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β项和非线性平流对台风结构的作用 总被引：3，自引：2，他引：3
用二维Ｆｏｕｒｉｅｒ展开的解析方法和准地转正压模式数值试验的途径，在线性框架内分析了β项对台风结构的影响。指出相速不同和台风能量向外频散两者共同的作用使台风最大风速随时间合理地变化，而不是无限制地增长。非线性平流使台风涡旋衰减速率加快，因能量频散在台风中心以东方向形成的高值系统又使台风涡旋易于维持。 相似文献
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涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化的数值研究 总被引：1，自引：0，他引：1
余锦华 《南京气象学院学报》2003,26(2):172-180
设计了一个高分辨率f平面准地转正压涡度方程半谱模式，用以研究非线性对台风切向风速变化，以及不同初始异常条件下台风环流内涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化特征。6类(14组)试验的数值结果表明：非线性使台风切向风速的增强减弱，可能使最大风速半径收缩。初始扰动中心位置对涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化的影响明显。扰动中心在最大风速半径附近时，台风最大切向风速增强最多；异常中心在台风外区时，使最大切向风速减小。初始异常尺度(范围)减小对台风最大切向风速变化的影响减弱。双涡分布条件下，台风环流外区的涡旋使内区或近眼壁区对流涡旋对台风最大切向风速的影响减弱。 相似文献
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三类物理过程对台风强度影响的研究 总被引：4，自引：2，他引：4
文中设计了一个极坐标系的准地转正压模式 ,一个直角坐标系定常台风环流条件下的准地转正压模式和一个直角坐标系非定常台风环流的准地转正压模式 ,其径向或水平格距均为 2km ,以研究三类物理过程对台风强度的影响 ,即沿方位角方向的线性平流 ,沿径向的线性平流以及非线性平流对中尺度涡旋涡量内传和台风强度变化的影响。结果指出 :沿方位角方向的线性平流可导致螺旋状涡带的形成 ;沿径向的线性平流在一定的参数集合可使涡量内传 ,台风略有增强 ;定常台风环流条件下扰动涡量的非线性平流可使内传涡量明显增加 ,台风明显增强 ;非定常台风环流条件下非线性平流的作用具有两重性 ,一方面可使内传涡量增多 ,有利于台风的增强 ,另一方面 ,在涡量内传过程中 ,原先呈同心圆轴对称的台风基流结构受到破坏 ,形成复杂流型 ,这又使台风趋于减弱。最后讨论了这些结果在台风强度预测方面的可能应用。 相似文献
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非对称环流的细致结构与台风路径的摆动 总被引：3，自引：1，他引：3
田永祥 《南京气象学院学报》1994,17(4):399-404
应用准地转三层斜压模式数值模拟热带气旋的移动，详细分析热带气旋非对称环流的三度空间结构及其与热带气旋移动的关系。结果表明：非线性涡度平流与线性β项相结合不但可以产生大尺度β涡旋对，而且还可产生小尺度涡旋对；这两种不同尺度的非对称涡旋不断相互作用，导致热带旋移速的振荡和移向的摆动。 相似文献
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非轴对称双涡相互作用的研究 总被引：4，自引：3，他引：4
在平流动力学的框架内,用准地转正压涡度方程模式实施了19组试验,研究双涡合并的条件及较大尺度涡旋自组织的问题。结果指出:(1)存在着两个影响双涡合并的因素,即初始双涡中心之间的距离和初始涡旋的非轴对称分布。初始两个对称涡旋合并具有明显的临界距离效应,但初始两个非轴对称涡旋能否合并还受到初始涡旋的非对称结构的复杂影响。(2)存在着两类不同的较大尺度涡旋的自组织过程,形成较大尺度涡旋。第一类,初始两个涡旋相同,均呈轴对称分布。双涡作用经历了缓变、快变,以及涡量羽翼的生成、拉伸和发展的过程,合并后呈对称性流型;终态涡内区涡量的堆积来源于两个初始涡,终态涡外区的螺旋带来源于两个初始涡外缘线涡量羽翼的拉伸。第二类,初始两个涡旋不同,一个为椭圆型,一个为偏心型,均呈非轴对称分布。双涡作用中,椭圆涡一边互旋,一边向计算区域中心靠近,同时涡量范围加大,形成了终态涡的内核区;偏心涡一边互旋,一边被不断拉伸,形成了终态涡的螺旋带区;表现出终态涡内区的涡量堆集来源于椭圆涡,终态涡外区螺旋带主要来源于偏心涡的反复拉伸及断裂的特性。 相似文献
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通过对不同水平和垂直结构的高层冷涡在台风移动中的作用的对比试验，发现高层冷涡的水平和垂直结构变化会影响台风的运动。对总涡度倾向分布和强度的比较分析，发现正压过程主导台风运动的方向，而斜压过程在某些情况下对台风移速有很大影响。通过各动力项对总涡度倾向贡献的讨论，发现涡度平流对总涡度倾向正中心的贡献主要来自引导气流对非对称涡度场的平流。散度场贡献主要来自行星涡度和非对称散度相关场。最后还得到预报性的结论:台风朝对流层上层的辐合中心或对流层中下层辐散中心方向移动。 相似文献
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本文采用非线性动力系统数学模型,探讨了轴对称涡旋运动平衡态、失稳和突变现象的影响因子。提出了低涡、台风系统扰动异变现象不仅与对流加热、耗散因子相关,而且还与系统外界热量、动量的非线性平流、下垫面的感热、潜热输送结构相关。本文还导出了系统突变相关因子的临界关系式。 相似文献
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本文利用一个描写对流层和平流层运动的三层模式,以最简化的非线性积分的方法,讨论了偏心绕极涡旋的存在及其与地形、热源的关系,并用瞬时作用的关系式讨论了偏心绕极祸旋的特性。 文中得到了偏心绕极涡旋的一些动力特性,例如:β效应大于涡度平流;温度平流与涡度平流相比,在偏心涡旋中比在移动性长波中更为重要,说明这类涡旋具有更大的斜压性;在冬季由于它的存在,有可能使得平流层的强大扰动直接影响到对流层。 在北半球,大地形和热源的偏心不对称分布,对纬围环流可以产生偏心扰动。在对流层用数值积分得到的第5天的结果,同模型实验及实况观测都比较相似。 相似文献
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基于CMA-TYM的3DVar系统,发展了利用扩展控制变量引入流依赖背景误差协方差(集合扰动成员统计表达)的混合En3DVar同化方案。测试显示,单点台风中心气压数据同化会引起风场非对称增量形成,以及导致传统3DVar方案认为不相关的湿度增量出现。台风个例试验表明,混合En3DVar方案能提取台风内零散观测资料信息,并按实际台风动力特征和分布区域向四周传播,从而影响分析场中台风涡旋强度、结构。同时,与3DVar方案相比,混合En3DVar方案对提高台风路径、强度预报效果明显。 相似文献
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The dynamics of tropical cyclone is investigated in a nondivergent barotropic model with no basic flow. The effect of nonlinear term on the movement and development of tropical cyclone is emphatically demonstrated. The advection of asymmetric vorticity by the symmetric flow(AAVS) produces the small-scale gyres(SSGs). The SSGs counterclockwise rotate around the tropical cyclone center. The interaction of SSGs with the large-scale beta gyres(LSBGs) leads to the oscillation in translation speed and vacillation in translation direction for tropical cyclone. The advection of symmetric vorticity by the asymmetric flow(ASVA) steers the symmetric circulation of tropical cyclone. The ventilation flow vector determined by the asymmetric flow is close correlated with the motion vector of tropical cyclone. The nonlinear advection of relative vorticity is an order of magnitude greater than the linear advection of planetary vorticity, However, the asymmetric circulation created by the planetary vorticity advection provides a background condition for anomalous motions of the tropical cyclone. The combination of the linear and nonlinear effects results in accelerated, decelerated, changing direction and/or counterclockwise looping motions of the tropical cyclone. 相似文献
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The dynamics of tropical cyclone is investigated in a nondivergent barotropic model with nobasic flow. The effect of nonlinear term on the movement and development of tropical cyclone isemphatically demonstrated. The advection of asymmetric vorticity by the symmetric flow (AAVS)produces the small-scale gyres (SSGs). The SSGs counterclockwise rotate around the tropicalcyclone center. The interaction of SSGs with the large-scale beta gyres (LSBGs) leads to theoscillation in translation speed and vacillation in translation direction for tropical cyclone. Theadvection of symmetric vorticity by the asymmetric flow (ASVA) steers the symmetric circulationof tropical cyclone. The ventilation flow vector determined by the asymmetric flow is closecorrelated with the motion vector of tropical cyclone. The nonlinear advection of relative vorticityis an order of magnitude greater than the linear advection of planetary vorticity, However, theasymmetric circulation created by the planetary vorticity advection provides a background conditionfor anomalous motions of the tropical cyclone. The combination of the linear and nonlinear effectsresults in accelerated, decelerated, changing direction and/or counterclockwise looping motions ofthe tropical cyclone. 相似文献
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The effect of baroclinicity on vortex axisymmetrization is examined within a two-layer dynamical model.Three basic state vortices are constructed with varying degrees of baroclinicity：（i） barotropic,（ii） weak baroclinic,and （iii） strong baroclinic.The linear and nonlinear evolution of wavenumber-2 baroclinic disturbances are examined in each of the three basic state vortices.The results show that the radial propagating speed of the vortex Rossby wave at the lower level is larger with the stronger baroclinicity,resulting in a faster linear axisymmetrization process in the stronger baroclinic vortex.It is found that the nonlinear axisymmetrization process takes the longest time in the strongest baroclinic vortex among the three different basic vortices due to the weaker kinetic energy transfer from asymmetric to symmetric circulations at the lower level.A major finding in this study is that the same initial asymmetric perturbation can have different effects on symmetric vortices depending on the initial vortex baroclinicity.In numerical weather prediction models,this implies that there exists a sensitivity of the subsequent structural and intensity change solely due to the specification of the initial vertical shear of the tropical cyclone vortex. 相似文献
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Initial mesoscale vortex effects on the tropical cyclone(TC) motion in a system where three components coexist(i.e.,an environmental vortex(EV),a TC,and mesoscale vortices) were examined using a barotropic vorticity equation model with initial fields where mesoscale vortices were generated stochastically.Results of these simulations indicate that the deflection of the TC track derived from the initial mesoscale vortices was clearly smaller than that from the beta effect in 60% of the cases.However,they may have a more significant impact on the TC track under the following circumstances.First,the interaction between an adjacent mesoscale vortex and the TC causes the emergence of a complicated structure with two centers in the TC inner region.This configuration may last for 8 h,and the two centers undergo a cyclonic rotation to make the change in direction of the TC motion.Second,two mesoscale vortices located in the EV circulation may merge,and the merged vortex shifts into the EV inner region,intensifying both the EV and steering flow for the TC,increasing speed of the TC. 相似文献
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大尺度涡旋的正压不稳定 总被引：5，自引：4，他引：5
用极坐标中线性化的正压涡度方程，将大尺度圆形基流上扰动的稳定性问题化为广义特征值的问题，得到了扰动振幅增长率沿方位角方向波数的关系。然后以不稳定模态的扰动流函数场作为初始场，在强、弱两类圆形基流的条件下，用直角坐标中准地转正压模式，分别实施积分时间为６０ｈ的试验。结果在模式大气中，初始扰动均随时间而增幅；强圆形基流的扰动增幅更快，并形成与台风螺旋云系看似有些相近的结构。 相似文献
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随机分布的小尺度涡旋场对台风路径影响的研究 总被引：2，自引：1，他引：1
文中用正压原始方程模式和理想初始场研究了随机分布的小尺度涡度场对台风路径的作用.在模式初始场上,有一个理想的副热带高压脊、一个台风和一个随机生成的小尺度涡度场.设计实施两组试验,记为试验A和试验B,积分时间为56 h.每个试验的初始场上各有100个随机分布的小尺度涡.除了小尺度涡的空间位置不同以外,两组试验其余的试验条件全部相同.模式积分的结果指出:小尺度涡不同的空间分布可以引起台风外围水平风速的差异,进而改变台风环境引导流的强度.在24、36和48小时,试验A沿东西方向环境引导流分别为7.8、8.2和8.7 m/s,24-48小时平均值为8.2 m/s,沿南北方向环境引导流分别为0.9、1.8和2.5 m/s,24-48小时平均值为2.1 m/s;试验B沿东西方向分别为8.3、9.5和9.7 m/s,24-48小时平均值为9.5 m/s,沿南北方向分别为2.3、2.3和5.9 m/s,24-48小时平均值为3.4 m/s.环境引导气流强度的小同导致未来台风中心位置的不同.两组不同的初始随机涡度场可以引起48 h以后台风中心相距约120 km.副热带高压与台风相互作用的动力学表明:当初始台风位于副热带高压脊与赤道之间时,局域的绝对涡度梯度与台风传播的关系足南若干个不规则的散布点表征的.引进随机涡度场以后,副热带高压脊、台风和小尺度涡旋三者的共同作用使得绝对涡度梯度与台风传播之间的关系复杂化,除了会出现不规则散布点的特征外,还可显示出两者之间的高相关特征. 相似文献
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雷小途 《热带气象学报(英文版)》1998,4(2):131-140
Using the barotropic volticity equation that contains forcing from diabatic heating with appropriate parameterization. a number of numerical experiments are conducted for the tropical cyclone that is initially symmetric The result shows that the diabatic heating has important effects on the asymmetric structure in addition to the roll of the β term and nonlinear advection term in its formation. It again confirms the conclusion that the diabatic heating is a possible mechanism responsible for such structures in the tropical cyclone. 相似文献
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Scale interaction in the Western Pacific Monsoon 总被引：9，自引：1，他引：9
G. J. Holland 《Meteorology and Atmospheric Physics》1995,56(1-2):57-79
Summary The lower-tropospheric scale interactions occurring in the summer monsoon of the western North Pacific are reviewed and summarised in a conceptual model. Diabatic heating produces a circulation with similar characteristics to those that are observed. In the lower troposphere the advection of vorticity by the divergent wind produces a compact, and more intense response than in the upper levels. Subsequent phase dispersion westward, and group propagation eastwards, lead to a monsoon depression in convectively suppressed conditions, a westerly jet with cross-equatorial flow, and a strong confluence region to the east of the monsoon depression.I suggest that this confluence zone traps tropical waves in the mid-lower troposphere in a similar manner to the accumulation and emanation mechanisms described by Chang and Webster. The details of the convection in the confluence zone are of little direct consequence to the monsoon circulation, which is similar in scale to the deformation radius for the undisturbed tropics. However, mesoscale convective systems can both self organise into larger coherent structures and produce vortices of horizontal scale 100–200 km, which are long-lived and potentially have considerable indirect influence on both the monsoon and embedded systems, such as tropical cyclones. The confluence zone provides an excellent environment for tropical cyclone formation, which is enhanced by the presence of a previously developed tropical cyclone. Scale-interaction arising from the merger of developing vortices and the large monsoon depression can lead to development of a very large typhoon and rapid breakdown of the total monsoon circulation. The interaction of tropical cyclones with the mid-latitude systems is complex and not well understood, but recurving tropical cyclones may provide a major component of the emanation of energy to higher latitudes.With 16 Figures 相似文献
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台风榴莲（2001）生成初期中尺度涡旋合并过程研究 总被引：3，自引：1，他引：2
由于热带海洋上观测资料的稀缺和热带气旋系统本身发生、发展的复杂性,热带气旋生成机制研究领域至今仍然存在很多未解之谜。已有的观测和模拟研究证明,中尺度涡旋合并过程对于热带气旋的生成可能有触发作用,但尚未见到南海季风槽内热带气旋生成过程中中尺度涡旋合并现象的实例模拟研究。利用新一代中尺度天气研究与预报模式WRF对南海热带气旋榴莲(2001)生成过程中的中尺度涡旋合并过程进行了高分辨率(4 km)数值模拟,并与观测资料进行对比,利用模式输出结果重点分析两个中尺度涡旋合并过程中的主要动力学和热力学特征,并在此基础上进一步分析了合并过程中系统中心附近涡度方程中各项涡度收支的演变情况,最后通过两个敏感性试验与控制试验结果的对比,初步探讨中尺度涡旋合并过程对于热带气旋榴莲生成的作用。结果表明,南海季风槽中的新生中层中尺度涡旋V2,是榴莲生成过程中的主导涡旋,预先存在的东部低层的中尺度涡旋V1对于台风榴莲的生成则起到了辅助作用,两个不同高度的涡旋合并叠加促使涡度的辐合、辐散项率先在低层引起涡度的快速增长,随后垂直输送项在对流层中层对涡度的增长起主要作用。两个涡旋的最终合并,使热带气旋系统正绝对涡度在垂直方向上从低层到中层得以贯通,进而触发榴莲的生成。 相似文献