变性台风LUPIT爆发性发展的研究
发布时间：2017-11-04 13:35
本文关键词：变性台风LUPIT爆发性发展的研究
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【摘要】：本文利用NCEP (National Centers for Environmental Prediction)供的FNL(Final Analyses)格点资料与大气数值模式WRF (Weather Research Forecast Model)-3.4.1对2009年0920号超强台风LUPIT变性后再次爆发性发展的原因进行了深入研究,详细分析了热带气旋变性为温带爆发性气旋过程中的时空结构特征和潜热加热对变性气旋爆发性发展的影响。该热带气旋于2009年10月15日18 UTC在菲律宾以东的西北太平洋洋面上生成,移动路径呈西北-东北走向。26日06UTC变性为温带气旋后爆发性发展,最大加深率达到2.4贝吉隆,气旋中心气压值最低达到955 hPa。该气旋于30日12 UTC减弱消失,变性后整个过程历时4天06小时。分析FNL资料发现,在爆发性发展阶段,200 hPa高空的辐散、500 hPa低涡的加强、低层水汽的输送、位势涡度的分布以及锋面系统的斜压性等诸多因素在不同阶段影响着气旋强度的变化：1.200 hPa高空急流促使气旋加强主要在气旋发展阶段与成熟阶段：发展阶段与气旋位于急流轴南侧受高空强辐散作用有关,成熟阶段与气旋位于急流出口区左侧受高空强辐散影响。两个阶段均为高空辐散导致地面气旋降压,但造成辐散的原因各不相同。2.500 hPa低压槽对气旋加强的影响主要在初始阶段与发展阶段,不同阶段影响特点不同：(1)初始阶段,槽后冷平流随高度减弱,有利于槽的发展加深,槽前正涡度平流增加,导致地面气旋降压。(2)发展阶段,除了前期气旋对应低压槽自身存在冷平流使海平面气旋发展加强外,上游区域另一短波槽发展加深并与气旋对应低压槽合并,槽的振幅大幅度加强,槽中形成闭合低涡。气旋所在位置上空正涡度平流随时间增大,促使了气旋的快速降压。在发展阶段的后期,气旋位置逐渐向高空闭合低涡中心接近,对流层中下层涡度平流随时间减小。但由于高空涡度平流随高度增加使垂直上升运动加强,造成气旋更快速的爆发性发展。3. PV (Potential Vorticity, PV)对于地面气旋降压的促进作用主要在初始阶段与发展阶段。由于气旋所在位置对应高空的上游区域存在PV正异常,PV轴线由对流层低层至高层向西倾斜,有利于地面气旋式环流加强。另一方面由于高空较大PV下传,使得气旋加强降压。在成熟阶段,PV轴线呈铅直分布,有利于气旋强度的维持。4.锋面系统对气旋的影响在初始阶段与发展阶段。除了锋面系统自身的斜压不稳定有利于气旋发展外,锋面抬升造成的对流性不稳定能量释放也会促使气旋发展加强。5.低层较大的偏南风为气旋发展提供充足的水汽,上升运动造成凝结,潜热释放对气旋爆发性发展起到决定性作用。利用WRF模式对26日06 UTC至28日12 UTC的过程进行了模拟和数值实验,分析了影响变性台风爆发性发展的物理机制。结果表明潜热通过影响环流间接促使气旋的爆发性发展：气旋的上升运动使得卷入气旋内部的水汽上升,释放潜热。由于较为深厚的对流系统使潜热释放的位置发生在对流层的中高层。热量释放之后,由于气旋位于高空槽前,西南气流向槽前高压脊内输送热量,加热大气。当热量积累达到一定程度,加热中心上层大气的位势高度升高,下层的位势高度降低。这会使上层槽前涡度平流增加,下层槽前涡度平流降低,造成气旋所在位置高层的涡度平流随高度增加。涡度平流的增加使得对应位置的上升运动加强,促使地面气旋降压。而地面气旋中心气压值的降低,会使对应的上升运动加强,有利于水汽凝结释放潜热,形成正反馈。虽然本文发现的正反馈机制与描述台风发生发展的CISK机制都是对流凝结潜热释放与天气尺度系统相互促进造成气旋的发展,但最主要的不同之处在于：强的环境风切变,向下游方向输送热量和潜热加热对环流的影响在大气中层槽前气流的下游,而不是CISK机制中位于地面气旋的上空。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P444
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本文编号：1139669
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