2005年05号台风“海棠”路径变化分析和数值模拟

摘要

本文首先利用滤波方法将NCEP／NCAR提供的FNL风场资料分离出天气尺度和低频环流场,研究不同时间尺度环流对台风海棠(2005)路径的影响。从本文中可以观测到,除了B漂移外,台风与低频环流之间的相互作用也能令台风产生传播分量。随着台风不断靠近QBW气旋中心,由于Rossby波频散,将在天气尺度中台风中心东侧产生强烈的脊伸,造成台风东侧类似于季风涌的大风区并影响台风路径。这种台风与低频环流相互作用产生的传播分量将引导台风向东北运动。海棠的路径变化除了受到天气尺度波列的影响,变化较为缓慢的低频流场与台风运动也有很大的关系,它们对台风运动的影响有时候是相互配合,但有时候却是相互抵消的。热带气旋海棠路径的特征可以分两个主要阶段,在第一阶段,海棠西侧的天气尺度反气旋和低频流场副高南侧气流共同引导海棠向西南运动；第二阶段初期,天气尺度环流抑制海棠向北转向,但海棠西侧的QBW气旋和MJO尺度的气流共同引导海棠向北运动。海棠运动后期,海棠与低频气旋的相互作用导致了天气尺度流场中波列的产生和发展,形成了热带气旋的传播分量,令海棠产生了向东北转向的趋势,但是由于MJO环流场中副高的北抬和QBW气旋的引导,最终导致海棠向西运动.
　　 本文利用中尺度模式WRF-ARW对“海棠”的整体路径进行了模拟。控制性实验对“海棠”的路径和强度都模拟的较好,能够客观的反应“海棠”整个生命周期的路径和强度变化特征,这主要是由于对大尺度环境场的模拟比较好,将影响“海棠”运动的各个系统特征都模拟了出来,因此,可以利用控制性实验的结果来对海棠的路径变化进行分析。但需要指出的是,对“海棠”内部结构的模拟还不够好,模拟出的“海棠”结构分布比较对称,而且没有模拟出多眼墙结构的特征。为了研究台湾地形是否对“海棠”的整体路径有影响,本文还进行了去掉台湾地形的敏感性实验。实验结果显示,台湾地形对“海棠”在台湾附近的路径影响很大,但是从“海棠”的整体路径上看,地形并没有起到明显的作用,无论台湾地形是否存在,“海棠”向西运动的趋势依然稳定,没有受到影响。从大尺度环流的模拟来看,由于“海棠”不断向西北运动且强度较强,造成了副高的北抬和分裂,“海棠”位于副高西南侧,副高不断引导其向西运动,这说明,影响海棠整体路径的主要因为还是大尺度环流系统的变化。

目录

文摘

英文文摘

第一章 序言

1.1 引言

1.2 台风运动的研究进展

1.3 主要研究内容和技术方法

第二章 台风“海棠”的研究进展和不足

第三章 “海棠”台风异常路径分析(观测分析)

3.1 0505号台风“海棠”的活动

3.2 0505号台风“海棠”的引导气流和移动速度

3.3 多时间尺度环流对“海棠”路径的影响

3.3.1 滤波方法

3.3.2 海棠运动的第一阶段

3.3.3 海棠运动的第二阶段:第一次路径转折

3.3.4 第二次路径转折

3.3.5 天气尺度波列的形成和发展

3.3.6 实况资料分析总结

第四章 数值模拟结果分析

4.1 中尺度模式WRF简介

4.1.1 WRF模式的发展历程

4.1.2 WRF模式的特点

4.1.3 WRF模式的程序结构

4.2 模式试验设计

4.3 控制性实验模拟结果

4.3.1 台风路径的模拟

4.3.2 海棠移动速度的模拟

4.3.3 海棠强度的模拟

4.3.4 海棠结构的模拟

4.3.5 大尺度环流场的模拟

4.3.6 控制性实验总结

4.4 地形敏感性实验

4.4.1 “海棠”路径的模拟

4.4.2 “海棠”强度的模拟

4.4.3 位势涡度分析

4.4.4 地形敏感性实验总结

4.5 数值模拟总结

第五章 主要结论和工作展望

5.1 分析得出的主要结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

作者简介

论文附图