【摘 要】
:
热带气旋内核尺度与热带气旋破坏力紧密相关,了解其变化对于理解热带气旋灾害具有重要意义。受观测资料时间限制,以往关于热带气旋内核尺度长期趋势变化方面的研究较少;此外,近期研究指出传统的内核尺度指标具有一定的局限性。本文利用中国气象台热带气旋资料中心以及日本气象厅提供的1981-2016年热带气旋数据信息,使用相关分析、回归分析以及合成分析等统计分析方法,围绕近40年以来的西北太平洋热带气旋内核尺度的
论文部分内容阅读
热带气旋内核尺度与热带气旋破坏力紧密相关,了解其变化对于理解热带气旋灾害具有重要意义。受观测资料时间限制,以往关于热带气旋内核尺度长期趋势变化方面的研究较少;此外,近期研究指出传统的内核尺度指标具有一定的局限性。本文利用中国气象台热带气旋资料中心以及日本气象厅提供的1981-2016年热带气旋数据信息,使用相关分析、回归分析以及合成分析等统计分析方法,围绕近40年以来的西北太平洋热带气旋内核尺度的趋势变化展开研究;同时利用了一个新的指标来表征热带气旋内核尺度,并对比了其相对传统指标的优势;此外还利用数值试验研究了导致热带气旋内核尺度趋势变化的物理原因。主要研究结果总结如下:1)通过对比表征热带气旋内核尺度的新指标(RMWPDI)和传统指标(RMWAVE),本文指出新指标可以在很大程度上减少数据异质性和不确定性所带来的影响。它主要的优势体现在以下三个方面:对于热带气旋生命史中资料准确性较低的时刻较不敏感;对于强度较弱的热带气旋较不敏感;使用不同观测机构的热带气旋数据得到的计算结果较为一致。对新指数分析指出,热带气旋内核尺度在1981-2016年期间呈现出显著的下降趋势,并通过了置信度为99%的显著性检验。2)热带气旋内核尺度下降趋势与热带气旋强度的上升趋势有关。本文发现对于大量热带气旋个例来说,其强度与内核尺度之间呈现出显著的反相关关系。同时,1981-2016年西北太平洋的强热带气旋的强度呈现出逐年增加的态势,基于热带气旋强度与内核尺度之间显著的反相关关系,热带气旋的内核尺度趋势也会显著减小。3)热带气旋内核尺度下降趋势与海表面温度(SST)以及热带气旋相对SST有关。本文发现西北太平洋热带气旋主要活动区域SST以及热带气旋相对SST与热带气旋强度呈现出显著的正相关关系,而与热带气旋内核尺度呈现出显著的反相关关系。本文通过理想化试验,指出他们的相关关系主要归因于海气相互作用导致的熵通量以及对流活动的发展。试验表明:当热带气旋的相对SST较高时,热带气旋外围的SST往往较小,因此流入热带气旋的干冷空气会逐渐降低热带气旋中心附近的海表空气温度和湿度,这增加了热带气旋中心与中心外部区域之间的温度差和湿度差,将导致更多的熵通量进入热带气旋内区并导致热带气旋内眼墙收缩,热带气旋内核尺度减小。同时,随着SST的增加,热带气旋内区气压梯度力增大,加速了内区的切向风,导致切向风场向内收缩,从而减小了热带气旋的内核尺度。并且在热带气旋成熟阶段,热带气旋内区的上升运动增强,对流活动更加活跃,导致热带气旋强度增强,同时热带气旋内核尺度收缩。4)本文进一步分析表明热带气旋内核尺度趋势变化还存在一个突变点。即在1981-1999年呈现出上升态势,而在1999-2016年呈现出下降态势。本文对此给出了初步的机理解释,认为该突变可能与热带气旋移动路径的变化以及热带太平洋年代际振荡(IPO)的位相转变有关。首先,热带气旋的移动路径在1981-1999年间向极地移动,而后在1999-2016年期间转向赤道地区,这导致热带气旋相对SST呈现出先减小后增加的态势,从而导致热带气旋内核尺度趋势表现出先增加后减小的态势。其次,1981-1999年为IPO正位相年,1999-2016年为IPO负位相年。根据对IPO正负位相年的环境场差异分析,在IPO负位相年,西北太平洋热带气旋主要活动区域偏东风较强,由风引起的海气表面的能量交换较强,这有利于西北太平洋热带气旋强度增强,内核尺度收缩。而在正位相年,偏东风较弱,无法激发出有利于内核尺度收缩的机制。
其他文献
明清时期,云南是主要产铜区,其铜铁冶炼技术的发展达到了顶峰。学界对于明清时期云南炼铜技术的研究基本是基于对古文献的解读,炼铁遗址研究更少,鲜有学者对云南滇中地区铜、铁冶炼遗址的炉渣进行相关研究。因此,本研究对于揭示滇中地区铜铁冶炼技术具有一定的推动作用。通过对弥勒市莫卜厂、禄丰县冷水沟村、华宁县暮车村、易门县三家厂、晋宁区上铁锁村等遗址进行考察分析,结合文献记载,认为上铁锁村遗址大致始于元代,其余
近些年,洪涝灾害在我国境内频繁发生,对社会造成了巨大的经济损失,同时对人民的生命安全产生了巨大威胁。洪涝灾害与水情信息密切相关,通过采集与分析水情信息,可以对洪水发生进行预测。无线传感器网络虽适用于河流监测的数据采集,但由于电池供电等问题使其发展受到了限制。河流环境中包括丰富的太阳能和水流振动能,有效地采集这两种能量可为无线河流监测系统提供能量。为此,本文对河流监测系统及其复合能量自供能系统开展了
为了建立中国地区及邻近区域卫星高度处(400-520km)高精度的主磁场模型,本研究利用62 208 000个Swarm卫星磁测数据进行筛选、归算,使用CHAOS-6模型移除岩石圈磁场和外源场后得到2788个主磁场网格数据,建立了卫星高度的3D Surface Spline(3DSS)模型。与其它区域模型(3D、2D Taylor(3DTY、2DTY)多项式模型、2D Surface Spline
晚全新世作为与人类社会关系最为密切的时期,对该时期进行古气候历史变化的研究对于认识未来气候变化提供可参考的依据。古气候研究在很大程度上有赖于建立高分辨率的环境和气候记录,本研究选取泥炭作为信息载体,以长白山地区两处典型的雨养泥炭沼泽作为研究对象,使用加速器质谱14C定年方法确定各层位的年代数据,通过植物残体、泥炭分解度、稳定碳同位素、地球化学指标四种代用指标综合分析,在重建泥炭沼泽地表干湿变迁的基
太阳风-磁层-电离层耦合是影响地球环境的重要物理过程,受到人们的广泛关注。磁层顶是行星际和地球磁层的分界面,在该分界面上,太阳风和地球磁层发生剧烈的相互作用,通过一系列的复杂物理过程,将太阳风中的物质和能量输入到地球磁层中,因此磁层顶对于太阳风-磁层-电离层耦合来说是非常重要的区域。描述磁层顶厚度、运动速度等特征的参数可以反映磁层顶的结构和动力学过程,其研究有助于理解太阳风-磁层相互耦合的机制。然
土壤、植被与大气间的水热通量交换是陆气间大气动力和热力过程的基础,是全球能量平衡和水分循环的重要组成部分。由于观测资料的难以获取,使得空间上大范围的研究受到了限制,数据同化和陆面模式的发展则为此提供了可能。中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)中的大气驱动场产品和陆面要素融合分析产品在中国区域的时空分辨率更高,且经检验质量更高,
传统的洪水预报以实况降水驱动水文模型进行预报,预见期一般较短。在水文模型中耦合降水预报信息是延长洪水预报预见期的一种有效方式。但是,降水预报的准确性依旧有待改进,特别是在洪水多发、地形复杂的山区。同时,资料同化已经被证明是改善降水预报的一种重要手段。本文针对清江流域,构建了基于资料同化的高分辨率WRF/WRF-Hydro大气-水文耦合预报模型。首先基于2017-2018年八场典型洪水过程分别同化常
热层大气是地球中高层大气环境的重要组成部分,而磁暴作为一种典型的灾害性事件对热层大气会产生显著的影响,热层大气的磁暴响应研究因而具有重要的科学意义。但限于观测的缺乏,热层垂直风场的磁暴响应研究很少,特别是其响应的物理机制尚不明确。本文使用Thermosphere Ionosphere Mesosphere Electrodynamics General Circulation Model(TIME
垂直风切变作为影响热带气旋强度变化的重要环境因子,其不同的大小、方向、深度和高度特征可能对热带气旋强度变化产生不同的影响。本文对1980-2018年西北太平洋热带气旋环境垂直风切变的大小、方向、深度以及高度等特征开展研究,并对上述切变特征与热带气旋强度变化的关系进行分析,以切变大小年际变化为着眼点,进一步揭示了影响西北太平洋切变大小年际变化的主要环流特征。西北太平洋热带气旋的环境垂直风切变以浅层切
太阳耀斑和日冕物质抛射(coronal mass ejection,CME)是太阳剧烈爆发的两种主要形式,期间伴随多种类型的射电暴,其中Ⅱ型射电暴信号可以用于判断在爆发活动中是否有激波形成。太阳高能粒子(solar energetic particle,SEP)是由激波加速超热粒子形成的,因此Ⅱ型射电暴与SEP事件之间的关系研究对于理解SEP与耀斑、CME之间关系以及SEP事件的形成机制有着非常重