一次热带气旋过程对出梅影响的数值模拟研究

采用中尺度数值模式WRF对2001年江淮梅雨期热带气旋(Tropical Cyclone,TC)进行数值模拟,研究TC"飞燕"对梅雨结束过程的影响。结果表明,模式能够较好地模拟出"飞燕"的路径与强度演变,并能够较为精确地再现梅雨后期的降水强度和落区。对比分析消除"飞燕"影响的敏感性数值试验结果发现,"飞燕"影响梅雨的机制在于:随着其向东北向移动,西太平洋副热带高压北抬,东亚高、低空急流强度均有所减弱,低空切变辐合变弱,梅雨锋强度减弱,使得来自西南方向的水汽输送减少,造成假相当位温梯度和湿位涡倾斜项减小,垂直上升运动明显削弱,降水中断,导致梅雨结束。而消除"飞燕"影响后,梅雨后期降水仍然较多,梅雨期将有所延长。     

SWAN 模式中谱空间离散方案对台风浪模拟的影响研究

分别设计 3 种频率范围和 8 种方向间隔共 24 种谱空间离散方案,采用 SWAN 海浪模式对 Winnie ( 1997 ) 台风浪进行了数值模拟,并利用 Topex/Poseidon 卫星高度计观测的有效波高对各种方案的模拟结果进行对比分析,讨论了不同谱空间离散方案对台风浪模拟的影响.结果表明,频率范围相同的情况下,有效波高的模拟误差基本上随着方向间隔减小而减小,模拟结果对方向间隔分辨率比较敏感.方向间隔相同的情况下,SWAN 模式默认频率范围 ( 0.04 ～ 1.0 Hz ) 模拟效果是所选择的 3 种频率范围中最差的,但不同频率范围模拟结果差别并不十分明显.方向间隔和频率范围存在相互匹配问题,当两者不匹配时会增大模拟误差.     

台风Winnie(1997)影响下海浪的数值模拟研究

采用多重嵌套中尺度大气数值模式提供的风场,在考虑了波-流相互作用等主要物理过程的基础上,应用最新版本的第三代海浪模式SWAN对Winnie（1997）引起的台风浪进行了模拟,将模拟的有效波高与TOPEX/POSEIDON和ERS-2卫星高度计资料作了详细的对比分析,并分析了台风浪要素的分布特征。结果表明,SWAN在模拟较大尺度的海区时也能得到较好的模拟效果,能较好地再现海浪的发展过程和合理地反映台风浪的分布。     

ZONALLY SYMMETRICAL EKMAN-CISK MECHANISM AND 30—60-DAY LOW FREQUENCY OSCILLATION NEAR THE EQUATOR

Based on the baroclinic semi-geostrophic model,the effects of zonally symmetrical Ekman-CISK mechanism on the characteristics of 30—60-day low frequency oscillation(LFO)near theequator are investigated.It is found that the theoretical results are in good agreement with theobservational features of LFO.Besides,the planetary-scale LFO with the period of 30—60 d couldbe triggered by the Ekman-CISK mechanism,and the growth rate of perturbation with wavenumber 1 is in order of O (10~(-6)s~(-1)).The zonal propagation of LFO and the correspondinglongitudinal-height structure of physical quantities are also discussed in detail.     

局地海表温度异常影响热带气旋路径的模拟研究

本文以热带气旋"鲇鱼"(2010)为例,利用WRF模式和"鲇鱼"移动路径上不同的局地海表温度(SST)强迫进行了敏感性数值模拟。控制试验(CTRL)采用NCEP的SST强迫,敏感性试验分别在"鲇鱼"登陆菲律宾前的路径上增加(EXP1)和减小(EXP2)SST。结果表明:CTRL试验模拟的热带气旋路径与实况非常一致,EXP1试验模拟的热带气旋路径提前转向,移动路径偏东,EXP2试验模拟的热带气旋路径转向滞后,且移动路径偏西。对SST异常导致热带气旋路径出现差异的原因分析发现,热带气旋在吕宋岛东侧经过异常暖SST海面时,热带气旋强度增强,产生异常的正涡度平流,且500 h Pa以上凝结潜热释放增强副热带高压敏感区出现温度场的正异常,500h Pa以下水凝物的混合和蒸发作用增强造成副热带高压敏感区温度场的负异常,加之正的异常涡度平流和异常的上暖下冷温度场配置使得500 h Pa位势高度降低,副热带高压强度减弱,副热带高压西伸范围减小,导致热带气旋提前向北转向,移动路径偏东。反之,当热带气旋在吕宋岛东侧经过异常冷SST海面时,副热带高压西伸范围扩大,导致热带气旋向北转向滞后,路径偏西。     

环台湾岛海域冬季水文要素的数值模拟

本文利用POM模式对环台湾岛海域冬季的水文要素进行了数值模拟,对有代表性的水平环流、温度场和上升流三个要素所进行的分析表明:模式再现了台湾岛东岸的高温高盐强流速区即黑潮,黑潮在冬季并无直接进入台湾海峡的分支存在;西岸的东北向流在冬季各个层次上都存在,台湾东北部的冷涡模拟与实况较为一致。温度场和上升流的分布与水平环流有很好的对应关系。本文还进一步验证了前人的一些研究成果,并对一些特殊物理现象的成因进行了定性解释。     

地形对地转气流中重力惯性波稳定性影响的进一步研究

用一个带地形的2层均质流体线性模式,考虑了下层流体平均厚度不均匀性的影响,研究低空地转气流中波动的传播和稳定性。     

正则化方法在风海流Ekman模型资料同化中的应用

针对修正的风海流Ekman模型,采用变分同化技术结合反问题的正则化技巧,对模式的初始条件、边界条件和模式参数进行最优调整,使模式解与观测场能较好地符合。在对模式参数的估计过程中,引进正则化思想,在目标泛函中增加稳定泛函,从而克服在调整模式参数时造成的不适定。并通过数值试验进一步肯定正则化理论在资料同化中的作用。     

南海热带气旋引起的海表面温度变化特征分析

本文利用热带降雨测量卫星微波成像的微波遥感资料反演的高分辨率海表面温度(SST)资料,分别分析了南海4种典型热带气旋所引起的SST变化特征.结果表明,由于路径、移速和海面热力状况等方面的差异,这4种热带气旋在南海造成的海面降温具有不同的特征.热带气旋Imbudo(0308)属快速移动的西行路径型,在其路径的右侧造成了较大的降温区,降温中心离热带气旋中心约120km;热带气旋Chanchu(0601)为西行北翘型,在其路径两侧分别形成两个降温中心;打转型热带气旋很容易在其打转处形成降温中心,热带气旋Kai-Tak(0004)在海面造成了9.75°C的降温,在其打转处存在一个持续时间很长的冷涡;热带气旋Vongfong(0214)由于其左侧是南海西部夏季冷涡,混合层深度较浅,其作用使得冷涡加强,并在其路径的左侧造成大面积降温区.