热带气旋的结构和路径突变:策略、技术和工具

摘要

本文考察小型热带气旋的强度和路径突变,包括:强度突变.台风研究尤其是眼壁区域模式分辨率数据和观测数据,限制了纯动力模型的技巧.台风突变不仅是一个预报问题,同时也是一个探测问题.微波数据带来了新希望.Kieper和Jiang(2012)提出了一项新技术,可以提高预报准确性.Rozoff和Kossin(2011)介绍了两个新的热带气旋强度突变概率预报模型.运动突变.1994年,Lander和Holland用一个理论模型证实了两个台风之间的相互作用,并描述了相互作用的阶段.这些阶段包括:两个台风的接近、相互吸引导致的轨迹旋转，最后合并或者分离。如果两个台风大小相近，那么它们将在围绕一个共同的点旋转后迅速分离。如果一个台风很大很强，那么小的那个将会在较强的水平切变和垂直切变作用下逐渐并人较强的台风。浪高和风暴潮突变。这包括两个过程，分别为“trapped fetch”和“expanded wind field"。对于trapped过程，几乎所有巨浪的产生都和风暴移动有关，热带气旋的移动、大小和强度对波浪的大小起决定作用。热带气旋造成的波浪以23节波速传播。如果热带气旋移动较快，波浪振幅不但不会减小，反而会增强。这种共振被称为“trapped fetch”过程。"expanded wind field”通常发生在眼区扩大、形成异常台风的情况下。在西北太平洋该过程常常发生在冲绳地区(26.500N,128.000E)，然后向日本或者韩国移动。"expanded wind field”使得风暴潮增大、降水区域扩大。在大西洋，这种风暴会影响墨西哥湾、美国和加拿大。当热带气旋开始变性为温带气旋的时候，加拿大新斯科舍省尤其易受“expanded wind field”的影响。降水突变。热带气旋降水每年造成成千上万人的死亡，经常超过风暴潮带来的死亡人数。极端降水事件常发生在移动缓慢的台风或者与季风结合的台风。当暴雨停滞在一个地区时，容易产生有利于洪涝和泥石流发生的条件。主要讨论了2009年台风“莫拉克”给台湾带来的洪水和泥石流。2009年8月，台风“莫拉克”袭击台湾，带来极端暴雨，引发洪水和泥石流，导致620多人死亡。中央山脉、季风带来的深厚湿空气和“莫拉克”5km/h缓慢的移动相结合导致了台湾南部阿里山地区5天总降水量达到3059.5mm,24h和48h的累积降水达到1623.5mm和2361.0mm，接近1825mm和2467mm的世界纪录。Chan和Huang(2012)还做了敏感性试验，研究相似的台风是否可以在香港产生类似的降水，发现了在台湾与香港产生降水的关键区别。