台风Sinlaku（0813）外眼墙和moat区形成机理的数值模拟研究
发布时间：2021-11-21 17:21
双眼墙替换过程（ERC）是强热带气旋（TC）发展演变过程中一种常见的现象,对TC强度和结构变化有着重要影响,也给TC强度和风雨预报带来很大困难,是近年来TC研究领域的热点问题。本文利用高分辨率WRF数值模式,成功模拟了台风Sinlaku（0813）外眼墙形成（SEF）以及眼墙替换过程,并采用六种不同的积云对流参数化方案开展对比试验。分析发现,不同试验模拟得到的内眼墙半径大小基本一致,而外眼墙半径存在较大差异,且moat区越宽,外眼墙半径越大,眼墙替换持续时间越长,与此相对应的是TC外雨带也存在明显不同。进一步研究发现,外雨带的降水蒸发冷却过程将在其周围引发下沉运动,导致对流层中层的低相当位温空气进入低层,降低了边界层中的温度,增大了海气温差,使海洋向大气输送更多热通量。这会促进TC外围上升运动的发展,导致更多的涡旋热塔（VHTs）产生。这些VHTs在眼墙替换过程开始时是独立发展的,此时,高度不对称的对流尺度的涡度偶极子出现,其气旋涡度较大,而反气旋涡度较小。随后VHTs开始互旋合并,较大的气旋涡度向内移动,而较小的反气旋涡度向外移动,气旋涡度外侧存在强烈的旋转差异,会将涡度拉伸为丝状结...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卫星观测的CHOI-WAN（0914）台风双眼墙现象（引自：http：//www.nrlmry.navy.mil/）
称之为台风环流的轴对称化。涡旋中的轴中得到充分讨论[31][32][33][34][35][36][37]。Ko模式研究了双眼墙的正压稳定性问题，该涡旋被一个相对较弱的涡量环包围。当中涡量环宽度较宽，涡度水平梯度较小时中成三极涡旋，三极涡旋可以看成是单眼墙量环距离中心涡旋较近且涡量环较窄时，破裂，并最终通过轴对称化过程将涡量输9][40]在正压动力框架下以此概念为基础讨压模式中放入一个主涡旋，并在外围植入一模拟结果显示，当主涡度块的量值较外围面积大于主涡度块且外围涡度块的植入面主涡度块的切向环流能够有效地使外围较类似于外眼墙结构的涡度环（图 1.2）。因可能机制。
图 1.3 β -skirt 轴对称化外眼墙形成假说概念图[44]非平衡动力机制观测和数值研究发现[28][44][46][47][48][49][50]，在台风双眼切向风增强的过程。Huang et al.[51]、Wu et al.[52]、Ro、Qiu and Tan[54]和 Abarca and Montgomery[55]等将单眼层非平衡动力机制[56][57][58]用来解释外围切向风增强在的作用。该理论认为，外围切向风的增强与边界层内流向内输送有关。在边界层顶之上，由于不用考虑边界守恒且满足梯度风平衡关系。若在此区域内径向上存 向台风中心方向平流，由于 M 的辐合而使切向风增强到下垫面摩擦的影响，M 不守恒且梯度风平衡关系流足够强以致能够弥补因摩擦造成的损耗时，M 辐合会强，此机制作用下的切向风称为超梯度风。超梯度风会中产生向外的作用，空气质点在经过具有超梯度风之区
【参考文献】：
期刊论文
[1]涡旋轴对称化的分形维数表征[J]. 罗哲贤,余晖,平凡,马革兰. 物理学报. 2012(24)
[2]Impact of Horizontal Resolution and Cumulus Parameterization Scheme on the Simulation of Heavy Rainfall Events over the Korean Peninsula[J]. Seung-Woo LEE,Dong-Kyou LEE,Dong-Eon CHANG. Advances in Atmospheric Sciences. 2011(01)
[3]台风螺旋结构的分析[J]. 韩瑛,伍荣生. 南京大学学报(自然科学版). 2007(06)
[4]初始涡的结构与尺度对涡旋自组织影响的研究[J]. 周嘉陵,马镜娴,陈联寿,罗哲贤. 气象学报. 2006(05)
[5]多涡自组织的初步研究[J]. 周嘉陵,马镜娴,陈联寿,罗哲贤. 气象学报. 2006(04)
[6]特大眼台风Winnie（1997）的高分辨率数值模拟[J]. 张庆红. 气象学报. 2006(02)
[7]一次引发南亚大暴雨的季风低压结构、涡度与水汽收支分析[J]. 孔期,Ghulam Rasul,赵思雄. 气候与环境研究. 2005(03)
[8]台风轴对称环流和非轴对称扰动非线性相互作用的研究[J]. 罗哲贤. 中国科学（D辑:地球科学）. 2003(07)
[9]全型涡度方程和经典涡度方程比较[J]. 吴国雄. 气象学报. 2001(04)
[10]一种适用于中国夏季暴雨系统诊断的非地转Q矢量k方程[J]. 彭春华,洪国平,胡伯威. 气象学报. 1999(04)
硕士论文
[1]热带气旋Bavi（0818）变性爆发性发展的诊断分析与数值模拟[D]. 危国飞.浙江大学 2013
[2]双眼墙台风Wilma的数值模拟及分析[D]. 王国荣.南京信息工程大学 2007
本文编号：3509919
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卫星观测的CHOI-WAN（0914）台风双眼墙现象（引自：http：//www.nrlmry.navy.mil/）
称之为台风环流的轴对称化。涡旋中的轴中得到充分讨论[31][32][33][34][35][36][37]。Ko模式研究了双眼墙的正压稳定性问题，该涡旋被一个相对较弱的涡量环包围。当中涡量环宽度较宽，涡度水平梯度较小时中成三极涡旋，三极涡旋可以看成是单眼墙量环距离中心涡旋较近且涡量环较窄时，破裂，并最终通过轴对称化过程将涡量输9][40]在正压动力框架下以此概念为基础讨压模式中放入一个主涡旋，并在外围植入一模拟结果显示，当主涡度块的量值较外围面积大于主涡度块且外围涡度块的植入面主涡度块的切向环流能够有效地使外围较类似于外眼墙结构的涡度环（图 1.2）。因可能机制。
图 1.3 β -skirt 轴对称化外眼墙形成假说概念图[44]非平衡动力机制观测和数值研究发现[28][44][46][47][48][49][50]，在台风双眼切向风增强的过程。Huang et al.[51]、Wu et al.[52]、Ro、Qiu and Tan[54]和 Abarca and Montgomery[55]等将单眼层非平衡动力机制[56][57][58]用来解释外围切向风增强在的作用。该理论认为，外围切向风的增强与边界层内流向内输送有关。在边界层顶之上，由于不用考虑边界守恒且满足梯度风平衡关系。若在此区域内径向上存 向台风中心方向平流，由于 M 的辐合而使切向风增强到下垫面摩擦的影响，M 不守恒且梯度风平衡关系流足够强以致能够弥补因摩擦造成的损耗时，M 辐合会强，此机制作用下的切向风称为超梯度风。超梯度风会中产生向外的作用，空气质点在经过具有超梯度风之区
【参考文献】：
期刊论文
[1]涡旋轴对称化的分形维数表征[J]. 罗哲贤,余晖,平凡,马革兰. 物理学报. 2012(24)
[2]Impact of Horizontal Resolution and Cumulus Parameterization Scheme on the Simulation of Heavy Rainfall Events over the Korean Peninsula[J]. Seung-Woo LEE,Dong-Kyou LEE,Dong-Eon CHANG. Advances in Atmospheric Sciences. 2011(01)
[3]台风螺旋结构的分析[J]. 韩瑛,伍荣生. 南京大学学报(自然科学版). 2007(06)
[4]初始涡的结构与尺度对涡旋自组织影响的研究[J]. 周嘉陵,马镜娴,陈联寿,罗哲贤. 气象学报. 2006(05)
[5]多涡自组织的初步研究[J]. 周嘉陵,马镜娴,陈联寿,罗哲贤. 气象学报. 2006(04)
[6]特大眼台风Winnie（1997）的高分辨率数值模拟[J]. 张庆红. 气象学报. 2006(02)
[7]一次引发南亚大暴雨的季风低压结构、涡度与水汽收支分析[J]. 孔期,Ghulam Rasul,赵思雄. 气候与环境研究. 2005(03)
[8]台风轴对称环流和非轴对称扰动非线性相互作用的研究[J]. 罗哲贤. 中国科学（D辑:地球科学）. 2003(07)
[9]全型涡度方程和经典涡度方程比较[J]. 吴国雄. 气象学报. 2001(04)
[10]一种适用于中国夏季暴雨系统诊断的非地转Q矢量k方程[J]. 彭春华,洪国平,胡伯威. 气象学报. 1999(04)
硕士论文
[1]热带气旋Bavi（0818）变性爆发性发展的诊断分析与数值模拟[D]. 危国飞.浙江大学 2013
[2]双眼墙台风Wilma的数值模拟及分析[D]. 王国荣.南京信息工程大学 2007
本文编号：3509919
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