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1.
北上台风暴雨过程涡散场的能量收支和转换特征   总被引:5,自引:2,他引:5  
于玉斌  姚秀萍 《气象学报》1999,57(4):439-449
利用辐散风和旋转风的动能收支方程,对北方一次北上台风倒槽暴雨过程暴雨区内的涡散场能量收支和转换进行了计算.结果表明:暴雨区内动能的增加是暴雨增幅的一个主要原因.暴雨发展时,就旋转风动能(KR)而言,旋转风动能通量(HFR)辐合是主要能源,而旋转风的动能产生项(GR)是主要能汇;就辐散风动能(KD)而言,辐散风的动能产生项(GD)是主要能源,辐散风动能通量(HFD)辐散是主要能汇;总动能水平通量(HF)提供的辐合主要表现于对流层中、低层,这就使得低层辐合加强,上升运动加强,有利于暴雨的增幅.在暴雨过程中次网格尺度效应由能源转变为能汇,在暴雨发展之时能汇减小;能量的转换项C(KD,KR)总为正值,在转换项中,地转效应项的贡献很大.说明暴雨过程能量均由KDKR转换,也就是说有效位能经KDKR转换,充分说明了在整个暴雨过程中,尽管辐散风动能变化(∂KD/∂t)很小,但是它在其中充当“桥梁”作用,C(KD,KR)在暴雨发展时达到最大,此时能量转换最为旺盛;对流层低层辐散风动能向旋转风动能的转换是暴雨产生和发展的重要条件.此次暴雨过程,在暴雨区内表现为斜压不稳定和正压稳定共存的特征,其发展过程是系统斜压不稳定增长,正压稳定性减弱的过程,暴雨增幅的另一个重要原因就是暴雨区内低层斜压的发展.  相似文献   

2.
用完全的散度风(vD)和旋转风(vR)动能收支方程对8116台风和8407台风以及8116台风与其外围暴雨区的关系作了讨论。结果表明:台风区的有效位能通过散度风动能(KD)转换为旋转风动能(KR).台风向区域外部输出动能,在暴雨区上空通过涡度、散度场相互作用的转换机制由KRKD转换,散度风加大触发对流发展产生暴雨,这可能是台风与其外围暴雨联系的一种能量过程。  相似文献   

3.
2006年超强台风“桑美”强度突变的动能特征分析   总被引:5,自引:0,他引:5  
应用NCEP/NCAR再分析资料,对2006年超强台风“桑美”(Saomai)强度突变过程的动能特征进行分析,结果表明:“桑美”突然增强时刻其低层总动能和旋转风动能突然增加,辐散风动能也有所增加,总动能的增加主要是由旋转风动能增加所引起的;其高层总动能和旋转风动能突然减小,而辐散风动能突然增加,高层动能下传是导致“桑美”突然增强的重要原因;“桑美”突然增强时刻高层辐散风动能向旋转风动能的转换达到最大,低层辐散风与旋转风相互作用动能项达到最大;“桑美”突然减弱时刻的高低层能量变化趋势与突然增强时刻相反,并存在着低层动能的上传;“桑美”强度突变时对总动能(K)、旋转风动能(KR)、辐散风动能(KD)变化的响应时间为6~18 h。  相似文献   

4.
Based on the ERA5 reanalysis datasets during 1980–2019, a total of eleven zonal shear lines (ZSLs) that caused heavy precipitation and lasted more than 60 hours over the Tibetan Plateau in summer are selected for composite analysis. By decomposing the kinetic energy (K) near the ZSL into divergent and rotational kinetic energies (KD and KR) and the kinetic energy of interaction between the divergent wind and the rotational wind (KRD), the influence of the rotational and divergent winds on the evolution of the ZSL intensity is investigated from the perspective of KD and KR. The main results are as follows. The ZSL is a comprehensive reflection of rotation and convergence. The intensity evolution of ZSL is essentially synchronized with those of K, KR, and KRD but lags behind KD by about three hours. The enhancement of K is mainly contributed by KR, which is governed by the conversion from KD to KR. Furthermore, the increase in the conversion from KD to KR is controlled by the geostrophic effect term Af, which is determined by the joint enhancement of the zonal rotational and meridional divergent wind components (uR and vD). Therefore, the joint enhancement of uR and vD controls the increase of the ZSL intensity, leading to increased precipitation.  相似文献   

5.
In this study, Typhoon Rammasun(2014) was simulated using the Weather Research and Forecasting model to examine the kinetic energy during rapid intensification(RI). Budget analyses revealed that in the inner area of the typhoon,the conversion from symmetric divergent kinetic energy associated with the collocation of strong cyclonic circulation and inward flow led to an increase in the symmetric rotational kinetic energy in the lower troposphere. The increase in the symmetric rotational kinetic e...  相似文献   

6.
On the basis of the budget equations for KR and KD, this paper presents the horizontal pattern of budget terms for two kinds of low level jets (LLJ) with and without heavy rain. The results show that the mechanisms for generating and maintaining LLJ are different, and especially, the direction of energy conversion is opposite. A positive conversion from KD to KR appears to be a necessary but not sufficient condition in the lower troposphere near the heavy rain area. The intensity and direction of energy conversion depends not only on the relative position of vorticity and divergence field, but also on the vertical profile of the jets directly.  相似文献   

7.
The local features of transient kinetic energy and available potential energy were investigated using ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) Interim Reanalysis data for the stratospheric sudden warming(SSW) event of January 2009.The Western Europe high plays important roles in the propagation of the energy from North America to Eurasian.When the Western Europe high appeared and shifted eastward,energy conversions increased and energy propagated from North America to Eurasian as a form of interaction energy flow.The baroclinic conversion between transient-eddy kinetic energy(Ke) and transient-eddy available potential energy(Ae) and the horizontal advection of geopotential height were approximately one order of magnitude less than Ke and Ae generation terms.So,these terms were less important to this SSW event.  相似文献   

8.
低涡型暴雨是华南地区一种重要的暴雨类型,它常常发生在对流层低层天气尺度切变线上,虽难从气压场上找到,但它所造成的暴雨却很强。我们发现,常规天气图上似乎很弱的这类涡旋,却有较强的流场涡度和典型的散度分布,构成了强降水过程的必要物理条件。本文把它与热带气旋发展过程中的物理结构、能量变化和转换特征进行了诊断、对比分析,指出它们不仅三维物理量场分布差异较大,其发展过程中能量变化也有很大差异。热带气旋的K,值远大于切变线低涡,但Kφ的变化则相反,无论是其绝对值或它占总动能的比值,都不   相似文献   

9.
利用多年逐月海温距平和区风应力距平观测资料,运用线性回归和EOF分析方法,分析了ENSO相联系的热带太平洋典型风应力异常场结构。结果显示,与ENSO线性相关的风应力异常场在时间尺度上表现为低频变化,在水平结构上主要表现为四个典型分布。  相似文献   

10.

2020年第7号台风“海高斯”在广东省造成大风、暴雨灾害,细致研究其多尺度能量分布及转化特征有助于更好地认识和防御类似的台风灾害。运用WRF模式对台风“海高斯”进行了数值模拟,使用Barnes滤波方法将模拟结果分离为大尺度背景场(> 2 000 km)、α中尺度系统(200~2 000 km)、β中小尺度系统(< 200 km)等三个尺度分量,分别计算三个尺度动能、有效位能的分布及变化。结果表明:(1)台风“海高斯”活跃期内,大尺度背景场动能先增加后稳定,α中尺度动能先增加后减少,β中小尺度动能变化不明显。动能的主要来源是有效位能的转化及气压梯度力做功,主要去向是水平输送及跨尺度转化。三种尺度动能主要分布于对流层低层。(2)大尺度背景场有效位能有两次先增加后减少的过程,α中尺度和β中小尺度有效位能先增加后减少。有效位能的主要来源是非绝热加热,主要去向是转化为动能和水平输送及跨尺度转化。三种尺度有效位能主要分布于对流层高层。(3)台风“海高斯”能量转化区域主要为距台风中心200 km以内台风眼壁及中心密集云盖区域对流层上层、距台风中心200—700 km台风外围区域对流层上层、距台风中心400 km以内对流层低层。

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11.
一次北方台风暴雨(9406)能量特征分析   总被引:15,自引:6,他引:9  
张苏平  李春  白燕  雷小途 《大气科学》2006,30(4):645-659
从能量角度分析了9406号台风在我国北方造成大范围暴雨过程,定量讨论了台风变性过程中显热能、潜热能和动能的时空分布特征、北方暴雨区远距离降水突然增幅过程中能量的变化、以及动能的补充来源.发现:(1)虽然潜热能比显热能小1个量级,但潜热能平流大于显热能平流.热带气旋在获得西风带斜压能量之前,其总能量的维持主要来自潜热能的贡献,潜热能的贡献约是显热能的两倍.(2)台风远距离降水的突然增幅是中低纬度系统相互作用的结果.来自热带气旋的显热能平流与西风带显热能平流非线性叠加,导致槽前显热能明显增加,西风带槽迅速加深,降水突然增幅.同时,暴雨区高空动能下传的突然增强对暴雨突然增幅有贡献,而该高空动能下传的增加与6小时之前台风环流区大量潜热能量释放相对应.(3)台风进入影响区之前,在整个对流层有潜热能、显热能和动能直接从台风区输入暴雨区;在台风进入影响区之后,只有低空显热能平流保持继续向暴雨区输送能量.(4)台风进入影响区之后,北方暴雨区动能的补充主要来自对流层上层动能的下传、斜压不稳定能量向动能的转化和北方暴雨区西边界动能的输入.5个类似台风的合成分析支持了以上主要结论.得出的暴雨增幅模型可对预报台风远距离降水有指示作用.  相似文献   

12.
在第(一)部分的基础上,进一步讨论辐散风动能和旋转风动能的收支以及这两种动能之间的转换过程。结果表明,尽管辐散风动能在总动能中所占比重很小,但它的变化与强对流天气过程的发生发展有着更为密切的关系。计算结果表明,在辐散风动能与旋转风动能的转换函数{KD,KR)中,B项(代表垂直运动与旋转风动能的垂直变化的耦合)是最大的转换项;在强对流区,反映涡管伸缩机制的A项也是一个很重要的转换项。就区域时间平均而言,有旋转风动能向辐散风动能(KR→KD)转换。   相似文献   

13.
利用NCEP 1°×1°再分析格点资料和浙江省自动站降水资料,分析了2007年"罗莎"台风能量频散的波动特征与浙江省远距离台风降水之间的关系。结果表明:1)由于浙江省所处纬度相对较低,其远距离台风降水的形成过程与北方(西北和华北)典型的远距离台风暴雨存在本质区别,浙江省远距离台风降水主要是台风能量频散的波动效应所引起,而北方远距离台风暴雨的形成过程主要是西风槽和台风外围环流相互作用的结果。2)影响浙江省远距离降水的台风在整个台风环流登陆前有向降水区的能量频散过程,这种能量频散过程在对流层中低层波动特征不明显,因而能量频散的距离相对较小;在对流层中高层,台风能量频散表现出清楚的波动特征,能够影响到较远距离外的天气系统,从而引起局地降水的增加。3)台风能量频散的波动效应在远距离降水区的上空形成一个正涡量区,之后该正涡量区以波动的形式向下传播,导致降水区对流层中下层气旋性涡旋形成,造成局地降水或降水增加。  相似文献   

14.
Winnie(1997)和Bilis(2000)变性过程的湿位涡分析   总被引:37,自引:8,他引:29  
9711号台风Winnie和0010号台风Bills均在中国大陆发生变性,但前者变性后再度加强,而后者变性后减弱消亡。从湿位涡理论出发,对比分析两者的变性过程,结果表明:作为变性台风,Winnie和Bilis均在北上过程中与中纬度西风槽发生作用,但前者与高空槽发生耦合,后者仅接近高空槽底部,没有发生耦合;Winnie变性加强过程表现为一个温带气旋在低层锋区上的强烈发展过程,主要与高层正位涡扰动下传、低层锋区及热带气旋低压环流之间的相互作用有关。Pm湿斜压项增长引起的倾斜涡度发展是登陆热带气旋变性加强的主要因子。在Bills变性过程中,高层无明显的正位涡扰动下传,热带气旋低压环流内无锋区面出现,大气斜压性弱且变化不明显。  相似文献   

15.
华东地区台风暴雨的诊断研究   总被引:7,自引:1,他引:7       下载免费PDF全文
胡坚 《大气科学》1991,15(3):111-117
本文利用一个空间滤波器将物理量分解为天气尺度和次天气尺度,以两个路径相似但环流形势不同的台风暴雨作为例子,对不同尺度的环流及其动能平衡进行诊断研究,结果表明:中、低纬环流系统能否进行相互作用是决定台风暴雨强度和范围的一个重要条件。在8209号台风过程中,这种相互作用是明显的,因而,8209号台风暴雨的强度和范围均显著大于8304号台风。同时,8209号台风暴雨的能量过程突出地反映在次天气尺度的动能场上,相反,在8304号台风过程中,以天气尺度的能量过程为主要的能量特征。本文还特别指出,不能简单地认为登陆台风是一个动能的“准封闭系统”,在8209号台风过程中,台风从中、低层向外输出的次天气尺度动能是造成台风环流之外暴雨的一个重要物理过程。  相似文献   

16.
台风低压发展的数值模拟研究——凝结加热廓线的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文用一个同时考虑Ekman抽吸和积云动量输送作用的二维轴对称原始方程模式,就对流凝结加热廓线对台风低压发展的影响进行了数值模拟研究。试验结果表明,对流层中下部有较强加热时,模式台风低压的低压环流发展较快;对流层上部有较强加热时,系统结构更类似于实际台风。在台风低压发展过程中,对流凝结加热廓线也会改变,最强加热可能由对流层中下部向中上层发展和传播,从而,台风低压发展既快、系统结构又类似于实际台风。这样一种过程可能正是热带低压发展为台风的一般过程。   相似文献   

17.
东北低压爆发性发展过程的诊断分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
孙力  廉毅  李东平 《气象学报》1992,50(3):301-309
本文对一次东北低压的快速强烈发展过程做了扰动动能、扰动有效位能及涡度收支平衡分析。结果表明:1.气旋爆发性发展前后,扰动动能的产生项变化剧烈,是主要的扰动动能源。气旋爆发性发展前期,以斜压过程为主,而在爆发期,由正压过程制造的扰动动能也有大量增加,同样是不可忽视的,且这时扰动动能通过系统边界与外界的交换很小。2.扰动有效位能在气旋强烈发展前有大幅度增长,由潜热释放造成的扰动有效位能的产生数值很小,平均有效位能向扰动有效位能的转换是扰动有效位能的主要来源。3.在气旋的爆发期,对流层中层及上层的涡度变化最为显著,涡度平衡中,散度项对对流层中下层正涡度的增长贡献最大,而网格尺度及次网格尺度的垂直输送项和涡度平流项对中上层正涡度的迅速增加有着重要意义。  相似文献   

18.
对华北一次特大台风暴雨过程的位涡诊断分析   总被引:36,自引:23,他引:36  
于玉斌  姚秀萍 《高原气象》2000,19(1):111-120
通过对9608号台风低压及其外围暴雨位和等熵面上物理量场的分析,揭示了台风低压北上诱发暴雨过程的位涡场的结构及冷空气对暴雨增幅的作用,给出此次暴雨增幅过程的图像。分析表明:对流层低层中高纬度冷空气(高位涡)扩散南下在台风低压环流区附近的“侵入”作用是此次特大暴雨过程的最重要的原因之一;等熵面位涡的分析进一步说明了中高纬地区冷空气的活动状况;对流层高层或平流层低层位涡的下传有利于位势不稳定能量的释放  相似文献   

19.
Recent studies have shown that surface fluxes and exchange coefficients are particularly important to models attempting to simulate the evolution and maintenance of hurricanes or typhoons.By using an advanced research version of the Weather Research and Forecasting(ARW)modeling system,this work aims to study the impact of modified exchange coefficient on the intensity and structures of typhoon Saomai(2006)over the western North Pacific.Numerical experiments with the modified and unmodified exchange coefficients are used to investigate the intensity and structure of the storm,especially the structures of the boundary layer within the storm.Results show that,compared to the unmodified experiment,the simulated typhoon in the modified experiment has a bigger deepening rate after 30-h and is the same as the observation in the last 12-h.The roughness is leveled off when wind speed is greater than 30 m/s.The momentum exchange coefficient(CD)and enthalpy exchange coefficient(CK)are leveled off too,and CD is decreased more than CK when wind speed is greater than 30 m/s.More sensible heat flux and less latent heat flux are produced.In the lower level,the modified experiment has slightly stronger outflow,stronger vertical gradient of equivalent potential temperature and substantially higher maximum tangential winds than the unmodified experiment has.The modified experiment generates larger wind speed and water vapor tendencies and transports more air of high equivalent potential temperature to the eyewall in the boundary layer.It induces more and strong convection in the eyewall,thereby leading to a stronger storm.  相似文献   

20.
Summary The role of stationary (monthly mean) and transient (departure from monthly mean) waves within the atmospheric energy cycle is examined using global analyses from the European Centre for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF) for the period 1980–1987. Only January and July averages are considered.It is confirmed that planetary stationary waves are basically baroclinic. Their contribution to the globally averaged energy cycle of the atmosphere is comparable to that of the transient waves. In January they contribute about 40% to the baroclinic conversion (CA) from zonal mean to eddy available potential energy. Local values for the northern hemisphere even show a predominant role of the stationary wave conversions over those originating from transient waves. Part of the available potential energy of stationary waves (A SE) is converted to kinetic energy by warm air rising and cold air sinking. Nonlinear energy conversion, which can be interpreted as destruction of stationary temperature waves by transients, is the second sink forA SE. The order of magnitude of these two processes is similar.Barotropic nonlinear conversions, though negligible in the global average, reveal large conversion rates between the mean positions of the polar and the subtropical jets. Their orientation is suggestive of a tendency to increase stationary wave kinetic energyK SE at its local minimum between the jets at the expense of the synoptic scale transients.While all terms of the energy cycle related to stationary waves reveal a predominance of the planetary scale (zonal wave numbers 1–3) transient waves are governed by synoptic scale waves (zonal wave numbers 4–9) only with respect to the baroclinic and barotropic conversions: a significant amount of transient wave energy (50% for the global average ofA TE) is due to planetary scale waves.With 15 Figures  相似文献   

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