2014年11月上旬西北太平洋一次极端强度爆发气旋的数值模拟和分片位涡反演分析

基于NCEP 6 h一次,0.5°(纬度)×0.5°(经度)水平分辨率的GFS(Global Forecasting System)再分析数据,利用数值模式WRF(Weather Research and Forecasting),对2014年11月上旬西北太平洋一次极端强度的爆发气旋事件进行了模拟。在成功复制爆发气旋主要特征的基础上,较详细的分析了本次爆发气旋快速发展的有利环境条件,并利用分片位涡反演的方法,对此次爆发气旋的快速发展过程进行了研究,主要结论如下:(1)本次爆发气旋的爆发性发展阶段维持了约27 h,其最大加深率约为3.98 Bergeron(气旋加深率单位),最低中心气压约为919.2 hPa。(2)爆发气旋的快速发展与对流层高层高空急流对热量的输送,对流层中层西风带短波槽槽前暖平流和正涡度平流的有利准地转强迫,以及对流层低层暖锋伴随的暖平流过程密切相关。(3)分片位涡反演的结果表明,对流层顶皱褶对应的平流层大值位涡下传和降水凝结潜热过程造成的正位涡异常是本次爆发气旋快速发展的主导因子,而对流层低层的斜压过程贡献相对较小。在气旋爆发期的前期和强盛期,降水凝结潜热释放是爆发气旋发展的最重要因子,而在爆发期后期,随着降水的减弱和爆发气旋的东北向移动,对流层顶皱褶作用所造成的正位涡异常成为维持气旋快速发展的最有利因子。

大尺度物理过程影响"菲特"台风强度变化的位涡反演诊断

本文在分析长时间强度维持"菲特"台风总扰动位涡的水平和垂直分布特征基础上,基于分片位涡反演方法反演分析大尺度环境场在垂直方向上代表不同物理意义的各层对台风长时间强度维持的影响,进而深化我们对此类台风动力学问题的认识,也为台风强度的业务预报提供参考,主要结论如下:(1)整层位涡扰动反演得出的平衡物理量场的强弱及中心位置可以准确地反映"菲特"台风的强度变化及其移动,其中中层的台风平均总位涡扰动与台风强度具有较好的伴随关系.(2)在低层,对流层潜热释放导致的位涡扰动对台风长时间强度维持起着决定性的贡献、对流层干空气对应的位涡扰动其次,且他们反演的高度场和涡度场均与台风强度具有较好的伴随关系.而对流层不饱和湿空气导致的位涡扰动和高层位涡扰动对扰动高度场为负贡献,且对流层不饱和湿空气导致的位涡扰动与台风强度具有反向伴随关系;其中高层位涡扰动在700 hPa以上的负涡度贡献在一定程度削弱了对流层中层的正涡度贡献.(3)在中层,对流层潜热释放导致的位涡扰动对台风发展和强盛维持阶段的贡献达65.2%,边界层位涡扰动由发展加强期的0.2%增加到强盛维持期的8.3%.对流层干空气对应的位涡扰动的贡献率随着对流层潜热释放导致的位涡扰动和边界层位涡扰动平均扰动负位势高度的增强而减少,在强盛维持期占比26.5%左右.在快速衰减期,由于台风登陆减弱,导致了各物理过程正贡献率的再分布.此外,各物理过程相对涡度最高值带均比强盛维持期提前了12 h,可作为长时间强度维持台风增强和减弱预报的参考指标之一.