岛屿地形对热带气旋结构和强度影响的数值模拟研究

来源 :中国气象科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:du_go666
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台湾岛对热带气旋(以下简称TC)结构和强度影响的研究近年来成为研究的热点。由于以往的研究多为TC实际个例研究,而TC实际个例往往受到副高、西风槽等天气系统多重因子的影响,导致物理机制不清,许多研究成果不具有普遍性,为了深入研究台湾岛对TC结构和强度影响的机理,本文构建了理想模型,进行理想试验。本文采用新一代中尺度天气研究与预报模式WRF与MM5构建理想模型,理想模型主要包含MM5模式的理想环境场和改良后的钟形岛屿理想地形。检验表明理想模型的实验结果与已有的观测和模拟结果非常相似,表明理想模型模拟结果可信。模拟结果表明:TC强度在中心登陆岛屿前7小时开始衰减,TC中心离岛屿顶部越近,强度减弱幅度越大;TC环流接触岛屿后,结构开始不对称,中心变得不规则,南部环流松散,外围环流面积变大,在TC与岛屿之间生成低空急流;暖心遇到岛屿后开始分裂、变形和衰减,暖心西侧中低层产生高温中心,暖心外围向北延伸产生延伸区,高温中心与延伸区最终都与TC暖心结合,两者的形成可能与下沉增温有关;与岛屿接触的部分眼墙逐渐被破坏,台风眼消失。西侧眼墙在TC与岛屿北部强对流带汇合后重新形成。除了地形摩擦作用外,造成TC结构和强度变化的主要原因有,一是水汽输送对TC不对称结构有正反馈作用;二是在眼墙与台风眼中出现反向垂直气流;三是气流下沉增温效应使岛屿西北侧出现暖气流,造成TC西侧眼墙增温,形成西暖东冷的不对称分布。这种不对称分布有利于暖心分散及结构破坏;四是TC周围的中小尺度涡旋逐渐与TC脱离。此外,敏感性试验发现,遇到岛屿后,TC强度越强,衰减幅度越大;弱TC主要是以次生低压的方式通过岛屿,次生低压可以伸展到大气中层,强TC通过气流的绕流和翻越通过岛屿;次生低压的生成与涡度有关,次生低压可能是TC涡度中心受地形阻挡作用分裂的小涡度带通过岛屿的产物;对于西移的TC而言,其登陆位置越南,衰减幅度越大,这是由于岛屿影响了南侧登陆的TC前进方向的右半圆;TC移动越慢,衰减幅度越明显。
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