平衡動力學一直被廣泛用于解釋熱帶氣旋增強的相關物理機制,但也有研究指出在邊界層內部的氣旋增強并不能通過平衡動力學來解釋,而是地面摩擦及其相關的非平衡動力學的結果。為了弄清平衡和非平衡動力過程對熱帶氣旋增強的貢獻,提高對熱帶氣旋增強機理的認識,本論文利用高分辨率理想模式Tropical Cyclone Model（TCM,Version 4）分別分析了眼墻加熱場和地面摩擦對熱帶氣旋增強的作用,再次確定了平衡動力學在解釋熱帶氣旋增強的物理機制上的重要性,并且強調熱帶氣旋中加熱場和慣性穩(wěn)定性的徑向分布結構是熱帶氣旋增強快慢以及尺度變化的主要原因。本文首先討論了邊界層內部的地面摩擦及其導致的非平衡動力過程對熱帶氣旋增強的影響。結果表明地面摩擦可以有效地增強邊界層入流和最大風速半徑的收縮,但增強入流導致的絕對角動量的增加不足以抵消地面摩擦自身造成的絕對角動量損耗,導致切向風傾向在最大風速半徑附近及最大風速以外為負值,說明地面摩擦對熱帶氣旋增強的凈作用是負的。平衡動力學的診斷結果表明,熱帶氣旋對眼墻加熱場的平衡響應是其增強的主要機制,地面摩擦引起的非平衡動力過程只是邊界層最大風速半徑附近的切向風調... 

【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?１９８５－２００６年期間全球熱帶氣旋路徑分布圖，不同顏色代表不同的熱帶氣旋強度

?一旦熱帶氣旋生成，在有利環(huán)境的作用下，就會表現(xiàn)出強度增強（有時會突然增??強）、穩(wěn)定、衰減和消亡的過程（圖１．２）?（Ｗａｎｇ?ａｎｄ?Ｗｕ?２００４）。??＾?＾Ｐｒｅ－ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??Ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ?Ｄｅｃａｙｉｎｇ??￡?＼?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?Ｃｈａｎｇｅ?／??????［＿？?ｔ??Ｔｉｍｅ??圖１．２熱帶氣旋的生命周期概述。??熱帶氣旋登陸時，通常己經(jīng)相對成熟并達到一定的強度，給沿海地區(qū)人民生活帶??來一定的影響，所以關于熱帶氣旋強度和路徑的預報顯得尤為重要。由于衛(wèi)星和監(jiān)測??技術的發(fā)展，過去幾十年中對熱帶氣旋移動路徑的預報水平有了顯著提高。比如國家??氣象中心對熱帶氣旋２４小吋路徑預報的誤差從１９９９年的１５５?ｋｎｉ減小到２０１２年的約??１００?ｋｍ，同期的４８小時路徑誤差也從２６０?ｋｍ減小到１８５?ｋｍ。但是對于熱帶氣旋的強??度變化，特別是快速增強的預報，卻一直進展緩慢（ＤｅＭａｒｉａｅｔａｌ．?２００５，?２００７；?Ｒｏｇｅｒｓ??ｅｔ?ａｌ．?２００６，?２０１３ｂ）。熱帶氣旋形成于熱帶洋面上，廣闊洋面上缺少足夠完備的觀測數(shù)據(jù)??以及對氣旋初期結構的精確追蹤，都是強度預報誤差形成的重要原因。而對熱帶氣旋??內部物理機制研宄的欠缺

??１．３研宄內容??熱帶氣旋的增強快慢在不同個例中可以有很大的差別（圖１．５）。目前對熱帶氣旋??增強的物理機制的理解還有很多缺乏，熱帶氣旋的增強到底是外部強迫還是內部結構??所至，學術上目前還存在很大的爭議。本論文將針對目前爭議比較大的“地面摩擦及其??引起的非平衡作用對熱帶氣旋增強的作用”為主題，利用理想數(shù)值模式，研宄熱帶氣旋??增強的平衡和非平衡動力學機制，并且通過分析眼區(qū)地表熵通量和初始渦旋風場結構??對熱帶氣旋增強的影響，進一步探討熱帶氣旋增強的內部物理機制。本論文擬回答以??下四個科學問題：ｉ）在對加熱無反饋的前提下，地面摩擦對熱帶氣旋加強的影響在動??力學上宄竟是正貢獻還是負貢獻？?ｉｉ）與地面摩擦有關的邊界層內的非平衡動力學在熱??帶氣旋增強過程中到底起何作用？?ｉｉｉ）平衡動力學能否解釋熱帶氣旋眼區(qū)地表熵通量??對熱帶氣旋增強的影響？?ｉｖ）熱帶氣旋的初始結構（如最大風速半徑的大小，眼區(qū)風??場

【參考文獻】：
期刊論文
[1]全球變暖背景下我國熱帶氣旋災害趨勢分析[J]. 張嬌艷,吳立廣,張強.  熱帶氣象學報. 2011(04)



本文編號：3465051