近海海洋对0908号台风“莫拉克”的响应特点及其对“莫拉克”的影响

摘要

我国沿海地区每年都会遭受台风多次袭击,给人民的生命财产造成极大的损失,提高台风预报的准确性刻不容缓。虽然近年来台风预报准确性有了显著提高,但近海台风路径的预报准确性仍然较低,尤其是一些转向路径的预报。这是因为台风移动到近海海域之后,往往移速加快并且受地形、中纬度系统等的作用,台风变化较为复杂,由于模式分辨率和物理机制的限制,路径预报难度加大,不利于防灾减灾工作的部署。
　　我国近海海洋环境复杂,台湾岛周围存在着黑潮、中尺度冷/暖涡;沿岸分布着不同强度的沿岸上升流,此外,海表温度(Sea Surface Temperature SST)和热通量都存在明显的南北和东西方向的梯度。这些因素都影响着海洋对途经近海的台风所提供的能量及其与台风之间的相互作用。然而,目前在我国近海海洋与台风活动的响应以及海洋要素(例如,海表温度、地形、海流)对台风的影响方面的研究比较少。因此,本文以2009年台风“莫拉克”为例,利用AVHRR/AMSR、SODA卫星数据、TOPEX/Poseidon、Jason和ERS1/2等高度计的融合海表面高度距平资料和NASA数据库中的GSSTF2(Goddard Satellite-based Surface Turbulent Fluxes,version2)海表面热通量资料以及WRF模式、GRAPES-ECOM耦合模式,分析了台风登陆过程中台湾岛周围海域SST、海流、中尺度涡旋等的变化特点及其对台风的影响。卫星反演的海温数据和GRAPES-ECOM海-气耦合模式的模拟结果显示,开阔海域的海洋对台风“莫拉克”的响应特征和前人的研究比较一致;但在近海海域,由于海岸线的阻挡以及台风之前存在的冷涡的影响,路径左侧的响应强于路径右侧,不同水深处的最大降温位置都出现在路径附近偏左。
　　此次台风过程还使得近海海域的混合层明显变厚,台湾东北角的彭佳屿冷涡增强。此外,WRF模式结果表明,宽阔洋面上,台风活动导致的SST变化虽然减弱了台风强度,但对路径的影响小。沿海的SST梯度加强了台风的非对称结构,使得台风向非绝热加热大值区(台风北部)偏移。考虑了近海SST梯度的海峡试验和定常SST试验相比,沿海路径向北偏差最大可达134km,与2009年中央气象台台风路径24小时的综合预报误差119km相当。这说明为进一步提高我国近海海域的台风路径预报水平,需要考虑近海SST非均匀分布的特征。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 我国近海海洋环流特点

1.3 台风活动和近海海洋相互作用的研究进展及问题的提出

1.3.1 海洋对台风的响应

1.3.2 海洋对台风活动影响

1.4 本文研究内容及各章节安排

第二章 模式介绍

2.1 中尺度模式WRF介绍

2.1.1 WRF模式的发展过程

2.1.2 WRF模式的特点

2.1.3 WRF模式的程序结构

2.2 大气-海洋耦合模式GRAPES-ECOM介绍

2.2.1 GRAPES模式介绍

2.2.2 ECOMSED模式介绍

2.2.3 GRAPES-ECOM模式建立

2.3 模式设置

2.3.1 WRF模式

2.3.2 GRAPES-ECOM耦合模式

2.4 耦合模式测试

第三章 典型个例的数值模拟

3.1 0908号台风“莫拉克”活动情况及资料介绍

3.1.1 0908号台风“莫拉克”活动情况

3.1.2 资料介绍

3.2 近海海洋对台风的响应

3.2.1 台风过程中近海海温的变化特征

3.2.2 混合层厚度的变化

3.2.3 海流对台风的响应

3.2.4 台风对其路径附近的中尺度涡旋的影响

3.2.5 小结与讨论

3.3 海温变化对台风活动的影响

3.3.1 模式试验设计

3.3.2 控制试验和敏感试验的结果分析

3.3.3 小结与讨论

第四章 总结和讨论

4.1 主要结论

4.2 讨论与展望

致谢

参考文献

作者简介

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