热力扰动位置对于螺旋带形成的影响

摘要

热带气旋的眼壁和螺旋带本质上均是对流性的,积云对流对于热带气旋的发展起着非常重要的作用,因此通过研究热带气旋基流中热力扰动的演变将有助于了解热带气旋螺旋带的生成和发展机制,也有助于对热带气旋强度的研究.本文利用3DVPAS(三维涡旋扰动分析和模拟模型)研究了叠加在斜压涡旋不同位置处的热力扰动的演变情况,设置了三组试验.一组是将热力扰动加在40km处,即最大风速半径附近;一组是将热力扰动加在距离最大风速半径较远的80km处;最后一组是将热力扰动加在160km处,此处基本气流的涡度接近于零.研究结果显示:(1)热力扰动可以在基本气流的作用下,激发重力波脉冲,扰动向内外两侧传播,但是外侧与内侧相比减弱较快,经过一段时间的演变,扰动主要集中在眼壁附近.适应过程所需时间与初始热力扰动距离台风中心的距离有关.(2)无论初始扰动叠加的位置距离中心远或近,各种扰动场表现出了相似演变过程,扰动演变后期,各种场在沿垂直方向上扰动不断由下层生成,并往上传播,在8km附近减弱消失,呈准周期的变化.(3)位温扰动场、垂直速度场等在演变过程中都体现出了螺旋波特征的变化,而涡度场则只有在初始热力扰动距离台风中心80km时才能体现螺旋特征,40km和160km均未出现涡度的螺旋结构.本文的结果为实际热带气旋螺旋带的研究提供了有价值的理论依据.