东海近海台风发生发展的动能收支

用2.5×2.5经纬距热带网格资料,对东海近海台风(以8211号台风为例)的动能收支进行了分析研究。初步结果表明,台风是一个强大的动能源,其发生发展不同阶段的动能平衡有着较大的差异,平均环流和涡动过程在台风的发生发展各不同阶段的作用不同。我们发现的主要事实有二,(一)在台风发展过程中,其中层有明显的动能制造过剩;(二)动能制造量的变化与台风未来的强度变化有关,具有一定的预报指示意义。      

初夏南海台风的动能收支

用准拉格朗日坐标系下的总动能和扰动动能收支方程详细分析初夏南海台风发展至消亡阶段,主要结果有:(1)由积云对流作用产生的动能是台风能量的主要来源。当台风能量的内源产生的动能大于外源的消耗时,台风发展:反之则台风趋于消亡;(2)正压能转换的作用非常小,斜压能转换过程产生的能量起重要作用;(3)南海台风与环境场的相互作用明显,表现在向周围系统提供大量能量,这种过程主要由对流层中上层的相互作用来完成;(4)从能量平衡过程出发,可以认为CISK机制是南海台风发生发展的主要过程。     

初夏南海台风的动能收支

用准拉格朗日坐标系下的总动能和扰动动能收支方程详细分析初夏南海台风发展至消亡阶段,主要结果有:(1)由积云对流作用产生的动能是台风能量的主要来源。当台风能量的内源产生的动能大于外源的消耗时,台风发展:反之则台风趋于消亡;(2)正压能转换的作用非常小,斜压能转换过程产生的能量起重要作用;(3)南海台风与环境场的相互作用明显,表现在向周围系统提供大量能量,这种过程主要由对流层中上层的相互作用来完成;(4)从能量平衡过程出发,可以认为CISK机制是南海台风发生发展的主要过程。     

巴湖低压稳定、东移的动能收支分析

本文对1982年7月14—18日一次巴湖低压活动过程进行了动能的收支分析。在巴湖低压活动的过程中,水平、垂直动能通量辐合(散)对动能收支贡献不大,主要是水平、垂直势能通量的辐合(散)项、势动能转换项和网格区域不能分辨的那些尺度运动对动能的供给(耗散)项作贡献。     

超强台风SANBA发展演变过程中涡度及环流收支的诊断分析

台风的增强过程与气旋性涡度的急剧发展相伴。使用滑动平均的空间滤波方法对WRF模式的模拟结果进行尺度分离, 进而诊断分析台风SANBA突然增强过程中垂直涡度及环流的发展演变特征。结果表明, 台风突然增强的过程中, 眼壁区上升速度增大, 暖心结构增强, 同时垂直涡度迅速增强。当SANBA从热带风暴发展为强热带风暴时, 对流层低层辐散辐合及垂直速度分布的不均匀对台风涡旋结构的增强强度相当, 在台风内部以增强区域为主同时与减弱区域交错分布; 当SANBA发展增强为强台风时, 对流层低层的散度项与倾斜项在台风中心附近均表现为强的正中心, 台风低层径向入流的增强导致低层辐合加强对台风的增强起到主要作用。台风中心区域平均环流强度随台风的不断增强而不断增大, 且从900 hPa高度不断向高层发展, 其中环流方程中的EED/EET项的发展变化可以表征台风发展初期散度项和倾斜项的主要变化。      

一个孟加拉湾低压动能收支的研究

本文用1979年夏季风试验时期(MONEX)得到的专门观测资料计算了孟加拉湾地区一个季风低压的能量收支,得到(1)无辐散风动能制造项是低压的主要动能制造项。在整个低压生命期,平均无辐散风动能制造为7.40瓦/米2,辐散风动能制造为0.67瓦/米2。这表明正压能量制造过程的重要性;(2)对于扰动动能收支,斜压能量转换和正压能量转换都有重要作用。另外通过边界通量,低压总是从环境得到扰动动能的。      

登陆台风动能平衡和转换的诊断

对一次登陆台风及其外围暴雨和环境的动能平衡以及天气尺度动能与中尺度扰动动能的转换进行了诊断分析，指出摩擦消耗和动能的水平输出是台风的主要能汇。台风消亡期间，外围暴雨区动能增大，动能制造项Ｇｋ是暴雨区的主要能源。Ｇｋ的增大可能与天气尺度动能转换成中尺度扰动引起暴雨的发展相联系。     

热带气旋台风阶段强度突变的角动量收支

本文利用探空和热带网格资料的合成方法,对西北太平洋热带气旋台风阶段的强度突然变化各时段进行了角动量收支分析。主要结论是:角动量输送可以作为热带气旋台风阶段强度变化的诊断工具;台风中层850—300hPa大的角动量输送对台风强度变化起着重大作用;台风的海面摩擦耗散非常巨大,以致于流入层的角动量输送不足以抵消摩擦汇项,台风的突然增强需要中层大的角动量输送补尝,以及中高层之间明显的反气旋性风切变加速。      

登陆台风及其诱生低压的能量收支合成分析

本文对几个类似的登陆强台风个例及其诱生低压的动能、有效位能各项收支资料进行平均合成。通过合成资料的诊断分析,得出了登陆台风及其诱生低压在消长移行过程中动能、有效位能的变化趋势;揭示了热带低压和温带气旋的动能、有效位能收支变化的一些相同点和不同点。     

理想热带气旋增强过程中的多尺度涡度收支特征分析

基于中尺度WRF模式,研究了无背景气流环境假设条件下理想热带气旋中低层大气多尺度涡旋运动的发展演变特征。精确的尺度分离是基于傅里叶变换实现的,且原始涡度场被划分为三个尺度范围：系统尺度(大于150 km)、中间尺度(50～150 km)、对流尺度(小于50 km)。研究结果表明：热带气旋的非轴对称本质主要是由于中间尺度和对流尺度上的运动造成的,且中间尺度涡度演变特征与热带气旋增强的阶段性有很好的对应关系,尤其是其快速增强阶段;全尺度涡度收支特征主要表现为两两抵消效应：STR/HAD和TIL/VAD,且前者的净贡献明显强于后者;系统尺度涡度收支特征与全尺度基本一致,但中间尺度涡度收支表现出明显不同特征：积分70 h之前,各收支项均表现出了与系统尺度相反的贡献,之后,各收支项的符号转变与系统尺度相同,但收支项净贡献明显大于系统尺度。总的来说,水平分辨率5 km下模拟的理想热带气旋的快速增强主要与中间尺度上STR/HAD净贡献的快速增长有关。此外,进一步研究了特定时段中间尺度涡度收支项的空间演变,结果表明：在热带气旋增强阶段,各收支项均在涡旋内核的轴对称化中有不可忽视的作用,且TIL在中心负...     

1986年冬季热带西太平洋区域性大气总能量收支

本文采用中美海-气合作考察第一次航程(1986.1.9—15,2.1—14)和若干站点的海洋气象资料,计算了热带西太平洋不同区域的大气湿静力能量的水平输送和局地变化、大气非绝热加热诸分量以及各区域海面与大气的热交换项。分析指出,在考察期间热带西太平洋上空,西部区是大气能量水平输送的能汇区,而东、中部区则反之。同时,热带西太平洋上空大气和海洋下垫面是个热源区,尤以西部区最为明显。由此可知,热带西太平洋大气能量收支具有明显的区域性差异,其西部区是较强的大气和海洋下垫面的热源区域,是热量、能量积存最多的地区。     

动能的周期变化和动能转换率对动能增衰的作用

利用1976～1977年冬季四个月北半球500mb资料,对北半球平均动能和涡动动能波谱的中期变化、动能转换率对平均动能的增衰和对波动增衰的作用进行了研究,得到一些初步结果。指出:北半球平均动能、涡动动能以及涡动动能和平均动能之间的转换率,有准两周的周期振动。涡动动能先于动能转换率一天达到峰值,而后再过两天平均动能达到峰值。在k=3波时,动能也存在准两周的周期振动,它是对涡动动能总值贡献最大的波动,同涡动动能总值具有同位相的振动。对动能转换率总值贡献最大的还是k=3波,其转换率具有同转换率总值同位相的准两周振动。动能转换率对平均动能整个增长阶段的贡献,大于衰退阶段,在平均动能增长阶段,动能转换率近似于同平均动能变化率平衡。这意味着平均动能的增长,正压过程在起作用。文中还研究了动能转换率对k=1～6波增衰的作用,结果表明:它对波动的增长不起作用,但对波动的衰退起到足够的贡献。最后,对波动的增衰同平均动能和涡动动能的中期变化之间的联系进行了讨论。     

登陆过程中热带风暴"黄蜂"螺旋云带的分析

分析了热带风暴"黄蜂"在登陆过程中逐小时高分辨红外云图上的螺旋云带及其强对流云团的变化规律.从强对流云团发展为主螺旋云带的演变过程中,螺旋云带主要表现为其前端的对流逐渐加强,其余部分逐渐减弱,以及前端的强对流云团总体表现为旋入运动且维持时间较长,而其余部分的云团总体表现为远离中心等的特征.初步探讨了螺旋云带结构变化与风暴强度之间的关系和"黄蜂"在登陆后迅速减弱的可能原因.     

ANALYSIS OF STRUCTURE EVOLUTION AND ENVIRONMENTAL CONDITIONS OF TROPICAL CYCLONES OVER THE WESTERN NORTH PACIFIC DURING EXTRATROPICAL TRANSITION

Fifty-eight extratropical transition (ET) cases in the years 2000-2008, including 2,021 observations (at 6-hour intervals), over the western North Pacific are analyzed using the cyclone phase space (CPS) method, in an effort to get the characteristics of the structure evolution and environmental conditions of tropical cyclones (TCs) during ET over this area. Cluster analysis of the CPS dataset shows that strong TCs are more likely to undergo ET. ET begins with the increment of thermal asymmetry in TCs, along with the generation and intensification of an upper-level cold core, and ends with the occurrence of a lower-level cold core. ET lasts an average duration of about 28 hours. Dynamic composite analysis of the environmental field of different clusters shows that, in general, when TCs move northward, they are gradually embedded in the westerlies and gradually transform into extratropical cyclones under the influence of the mid- and higher-latitude baroclinic systems. As for those TCs which complete ET, there is always much greater potential vorticity gradient in the northwest of them and obvious water vapor transport channels in the environment.     

FEATURES OF DIABATIC HEATING AND KINETIC ENERGY BUDGET OVER THE QINGHAI-XIZANG PLATEAU DURING EARLY SUMMER 1979

The diabatic heating and kinetic energy budget over the Qinghai-Xizang Plateau are estimated,based onthe data collected by the Qinghai-Xizang Plateau Meteorological Science Experiment (QXPMEX) during thesummer of 1979.The results revealed that the energy budget over the Plateau has its peculiarity.Duringthe summer,the atmosphere over the Plateau is one of the important source regions of heat and kinetic energyin the Northern Hemisphere.It is indicated that the formation of summer circulation over the Plateau isearlier than the seasonal transition of general circulation over East Asia.     

江淮流域梅雨环流结构特征及其演变分析

通过对比1954—2001年江淮流域各省入梅日与国家气候中心划定的入梅日，选取入梅一致年份进行合成，分析了入梅前后大尺度环流场的变化特征及梅雨期间的典型环流结构，并用多年平均的逐候资料追踪了典型环流结构的演变过程。研究发现：(1) 入梅后，低空急流向西伸展至长江以南地区，高空急流北抬，有利于江淮流域垂直运动的发展。中、低层高度差值场出现“印度-我国东海-日本岛以东洋面-北太平洋中部”的波列，其中印度半岛、江淮流域及东部沿海、北太平洋中部变化显著。入梅前、后，低层辐合中心均与雨带配合，经向风散度的变化在总散度中起主导作用；(2) 梅雨期典型环流结构在我国东部经向剖面图上，表现为“双脚型”涡度场和“鞍型”温湿场及高而窄的θse 密集带(锋面/锋区)，密集带与雨带对应。入梅前此典型结构已存在并与江南雨带相伴随，入梅后典型结构与雨带一致北推影响江淮。追踪其演变过程发现，梅雨期典型环流结构于3月底4月初开始建立，与东亚-西太平洋海陆温度热力差异的转向一致，可认为是东亚副热带季风开始的表现。     

1979年初夏青藏高原上空大气的非绝热加热和动能收支的特征

本文根据青藏高原气象科学实验期间的资料,计算了1979年5—8月青藏高原地区大气的非绝热加热和动能收支。其结果表明:青藏高原地区上空的能量收支有其明显的独特性,夏季青藏高原地区的大气是北半球重要的热源和能源区。并指出,青藏高原地区上空夏季型环流结构的建立要超前于东亚大气环流的季节性变化。