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登陆热带风暴“Bilis”维持和暴雨增幅与低纬水汽输送的关系及其模拟

作　者: 戴竹君
导　师: 管兆勇
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 热带风暴“Bilis” 水汽输送暴雨增幅数值模拟拉格朗日轨迹
分类号: P444
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文以低纬水汽输送与登陆热带风暴相耦合的典型个例"Bills"(0604)为研究对象,采用NCEP/NCAR再分析资料、"JMA热带气旋(TC)最佳路径数据集”、NCEP GDAS的1°×1°资料,结合中尺度WRF模式和HYSPLIT轨迹模式探讨低纬水汽输送尤其是越赤道气流水汽输送对热带风暴“Bilis"登陆后的长久维持及其引发的暴雨增幅的影响,为今后登陆台风暴雨的预报工作提供更多的参考依据和预报着眼点。主要结论如下：(1)"Bilis"登陆后,越赤道气流增强,索马里和孟加拉湾气流输送的低纬水汽随之加强,季风涌爆发,携带充沛水汽和不稳定能量进入减弱后的低压环流,有利于登陆后TC的长久维持及暴雨增幅。"Bilis"登陆后,暴雨分布出现了明显的非对称性,强降水中心由风暴中心北侧转移到风暴中心南侧,且降水量较登陆前明显增多。强盛西南季风和越赤道气流为暴雨增幅提供了充沛的水汽和能量。(2)40～60°E索马里和80～100°E越赤道气流的持续水汽补充有助于"Bilis"环流在陆上长久维持,低纬水汽输送的减少会使得暴雨强度和范围衰减剧烈。利用中尺度WRF3.2.1模式对“Bilis"进行模拟并进行一组水汽敏感性试验。结果表明,低纬水汽输送的减弱不利于登陆热带风暴‘’Bilis"的维持和暴雨增幅,40-60°E索马里和80～100°E越赤道气流的持续水汽补充有助于“Bilis"环流在陆上长久维持和暴雨增幅。来自低纬水汽输送的减弱不利于热带风暴中的强对流活动,不利于"Bilis"获得能量,雨量也随之相应减少。(3)"Bilis’,活动期间有四条水汽输送通道,分别来源于索马里、孟加拉湾、120～1400E越赤道气流和东太平洋,其中孟加拉湾的低纬水汽输送对此次暴雨增幅起重要作用。采用HYSPLIT模式模拟气团运动轨迹,得到主要水汽输送通道,进一步计算各通道的水汽贡献率,发现“Bilis"活动期间源自索马里和孟加拉湾的西南水汽输送占主导地位,120～140°E越赤道气流和东太平洋的水汽是随着’Bilis"逆时针旋转,自环流中心东北侧进入雨区。对比暴雨增幅前后各通道的水汽贡献率,发现暴雨增幅后孟加拉湾输送的水汽比重显著增大,这是由于季风涌爆发,孟加拉湾气流显著增强,输送充沛的水汽、潜热进入暴雨区,因此孟加拉湾气流输送的低纬水汽对暴雨增幅的形成和发展起重要作用。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章前言  8-14
  1.1 研究目的和意义  8
  1.2 国内外研究进展  8-12
    1.2.1 台风生成研究进展  8-9
    1.2.2 越赤道气流对台风暴雨的影响  9-10
    1.2.3 低纬水汽输送对台风暴雨的影响  10-11
    1.2.4 台风暴雨数值模拟研究进展  11-12
  1.3 存在的问题  12
  1.4 本文研究内容  12-14
第二章资料及研究方法  14-18
  2.1 资料  14
  2.2 研究方法  14-18
    2.2.1 中尺度数值模式(WRF)简介  14-16
    2.2.2 拉格朗日轨迹模式(HYSPLIT)简介  16-18
第三章 “Bilis”环流背景及降水分布特征  18-30
  3.1 “Bilis”概况  18-19
  3.2 “Bilis”环流特征  19-21
    3.2.1 500 hPa环流特征  19-20
    3.2.2 850 hPa风场特征  20-21
  3.3 “Bilis”降水分布特征  21-23
  3.4 “Bilis”活动期间水汽场诊断分析  23-27
    3.4.1 登陆过程的水汽输送特征  23-25
    3.4.2 水汽通量的流函数和势函数  25-27
  3.5 “Bilis”活动期间的涡度收支方程  27-29
  3.6 本章小结  29-30
第四章 “Bilis”活动期间的低纬水汽输送数值模拟  30-40
  4.1 数值试验设计  30-31
  4.2 数值试验结果分析  31-33
  4.3 水汽敏感性试验  33-38
    4.3.1 水汽敏感性试验设计  33-34
    4.3.2 水汽场的响应  34-35
    4.3.3 环流场的响应  35-36
    4.3.4 TC降水的响应  36-38
  4.4 本章小结  38-40
第五章 “Bilis”活动期间的水汽输送轨迹路径模拟  40-52
  5.1 水汽通道输送贡献率的计算  40
  5.2 “Bilis”活动期间水汽输送轨迹分析  40-43
    5.2.1 轨迹模式模拟方案  40
    5.2.2 水汽输送轨迹模拟结果  40-43
  5.3 暴雨增幅前后水汽输送轨迹分析  43-49
    5.3.1 暴雨增幅前水汽输送轨迹  43-46
    5.3.2 暴雨增幅后水汽输送轨迹  46-49
  5.4 与欧拉水汽输送分析方法对比  49-50
  5.5 本章小结  50-52
第六章总结与讨论  52-54
  6.1 主要结论  52-53
  6.2 创新点  53
  6.3 问题与展望  53-54
参考文献  54-58
研究工作简介  58-59
致谢  59

登陆热带风暴“Bilis”维持和暴雨增幅与低纬水汽输送的关系及其模拟

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