热带气旋增强的平衡和非平衡动力学研究
发布时间：2021-10-29 17:11
平衡动力学一直被广泛用于解释热带气旋增强的相关物理机制,但也有研究指出在边界层内部的气旋增强并不能通过平衡动力学来解释,而是地面摩擦及其相关的非平衡动力学的结果。为了弄清平衡和非平衡动力过程对热带气旋增强的贡献,提高对热带气旋增强机理的认识,本论文利用高分辨率理想模式Tropical Cyclone Model（TCM,Version 4）分别分析了眼墙加热场和地面摩擦对热带气旋增强的作用,再次确定了平衡动力学在解释热带气旋增强的物理机制上的重要性,并且强调热带气旋中加热场和惯性稳定性的径向分布结构是热带气旋增强快慢以及尺度变化的主要原因。本文首先讨论了边界层内部的地面摩擦及其导致的非平衡动力过程对热带气旋增强的影响。结果表明地面摩擦可以有效地增强边界层入流和最大风速半径的收缩,但增强入流导致的绝对角动量的增加不足以抵消地面摩擦自身造成的绝对角动量损耗,导致切向风倾向在最大风速半径附近及最大风速以外为负值,说明地面摩擦对热带气旋增强的净作用是负的。平衡动力学的诊断结果表明,热带气旋对眼墙加热场的平衡响应是其增强的主要机制,地面摩擦引起的非平衡动力过程只是边界层最大风速半径附近的切向风调...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?１９８５－２００６年期间全球热带气旋路径分布图，不同颜色代表不同的热带气旋强度
?一旦热带气旋生成，在有利环境的作用下，就会表现出强度增强（有时会突然增??强）、稳定、衰减和消亡的过程（图１．２）?（Ｗａｎｇ?ａｎｄ?Ｗｕ?２００４）。??＾?＾Ｐｒｅ－ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??Ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ?Ｄｅｃａｙｉｎｇ??￡?＼?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?Ｃｈａｎｇｅ?／??????［＿？?ｔ??Ｔｉｍｅ??图１．２热带气旋的生命周期概述。??热带气旋登陆时，通常己经相对成熟并达到一定的强度，给沿海地区人民生活带??来一定的影响，所以关于热带气旋强度和路径的预报显得尤为重要。由于卫星和监测??技术的发展，过去几十年中对热带气旋移动路径的预报水平有了显著提高。比如国家??气象中心对热带气旋２４小吋路径预报的误差从１９９９年的１５５?ｋｎｉ减小到２０１２年的约??１００?ｋｍ，同期的４８小时路径误差也从２６０?ｋｍ减小到１８５?ｋｍ。但是对于热带气旋的强??度变化，特别是快速增强的预报，却一直进展缓慢（ＤｅＭａｒｉａｅｔａｌ．?２００５，?２００７；?Ｒｏｇｅｒｓ??ｅｔ?ａｌ．?２００６，?２０１３ｂ）。热带气旋形成于热带洋面上，广阔洋面上缺少足够完备的观测数据??以及对气旋初期结构的精确追踪，都是强度预报误差形成的重要原因。而对热带气旋??内部物理机制研宄的欠缺
??１．３研宄内容??热带气旋的增强快慢在不同个例中可以有很大的差别（图１．５）。目前对热带气旋??增强的物理机制的理解还有很多缺乏，热带气旋的增强到底是外部强迫还是内部结构??所至，学术上目前还存在很大的争议。本论文将针对目前争议比较大的“地面摩擦及其??引起的非平衡作用对热带气旋增强的作用”为主题，利用理想数值模式，研宄热带气旋??增强的平衡和非平衡动力学机制，并且通过分析眼区地表熵通量和初始涡旋风场结构??对热带气旋增强的影响，进一步探讨热带气旋增强的内部物理机制。本论文拟回答以??下四个科学问题：ｉ）在对加热无反馈的前提下，地面摩擦对热带气旋加强的影响在动??力学上宄竟是正贡献还是负贡献？?ｉｉ）与地面摩擦有关的边界层内的非平衡动力学在热??带气旋增强过程中到底起何作用？?ｉｉｉ）平衡动力学能否解释热带气旋眼区地表熵通量??对热带气旋增强的影响？?ｉｖ）热带气旋的初始结构（如最大风速半径的大小，眼区风??场
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球变暖背景下我国热带气旋灾害趋势分析[J]. 张娇艳,吴立广,张强. 热带气象学报. 2011(04)
本文编号：3465051
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?１９８５－２００６年期间全球热带气旋路径分布图，不同颜色代表不同的热带气旋强度
?一旦热带气旋生成，在有利环境的作用下，就会表现出强度增强（有时会突然增??强）、稳定、衰减和消亡的过程（图１．２）?（Ｗａｎｇ?ａｎｄ?Ｗｕ?２００４）。??＾?＾Ｐｒｅ－ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??Ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ?Ｄｅｃａｙｉｎｇ??￡?＼?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?Ｃｈａｎｇｅ?／??????［＿？?ｔ??Ｔｉｍｅ??图１．２热带气旋的生命周期概述。??热带气旋登陆时，通常己经相对成熟并达到一定的强度，给沿海地区人民生活带??来一定的影响，所以关于热带气旋强度和路径的预报显得尤为重要。由于卫星和监测??技术的发展，过去几十年中对热带气旋移动路径的预报水平有了显著提高。比如国家??气象中心对热带气旋２４小吋路径预报的误差从１９９９年的１５５?ｋｎｉ减小到２０１２年的约??１００?ｋｍ，同期的４８小时路径误差也从２６０?ｋｍ减小到１８５?ｋｍ。但是对于热带气旋的强??度变化，特别是快速增强的预报，却一直进展缓慢（ＤｅＭａｒｉａｅｔａｌ．?２００５，?２００７；?Ｒｏｇｅｒｓ??ｅｔ?ａｌ．?２００６，?２０１３ｂ）。热带气旋形成于热带洋面上，广阔洋面上缺少足够完备的观测数据??以及对气旋初期结构的精确追踪，都是强度预报误差形成的重要原因。而对热带气旋??内部物理机制研宄的欠缺
??１．３研宄内容??热带气旋的增强快慢在不同个例中可以有很大的差别（图１．５）。目前对热带气旋??增强的物理机制的理解还有很多缺乏，热带气旋的增强到底是外部强迫还是内部结构??所至，学术上目前还存在很大的争议。本论文将针对目前争议比较大的“地面摩擦及其??引起的非平衡作用对热带气旋增强的作用”为主题，利用理想数值模式，研宄热带气旋??增强的平衡和非平衡动力学机制，并且通过分析眼区地表熵通量和初始涡旋风场结构??对热带气旋增强的影响，进一步探讨热带气旋增强的内部物理机制。本论文拟回答以??下四个科学问题：ｉ）在对加热无反馈的前提下，地面摩擦对热带气旋加强的影响在动??力学上宄竟是正贡献还是负贡献？?ｉｉ）与地面摩擦有关的边界层内的非平衡动力学在热??带气旋增强过程中到底起何作用？?ｉｉｉ）平衡动力学能否解释热带气旋眼区地表熵通量??对热带气旋增强的影响？?ｉｖ）热带气旋的初始结构（如最大风速半径的大小，眼区风??场
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球变暖背景下我国热带气旋灾害趋势分析[J]. 张娇艳,吴立广,张强. 热带气象学报. 2011(04)
本文编号：3465051
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3465051.html
