登陆台风“凡亚比”高分辨率数值模拟及降水的诊断分析

摘要

本文利用美国NCEP/NCAR1°×1°全球再分析资料(FNL)、 Micaps降水资料、风云卫星资料、雷达资料、CMA Best Track资料等常规和非常规观测资料,以及中尺度非静力数值模式WRF V3.2.1,针对2010年第11号台风“凡亚比”发展和演变及登陆过程开展了观测分析和高分辨率的数值模拟,基于模拟资料,利用多种物理诊断量对相关降水开展了模拟诊断研究。
　　主要结论如下:1.“凡亚比”台风是2010年登陆中国大陆的最强台风,也是唯一一个两次登陆(分别登陆台湾和我国大陆)的台风。通过对卫星云图、雷达回波、观测台风路径、24小时降水、以及登陆期间的高低空环流配置等观测资料的分析。观测分析结果表明,造成“凡亚比”台风路径变化以及两次在我国登陆,主要是环境引导气流的作用,特别是登陆我国大陆以后,占据我国大部分地区的陆地高压阻挡了“凡亚比”台风北上之路,致使其一直向偏西移动,直至填塞消亡。2.利用非静力中尺度数值模式WRF对2010年第11号台风“凡亚比”的开展了高分辨率的数值模拟,结果表明:模式较好地模拟再现了“凡亚比”台风的发展演变及其登陆过程。模拟的台风路径与观测路径比较一致,只是在长达5天的模拟后期,即台风登陆我国大陆后出现较大差别;同时台风强度的模拟与观测也有较好地吻合,变化趋势较为一致;模式较好的再现了“凡亚比”台风登陆期间大尺度环流的演变特征,台风环流与周围环流系统的相互作用;同时,模式对台风登陆期间主要的雷达回波特征以及6小时累计降水分布特征等,也具有一定的模拟能力,数值模拟取得了成功。3.基于“凡亚比”台风高分辨率数值模拟资料,利用散度垂直通量、湿位涡、热力切变平流参数、Q矢量散度、垂直螺旋度、热力垂直螺旋度以及对流涡度矢量对“凡亚比”台风发展演变及登陆期间带来的强降水开展了模拟诊断分析,结果表明:在整个关注时段内,散度垂直通量、湿位涡、热力切变平流参数、Q矢量散度、垂直螺旋度、热力垂直螺旋度以及对流涡度矢量的分布始终覆盖在地面降水区上空附近,这些诊断量与降水在空间分布和时间演变上均较为一致,对降水系统体现出一定的指示意义,其中散度垂直通量、垂直螺旋度、热力垂直螺旋度和Q矢量对强降水中心的指示意义更好。本论文的主要特色与创新点有:(1)利用中尺度非静力数值模式WRF对“凡亚比”台风开展了长达5天的高分辨率的数值模拟,模拟取得成功;(2)利用各种物理诊断量对“凡亚比”台风强降水过程开展了模拟诊断,探讨了不同因子对降水指示意义的差异。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究意义

1.2 国内外进展

1.3 主要研究内容与特色

1.4 论文主要章节安排

第二章 资料、研究方法和模式介绍

2.1 论文研究所用资料

2.2 研究方法

2.3 WRF模式简介

2.3.1 模式动力框架

2.3.2 模式运行流程图

2.3.3 WRF模式的物理参数化方案

第三章 登陆台风“凡亚比”观测分析

3.1 “凡亚比”台风简介

3.2 强度特征分析

3.3 雷达回波特征分析

3.4 24h累积降水分布分析

3.5 高低空环流形势分析

3.6 动力条件分析

3.7 小结

第四章 数值模拟及验证

4.1 数值模拟方案设计

4.2 数值模拟结果及验证

4.3 小结

第五章 模拟诊断分析

5.1 850hPa涡度诊断分析

5.2 850和200hPa散度诊断分析

5.3 散度垂直通量诊断分析

5.4 湿位涡诊断分析

5.5 热力切变平流参数的诊断分析

5.6 Q矢量散度诊断分析

5.7 垂直螺旋度诊断分析

5.8 热力垂直螺旋度诊断分析

5.9 对流涡度矢量(cvv)诊断分析

5.10 小结

第六章 结论

参考文献

致谢