第12章 试例Ⅵ:静止和移动的飓风

12.1 风场和边界条件 本试例中讨论了两个典型的强飓风风场,第一个为静止飓风,第二个为每秒15米的速度向北移动的相同强度的飓风。图12.1给出了一个典型的向北移动的强飓风风速和风向的空间分布,也给出了为表示二维波谱而选定的输出网格点。每秒40米的最大风速位于飓风眼东北50公里处,风速存在着明显的不对称（飓风中心的东边和北边风速较强）,风向存在着南北不对称（后象限流入强）。     

科学家琢磨降伏飓风

先是“卡特里娜”飓风使美国东南部墨西哥湾沿岸遭受重创,而后新的飓风“丽塔”已升级为五级飓风,墨西哥湾沿岸再次如临大敌。飓风袭击如此频繁,据英国《新科学家》报道,为尽可能减少飓风带来的损失,科学家们提出了五花八门的消除飓风或降低飓风强度的方法。     

考虑飓风过程非平稳性的沿海地区飓风灾害评估

飓风等自然灾害的发生会对沿海地区造成巨大的社会、经济损失,因此有必要合理评估这些区域的建筑在飓风作用下的灾害。已有研究指出,全球气候变暖会影响未来飓风的强度和发生频率。本文考虑飓风发生（随机）过程的非平稳性,提出了沿海地区飓风灾害评估的新方法。用非齐次泊松过程来描述飓风的发生,并用时变的统计参数（均值、标准差）来反映飓风强度的变化。在此基础上,给出了累积飓风灾害的均值、方差的显式公式。选取美国佛罗里达州迈阿密县进行案例分析,研究了飓风过程非平稳性对累积灾害的影响。     

海况对热带气旋影响的研究

数学模式或数值试验表明。１热气旋强度不仅与海面水温有密切关系，而且与表层水温的垂直结构有关，当海面与６０ｍ深处水温差小于２℃时，有８７％的热带气旋强度达到了飓风标准，而水温差大于８℃时只有３％达到飓风标准。（２）海况对气旋路径影响显著，气旋有向高温区风偏移的趋势。     

AMSR2微波成像资料同化对飓风“桑迪”预报的影响研究

以2012年大西洋飓风季第18号飓风"桑迪"("Sandy")为例,在WRFDA同化系统中结合新拓展的AMSR2同化模块,通过同化AMSR2微波成像仪资料并进一步考察其对飓风"桑迪"的结构、强度、路径分析和预报的影响。研究结果表明:与没有同化AMSR2微波成像仪资料的控制试验相比,加入AMSR2微波成像仪资料的同化试验对飓风"桑迪"的风场、海平面气压场的分析效果有所提高,飓风气旋性环流加强。并进一步改进了对飓风"桑迪"的路径、最小海平面气压和最大风速的预报。平均路径误差、最小海平面误差和最大风速误差分别相对控制试验中的相应误差降低了约25 km、2 mb和2 m/s。     

“卡特里娜”飓风时间表

8月25日,星期四下午5时:美国国家飓风中心第一次正式使用“卡特里娜”飓风这个词,它是由热带风暴升级来的。下午7时:“卡特里娜”飓风在佛罗里达州登陆。8月26日,星期五上午11时30分:“卡特里娜”飓风升级为2     

大西洋底来的人·第十四集 神奇的孢子

<正>伊丽莎白博士正和她的同事米勒博士对一种新发现的海洋植物进行观察,他们已经连续工作了好几个小时。"米勒,休息一下吧。"对于伊丽莎白的提醒,米勒博士就跟没听见似的,仍聚精会神地伏在显微镜上,观察着细胞的构造。     

佛罗里达：新飓风季来临前的社会现实

台风和飓风都属于北半球的热带气旋,它们产生于不同的海域,在不同国家被冠以不同的称谓。在北半球,国际日期变更线以东到格林尼治子午线的海洋洋面上生成的气旋称之为飓风,而在国际日期变更线以西的海洋上生成的热带气旋称之为台风。一般来说,人们将在大西洋上生成的热带气旋称作飓风,而把在太平洋上生成的热带气旋称作台风。飓风形成需要三个条件:温暖的水域;潮湿的大气;海洋洋面上的风能够将空气变成向内旋转流动。在多数风暴结构中,空气会变得越来越暖并且会越升越高,最后流向外界大气。如果在这些较高层次中的风比较轻,那么这种风暴结构就会维持并且发展。在飓风眼(即飓风中心)中相对来说天空比较平静。最猛烈的天气现象发生在靠近飓风眼的周围大气中,称之为(飓风)眼墙。     

桑迪飓风的“叫醒服务”

桑迪飓风给它所“莅临”之处都造成了巨大的灾害，同时也在全球范围内激发了人们的密切关注，焦点问题纷纷集中于气候变化领域。虽然尚未找到确切的证据将气候变化与桑迪飓风之间令人信服地联系起来．但是牙买加资深气候谈判专家、气象服务部气候司的兜利夫·马龙认为，桑迪飓风的登陆过程非常复杂，此番，它作为一级飓风系统于10月24日在牙买加登陆，之后，又席卷海地、巴哈马等地，后来又肆虐美幽，这种势头不容忽视。     

警示·威肋·出路

警示飓风“卡特里娜”横扫美国墨西哥湾沿岸各州,造成了巨大的破坏。这场飓风带来的洪水,几乎淹没了整个新奥尔良,造成惨重的生命财产损失。目前已确认的死亡人数为973人,失踪人数超过2万。据估计,最终死亡人数可能数以千计,飓风和洪水造成的经济损失可能达到千亿美元。     

美国飓风暴潮预报

美国国家天气局已发展了一种飓风暴潮模式,即SLOSH模式,用其计算飓风暴潮,给定风暴资料,做为输入参数。这个数值模式把动力海岸线、由风暴引起的洪水漫滩、次网格特征具体化,如障碍物、障碍物之间的缺口、海水沿可变宽度河道的一维流动。SLOSH模式已被用于墨西哥湾沿岸美国的大部分地区和大西洋海岸常遭飓风袭击的区域。本文提供了模式使用的情况和对于飓风暴潮预报的某些局限性。SLOSH模式应用的一些特例取自1985年Elena飓风。 SLOSH模式除了用于实时风暴潮预报外,还广泛用于飓风防汛疏散计划。这个模式用几百个假想的飓风进行运算,是依据区域气候学来选择所计算的飓风,对每个预想的风暴,模式计算出淹水范围,把这些淹水类型结合起来,可帮助确定一个区域遭飓风袭击的程度。同时,模式计算的风,可帮助规划人员确定疏散时路线,是否由于大风而阻塞。联邦和地方政府机构把这些息信与人口研究和道路能力估计结合起来,制定出一种综合的疏散计划。这种计划的成果之一是“疏散时间”——当飓风来临时沿海地区为了安全疏散需要提前撤离的时间。     

警示·威胁·出路

飓风“卡特里娜”横扫美国墨西哥湾沿岸各州，造成了巨大的破坏。这场飓风带来的洪水，几乎淹没了整个新奥尔良，造成惨重的生命财产损失。目前已确认的死亡人数为973人，失踪人数超过2万。据估计，最终死亡人数可能数以千计，飓风和洪水造成的经济损失可能达到千亿美元。     

来得非常突然——“卡特里娜”带来的思考

2005年8月25日，“卡特里娜”飓风首先在美国佛罗里达州登陆，并迅速横过佛罗里达州南部进入墨西哥湾。在墨西哥湾海水表面温度超过32℃、微弱的垂直风切变和强大的高空辐散下，“卡特里娜”迅速增强为五级飓风，近中心最高持续风速为每小时150海里。随着“卡特里娜”再次靠近美国，受陆地影响飓风减弱为四级。     

读编往来

近期大热的好莱坞电影《星级穿越》中出现了海洋星球的剧情。主人公第一个到达的星球米勒星,本来跟地球一样有海洋覆盖,因为接近黑洞,受引力影响形成了巨大潮汐。地球上的潮汐是月亮引力造成的,而米勒星的巨大潮汐是黑洞引力造成的。正因为大部分海水都被吸起来,只剩下薄薄一层两尺深的浅水。米勒星不但不适宜人类居住,一切东西都会被潮汐摧毁。     

飓风Isidore与海洋相互作用数值模拟研究

本文利用MM5大气模型和HYCOM海洋环流模型,模拟研究了2002年飓风Isidore过境墨西哥湾后上层海洋的响应以及墨西哥湾常态水(Gulf common water,GCW)和湾流(Loop Current,LC)对飓风Isidore的不同响应。飓风Isidore穿过GCW区后,导致海表最大降温接近5℃,混合层深度由30m加深到70m,上层海洋损失热量较多,上层海洋的结构恢复时间较长;但在LC区,由于亚热带持续不断的高温、高速水体输运,该区域水体具有较深的混合层和较大的能量,虽然在飓风过程中损失了较多的热量,但仅造成2℃的海表面降温,上层海洋的结构恢复时间较短;此外,飓风过境后,在上层海洋激发近惯性震荡,在LC区可导致1.0m/s近惯性震荡流,能量可传播至1500m以深,但在GCW区,由于较浅的上混合层、较弱的流速和较强的层化结构,近惯性震荡运动影响深度较浅。     

准拉格朗日模式对飓风预报的应用

一、引言 原始方程模式现在已应用于飓风预报业务。要模拟飓风内核的结构,将需要一个格距为5公里或更小的网格,可是在业务模式中使用40公里或更大的网格以节省计算时间。因为在风暴地区获得的资料极少,所以在大尺度的分析场上加一个理想化的涡旋可以获得小尺度的初始涡旋。实际情况是,初始化的涡旋的尺度、结构和强度常常与观测到的风暴很不相同。这些模式的主要目的是预报飓风的路径,预报的风暴强度和结构没有用观测进行常规的检验。 目前的数值积分显示出,一个像飓风一样的涡旋,能够用一个以40km格距的网格来模拟。初始的对称的弱涡旋加强到一个飓风。模拟得真实的飓风特征包括:在中心周围垂直运动场中的有规则的带,眼区的向下运动;在对流层上部的气旋性流出气流以及中心的暖心。当一个均匀的引导气流迭加到初始涡旋上时,涡旋的运动将偏向引导气流的北方并迅速加强。几个实验结果指出,运动及其增强速率取决于初始涡旋的尺度、强度和垂直结构以及环境流场。     

双多普勒雷达资料同化在飓风“艾克”预报中的应用研究

本文采用美国国家大气研究中心（NCAR）开发的中尺度数值模式WRFV3.7及其三维变分同化系统WRF-3DVAR对2008年飓风“艾克”进行了数值模拟研究。利用多普勒天气雷达观测资料具有高时空分辨率的优点,将美国两部多普勒天气雷达资料进行速度退模糊等必要质量控制后同化进中尺度数值模式,考察雷达资料同化对飓风“艾克”预报的改进程度。试验结果表明:将雷达资料用于对流尺度分辨率下飓风初始化需要对变分同化系统中特征尺度化因子进行优化调整,使观测资料能够以较为合理的方式调整模式初始场并进而改进预报;雷达径向风同化可以有效调整模式初始场中的飓风动力和热力结构,而经过尺度化因子调整后的雷达径向风同化则在飓风观测中心位置产生较为合理的气旋性风场增量,提供更为确切的中小尺度信息,使模式初始场更加接近观测并进而改进对飓风路径和强度的预报。     

"太平洋十年涛动"冷位相时期的全球飓风等灾害

本文揭示了冷气候、飓风、强潮汐、流行性感冒世界大流行和强震相互对应的物理机制,对气候及其相关灾害的预测有重大科学意义。规律表明,在“拉马德雷”冷位相时期,全球强震、低温、飓风伴随拉尼娜、全球性流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈。面对日益增大的全球灾害,海洋预报意义重大。     

“台风”小考

在我国古代文献中,“飓风”一词要比“台风”一词资格老得多。我国最早的台风记载是1400多年前的南朝刘宋、沈怀远著的《南越志》。不过,那时把台风叫作“飓风”或“惧风”。书中载:“飓风者,具四方之风也,一日惧风,言恐惧也,常以五六月发,大者或至七日,小者一二日,外国以为黑风。”唐朝时也把台风称作飓风。我们从唐朝的笔记、诗歌、方志中常常可以看到有关飓风的大量记     

《美国海军史》简介

在史学界提倡借鉴国外历史研究成果之际,我愿向大家介绍《美国海军史》(内森·米勒著,卢如春译)。这是一本全面系统地叙述美国海军历史的专著,在我国尚属首次出版。中国人民解放军海军副司令员杨国宇专为中译本写了序言。该书记述了美国建国以来二百年的海军发展史,内容涉及各个历史时期的政治、经济、外交和社会动态,反映了美国历史的一