梁晓京,陈葆德,王晓峰. 热带气象学报. 2013(05)
[10]一次热带气旋外围下沉气流造成的珠三角地区连续灰霾天气过程分析[J]. 夏冬,吴志权,莫伟强,谭浩波. 气象. 2013(06)
本文编号：3124163
【文章来源】：热带气象学报. 2020,36(04)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
模式水平嵌套设置以及模拟时段内每6小时一次“巨爵”（a）与“天兔”（b）的实况（实心圆）、C试验（空心圆）和P试验（正方形）路径对比
图2为TC个例中心最低海平面气压随时间变化的模拟结果对比图。由于模式输入的初始场为粗分辨率的再分析数据插值所得，一般来说，模拟结果前24小时都会作为起动时间。在第25—37时次间，弱TC两个试验的中心最低气压差值迅速拉大，P试验TC中心最低气压较C试验平均低11.1 h Pa。强TC两个试验差距相对稳定，P试验比C试验最低气压平均高6.6 h Pa，说明气溶胶浓度增大，弱TC强度增强，强TC强度减弱，这与大部分关于气溶胶对强TC强度影响的研究结果是一致的。为减少边界和陆地的摩擦力作用影响，下文选取两个TC半径180 km范围内受第三重嵌套边界影响之前的时次，即“巨爵”取第31个时刻（31小时）、“天兔”取第28个时刻(28小时)的模拟结果作分析。图3给出强、弱TC海平面气压和近地面最大水平风速P、C试验结果的差异变化沿台风径向分布图。从海平面气压变化来看，弱TC整体海平面气压都有所下降，其中弱TC中心最低气压下降12.4 h Pa，远离TC中心，气压下降幅度逐渐减小。强TC半径30 km以内为增压区，中心最低气压上升5.2 h Pa，而半径30 km以外为降压区，平均降压幅度约为2 h Pa。这表明气溶胶增加后，弱TC内部气压显著下降；强TC内部气压明显上升，外部气压有所下降，整体气压梯度减小。
从近地面水平风速变化来看，弱TC整体风速明显加大，TC半径10 km以外风速都有5 m/s以上的增幅，其中在半径30 km附近风速增幅最大，最大达9.7 m/s。强TC中心风速增强最明显，增幅为5.5 m/s。强TC半径10～70 km之间风速明显减弱，半径70 km以外风力有微增。这表明气溶胶增加后，弱TC整体风力显著加大；强TC眼区的静小风特征减弱，中心附近最大风力明显减小，外部风力略有加大。3.2 动力结构对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]积云对流参数化对东亚近海热带气旋活动模拟的影响[J]. 辅天华,陈海山,曾智华,徐明. 热带气象学报. 2020(02)
[2]气溶胶对台风“天兔”中闪电的影响[J]. 眭敏,刘宇迪,杨桃进. 热带气象学报. 2017(05)
[3]利用WRF-Chem模式模拟分析人为气溶胶对台风Fitow（1323）强度及降水的影响[J]. 沈新勇,姜晓岑,柳笛,祖繁,樊曙先. 大气科学. 2017(05)
[4]夏季硫酸盐和黑碳气溶胶对中国云特性的影响[J]. 尚晶晶,廖宏,符瑜,杨青. 热带气象学报. 2017(04)
[5]深圳市局地PM2.5污染事件的时空特征及典型背景环流分析[J]. 张丽,李磊,张立杰,谭明艳,钟雪平. 环境科学学报. 2018(01)
[6]气溶胶对热带气旋强度及电过程影响的数值模拟研究[J]. 赵鹏国,银燕,肖辉,康汉青. 气象科学. 2016(01)
[7]背景场云凝结核浓度对理想热带气旋强度的影响[J]. 杨玉华,陈葆德,王斌,王晓峰,张蕾,王平,许晓林,黄伟. 高原气象. 2015(05)
[8]西北太平洋与南海热带气旋活动季节变化的差异及可能原因[J]. 郝赛,毛江玉. 气候与环境研究. 2015(04)
[9]背景云凝结核对台风“莫拉克”降水微物理过程影响的数值研究[J]. 梁晓京,陈葆德,王晓峰. 热带气象学报. 2013(05)
[10]一次热带气旋外围下沉气流造成的珠三角地区连续灰霾天气过程分析[J]. 夏冬,吴志权,莫伟强,谭浩波. 气象. 2013(06)
本文编号：3124163
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