变形场锋生对0108登陆台风温带变性和暴雨形成作用的诊断分析

文中利用MM5模式对0108(桃芝)台风温带变性特征及暴雨的发生发展机制进行了诊断分析。分析表明0108(桃芝)台风登陆后其大风区向外扩展,中心区以外的气压仍有下降。由于锋面的斜压作用其温度场结构发生了明显变化,由对称的暖心结构演变为半暖半冷的温带气旋非对称结构,相对应的高度场、流场特征亦表现出非对称结构。通过计算变形向量、锋生函数及非地转风的分布,发现在锋生函数中变形项所起作用比散度项和倾斜项要早、要大,对台风温带变性有重要的作用。而锋生结果加强了风场的非地转性并强迫出锋面垂直次级环流,造成强烈的辐合上升运动,引起台风暴雨的增幅。

飓风“桑迪”温带变性过程特征分析

利用NCEP的1°×1°资料,分析飓风"桑迪"温带变性前后物理量的特征和变化。结果表明:利用对流层低层、中层及高层的厚度场可立体直观地展现热带气旋中心热力结构的对称性,便于进行飓风温带变性的诊断分析。涡度场可诊断高空槽和飓风耦合的情况,两者的正涡度场连接后使热带气旋受到高空槽的影响开始变性。厚度变形场动力强迫上升、低层锋区抬升、强降水区凝结潜热正反馈作用和高空辐散加强等有利于飓风"桑迪"变性过程中深对流的维持及发展,并导致强上升区域向西偏离。飓风"桑迪"变性后暖心结构下降至对流层中低层,与强上升运动中心下降有关。适度的冷空气强度对飓风"桑迪"的加强有利,冷空气较弱飓风加强较慢,冷空气过强易破坏飓风的暖心结构,导致中心填塞。850 h Pa温度平流对变性后飓风"桑迪"的移动路径有一定的指示意义,飓风基本朝着冷平流中心指向暖平流中心的方向移动。

热带气旋的温带变性过程对下游影响的研究进展

热带气旋(TC)在向高纬度地区移动过程中往往会转变为温带气旋,称之为温带变性(ET)过程。ET过程涉及到热带系统与中纬度环流的复杂相互作用,并对局地系统直至大范围环流均产生影响,这种影响甚至向下游延伸到半球的尺度。由于ET过程及其下游影响给中纬度地区带来严重灾害性天气,而对其的预报一直是一个难题,因而关于此问题的科学研究和业务预报是近年来国际上的一个热点,国内的有关工作也已开展。从TC在ET过程中与中纬度环流的相互作用、ET过程对中纬度下游环流的影响和ET过程及其下游影响的数值预报三个方面总结和分析了近年来国内外的有关研究进展,为国内学术界进一步开展相关研究提供参考。主要进展包括:(1)TC高层出流输出低位涡(PV)空气改变温带上层结构以及TC环流直接作用于中纬度流是TC-中纬度流相互作用的主要方式;TC相对于上游槽的位置对ET过程及其下游影响很关键;各种物理过程在相互作用中起到不同的作用;(2)TC所激发的Rossby波在与急流相联系的上层PV梯度上向下游频散是下游发展的主要方式;下游发展具有显著的边界俘获和上下层耦合发展的特征;(3)目标观测、集合预报和变分同化等技术的发展提高了ET及其下游影响的数值预报水平。

台风变性过程中下游环流发展的个例对比研究

台风在温带变性过程(Extratropical Transition,ET)中与中纬度系统的相互作用会引起下游环流的发展,选取3个台风个例,通过分析涡动动能收支和理想化模拟实验对其下游发展机制进行研究。3个台风的变性过程所引起的下游发展都具有共同的机制,即首先在上层下游有脊和槽先后发展,随后激发低层涡旋生成,并与之耦合,形成一个贯穿整个对流层的深厚气旋系统。促使下游脊生成和发展的非地转位势通量源于台风,高层系统向下输送的垂直非地转位势通量在低层辐合,使得涡旋在低层发展。模拟实验表明,台风出流向中纬度急流区域输送低位涡(Potential Vorticity,PV)空气,使得其PV梯度增大和斜压性增强,从而激发了Rossby波在急流中生成并沿之向下游传播,而下游槽脊对引起更下游波型的发展也是通过Rossby波的频散而达成。