论文部分内容阅读
强度较强的台风往往会出现双眼墙现象.大量的观测研究表明外眼墙的形成(SEF)将会引起台风强度的变化,并且台风SEF引起台风强度变化趋势是不确定的,说明即使能够准确预测出双眼墙的生成也很难准确预测出台风未来的强度变化.1109号台风"梅花"的整个生命史中出现了三次明显的双眼墙结构.台风联合警报中心(JTWC),中国气象局(CMA),日本气象厅(JMA)在双眼墙出现期间提供的强度实测结果存在很大的差异,说明目前有关台风强度变化物理机制的研究还不够清楚,特别是关于双眼墙结构的出现对台风强度变化的影响.因此,本文通过WRF模式模拟"梅花"的前两次双眼墙替换过程来研究形成的外眼墙是如何影响内眼墙强度的.模拟时间从0600UTC29July2011到1600 UTC 04 August 2011.模式很好地再现了台风的移动路径和台风强度的基本变化,这为进一步讨论台风强度提供了较为可靠的高分辨率模拟结果.一些研究表明外眼墙形成之后将会切断流入到内眼墙的边界层入流和水汽的径向输送,从而削弱内眼墙强度;moat区的下沉运动(由外眼墙高层辐散产生)将相当位温较低的空气从中层输送到边界层入流区从而削弱内眼墙的对流活动.这说明外眼墙可以通过对边界层的作用来间接削弱内眼墙强度.通过诊断分析边界层相当位温随时间的变化发现无论是在第一次替换过程还是第二次替换过程中边界层的相当位温均没有出现减小,而是出现增加.这说明外眼墙对边界层入流的阻碍作用和其产生的下沉运动对相当位温较低的空气的向下输送不是使得内眼墙强度减小的原因.边界层相当位温没有出现减小主要是因为暖的洋面能够为边界层提供大量的热量.本文通过研究发现,外眼墙主要是通过其凝结释放的潜热使得内眼墙强度减小,即外眼墙潜热的释放将会加热内眼墙外侧的空气柱,使得内眼墙外侧的海表气压减小,进而使得内眼墙处的气压梯度减小,最终使得表征台风强度的最大风速减小.内眼墙强度减小的速率与moat区宽度大致成正比,这说明外眼墙对内眼墙强度的削弱能力取决于moat区的宽度.当moat区较窄时,外眼墙对内眼墙强度削弱的能力较大;moat区较宽时,外眼墙对内眼墙强度削弱的能力较小.而当moat区很宽时,外眼墙对内眼墙强度削弱的能力变得很小,内眼墙的强度变化受外部环境因素的影响较大,在海表热通量增强的条件下内眼墙可发展增强.虽然第一次双眼墙形成时的内眼墙强度远大于第二次双眼墙形成时的内眼墙强度,但是第一次替换时间与第二次相差不大.这与第一次替换过程中因moat区的宽度小于第二次导致外眼墙对内眼墙强度削弱的能力整体偏强有很大的关系.这说明双眼墙替换的时间与内眼墙强度和moat区宽度有关.内眼墙强度越小和moat区越窄,双眼墙替换的时间越短.因此,关注外眼墙和moat区的结构特征能够提高由双眼墙替换过程引起强度变化的预测能力.