热带气旋Dan移动过程中边缘线分形维数的变化:观测事实和可能原因

应用1999年10月1日18UTC至1999年10月9日12UTC GMS-5卫星红外灰度资料,计算了热带气旋(TC)Dan(国内编号9914)外缘线的分形维数Db,以此定量表征TC Dan复杂结构的时间变化.结果显示,在TC Dan移动过程中,分形维数Db的变化可以区分为3个阶段.在第1和3阶段,Db的阶段均值与热带区域积云边缘线分形维数的正常值DL无显著差异;在第2阶段,Db的阶段均值大于DL,两者差异非常显著;即从第1阶段到第2阶段出现了分形维数的增长.第2阶段结束时,TC Dan突然北折转向.这意味着,Db高值段的出现可视为TC Dan路径异常的一个可能前兆.结果还显示,两类过程导致了分形维数Db从第1阶段向第2阶段的转变.一类是TC与相邻小尺度对流块的相互作用;其结果增大了TC外缘线局域线段的复杂程度.另一类是TC区域内强对流区的破裂,破裂后的小尺度强对流块的自组织,小尺度强对流块之间非对流孔隙的出现、发展和合并,以及外缘线裂缝的形成;其结果增大了TC外缘线全局线段的复杂程度.

“复杂构型涡旋移动动力学的研究”研究成果介绍

经过半个多世纪的努力，孤立轴对称热带气旋（TC）移动的动力学理论己趋于成熟。近十多年来，卫星观测显示，除了孤立轴对称TC外，实际地球大气中还存在一类非孤立非轴对称的具有复杂构型的TC。这里，复杂构型的特征是：尺度较大的TC环流与尺度较小的中小尺度对流系统共同存在并相互作用。这些中小尺度对流系统不仅可以出现在Tc外围，而且可以出现在TC内核区。