热力和动力环境因子对与台风“海燕”路径相似的两类台风强度的相对贡献

本文分析了热力、动力环境因子对与百年一遇超强台风“海燕”有相似路径的热带气旋的强度的影响。为了定量分析环境因子的相对重要性,将相似路径下的台风分为超强台风和一般台风两类。结果表明,相较于动力因子,热力因子对生成超强台风更为重要。根据BDI(Box Difference Index)指数的排序,选择925 hPa湿静力能MSE(Moist Static Energy)、950 hPa比湿、900 hPa温度作为重要预测因子来判断是否生成超强台风。此外,海洋热容量和台风移动速度在两类台风中有着明显差异,也可以作为辅助预测因子。最后,用WRF模式(Weather Research and Forecasting)设计理想数值试验,揭示环境温度和水汽垂直剖面对台风强度影响的相对重要性。敏感性试验结果表明,环境水汽和温度的相对贡献比约为1∶4,它们的共同作用使得相似路径下的一般台风可以发展成为超强台风。

塔克拉玛干沙漠腹地夏季夜间稳定边界层特征及其对沙尘气溶胶浓度的影响

受沙漠下垫面热力性质影响,夜间大气边界层在沙漠区域具有特殊性,其层结稳定度和边界层动力、热力作用显著改变沙尘气溶胶的排放和扩散过程。塔克拉玛干沙漠是亚洲沙尘气溶胶的重要源区,目前对其夜间大气层结稳定度和边界层动力、热力作用对沙尘气溶胶的影响还缺乏定量评估。利用GPS探空和近地面大气观测资料,分析夜间不同稳定度下边界层结构变化及近地面沙尘气溶胶浓度特征,研究了近地面层结稳定度及热力、动力因子驱动沙尘气溶胶变化的作用机理。结果表明:晴、浮尘天气下夜间边界层稳定度可分为弱稳定、强稳定和极强稳定;中性边界层出现在沙尘暴天气下,强天气过程破坏了稳定边界层结构;晴、浮尘天气下,夜间近地层稳定度的提升有利于沙尘气溶胶累积。沙尘暴天气下情况相反。沙尘气溶胶浓度变化由垂直风切变主导,晴、浮尘天气下夜间垂直风切变增强促进了沙尘气溶胶的垂直扩散,降低了近地面沙尘气溶胶浓度;沙尘暴天气下受天气系统扰动垂直风切变与沙尘气溶胶浓度呈显著正相关,有利于本地起沙和上层沙尘向近地面输送,提升了沙尘气溶胶浓度。