热带气旋各个要素对于海洋上层响应的影响

摘要

热带气旋的强度、移动速度和最大风速半径均会对海洋上层的响应产生影响，研究它们对海洋上层响应的影响既有助于更准确的对热带气旋过后海洋水文状况进行预报，又可以提高对热带气旋本身强度、结构等预报的质量。
　　在进行海洋对于热带气旋响应的数值模拟时，选取准确的风应力摩擦系数是保证模拟结果质量的前提。通过对比选用不同风应力摩擦系数时飓风卡特琳娜（Kartrina（2005））造成的海洋上层响应得出，在高风速（≥33m/s）区域用Large and Pond（1981），Donelan et al.（2004）和Powell et al.（2003）摩擦力系数模拟的海表面流动和降温幅度依次减小，而且减小的百分比随着当地最大风速的增加而变大，但摩擦系数的不同并不会改变二者的空间分布。与卫星遥感海数据算得的海表面降温的对比表明，使用Powell et al.的风应力摩擦系数时所得的模拟结果与实测结果最为接近。
　　通过对比不同热带气旋引起的海洋上层响应得出：热带气旋造成的海表面降温的幅度以及各条等降温线的面积随着气旋强度和最大风速半径的增大而增大，随着气旋移动速度的增大而减小。热带气旋引起的海表面降温的空间分布主要受到气旋移动速度的影响，移动速度越小的气旋引起的海表面最大降温越靠近轨迹。
　　海表面降温与热带气旋三个要素的拟合结果表明：在气旋移动速度较慢（小于4.5m/s）时，热带气旋造成的海表面降温主要受到气旋强度和移动速度的影响；在气旋移动速度较快（大于4.5m/s）时，气旋移动速度的影响作用减弱，海表面降温主要受气旋强度的控制，而气旋最大风速半径的影响作用始终很小。
　　热带气旋引起的海洋内部的混合与上升流都能造成海表面降温，模拟结果的对比表明，混合造成的降温幅度随着气旋强度和最大风速半径的增大而增大，随着气旋移动速度的增大呈现先变大后减小趋势。上升流造成的降温所占总降温的百分比主要受到热带气旋移动速度的影响，而且是随着热带气旋移动速度的增大而减小的。移动速度较慢的热带气旋经过时，由于上升流可以将大量的冷水输运到较浅的水层，所以即使这时气旋造成的混合较弱，混合发生的深度较浅，气旋依然能引起比较大的海表面降温。而在气旋移动速度较大时，上升流对于海表面降温的贡献非常小，海表面降温基本由混合控制。在最大降温点处，随着移动速度的增加，上升流造成降温的迅速减小掩盖掉了混合造成降温的先增大后减小的趋势，所以气旋造成的海表面最大降温的幅度是随着气旋移动速度的增加而减小的。

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1.引言

1.1研究意义

1.2研究现状

1.3本文的主要内容

2.DPWP模式

2.1模式的基本方程

2.2模式中的混合参数化方法

3. 不同摩擦系数对于海表面降温模拟准确性的影响

3.1三种摩擦系数的参数化方法

3.2飓风卡特里娜

3.3模式参数设置

3.4模拟结果的对比

3.5卫星观测数据的对比

4. 热带气旋强度对于海洋上层响应的影响

4.1实验设计与模式参数设置

4.2对于上层动能和混合的影响

4.3对于海表面降温的影响

5. 热带气旋最大风速半径对于海洋上层响应的影响

5.1实验设计与模式设置

5.2对于上层流动和混合的影响

5.3对于海表面降温的影响

6. 热带气旋移动速度的影响

6.1实验设计与模式设置

6.2对于上层流动与混合的影响

6.3对于海表面降温的影响

7. 海表面降温与热带气旋要素的拟合与检验

7.1海表面最大降温的拟合

7.2气旋中心海表面降温的拟合

7.3对于拟合结果的检验

8. 上升流造成的海表面降温

8.1实验设计

8.2上升流造成降温的机制

8.3热带气旋强度的影响

8.4热带气旋最大风速半径的影响

8.5热带气旋移动速度的影响

9. 结论与展望

9.1结论

9.2未来展望

参考文献

致谢

个人简历及学术成果