文档介绍：南京信息工程大学
博士学位论文
中尺度地形与涡旋自组织对登陆热带气旋影响的研究
姓名:高云
申请学位级别:博士
专业:气象学
指导教师:罗哲贤
20090501
中尺度地形与涡旋自组织过程对登陆热带气旋影响的研究摘要大气中不同类型、形状、时空尺度和结构的涡旋,在地球气候系统的能量和物质循环中扮演着极其重要的角色。在热带气旋及相关灾害性天气的预报理论中,不同尺度涡旋之间的相互作用一个十分重要的科学问题,也是世界各国科学家共同面临的难点问题。从自组织动力学的角度研究大气中不同尺度涡旋之间的相互作用,为进一步深化对热带气旋发生、发展机制的认识提供了一条新的分析思路。在热带气旋的研究中,地形在对涡旋结构、移动路径、强度和相关强降水事件的影响是广受关注的另一个重要的科学问题。本论文通过数值试验、个例诊断分析和数值模拟的方法,对涡旋臼组织过程中中尺度地形的作用和自组织过程在涡旋维持阶段的作用进行了分析,包括以下主要内容:首先,本论文利用简单浅水波方程模式对有弱环境流场、有/无地形情况下的多尺度涡旋自组织过程进行了模拟,分析了地形对轴对称化过程和终态涡旋强度的影响。并对其中的机理进行了分析,结果表明:薜匦问保跏涡共存的菲轴对称流型经涡自组织可以演变为一个准轴对称的类台风涡;引入地形后,这个准轴对称的准终态流型不能形成;谐叨鹊匦我牒螅贾仗械空间尺度缩小,涡中心的相对涡度值显著加大,局地最大风速明显增加;析认为,由于在初始场上引入地形不会改变区域总动能,地形对准终态涡产生的挤压作用直接导致了其空间尺度缩小、能量集中,使得准终态涡相对涡度增加、最大风速加大、强度增加。其次,本论文以登陆后维持时间较长,强度不大,但致灾后果严重的号强热带风暴8隼酆嫌τ梦佬恰⒗状铩⒓用茏远竟鄄馐莺蚇再分析数据,诊断分析了多尺度涡旋自组织过程在止蹋约坝肫湎关的大范固、持续性强降水事件中的作用。结采表明:却诘闹屑砍度涡旋分布在最大风速半径附近,且分布不均匀;【尺度涡旋系统与中尺南京信息工程大学博士学位论文摘要
度对流云系有较好的对应关系,低层高位涡区内往往有中尺度对流云团发展;地面辐合线或切变线有利于中叨榷粤髟仆诺姆⑸⒎⒄购臀郑⑹蛊溲氐面辐合线移动;状锿忌峡梢怨鄄獾街叨仍仆拍谟惺鲋醒境叨鹊亩粤单体活动,涡旋合并使对流云团的强度增强,产生更强的降水;治鋈衔#发展提供了有利的环流背景;在有利的环流背景下,不断生成的中丫尺度对流单对流云团的自组织又对应了位涡的合并,对维持中叨任行那慷绕鸬搅嘶是来源于台风环流域内的对流云团,而是受台风外围环流影响下形成的多个中小尺度涡旋之间自组织的结果;徘咳却绫〣登陆前后小时二阶段的多涡自组织过程。值囟喑叨任行涞淖宰橹蹋通过本论文的研究,可以得出以下基本结论:关键词:中尺度地形,涡旋,自组织,强度变化,热带气旋涡旋自组织对于登陆气旋的维持机制是:中仪尺度涡旋系统的存在,为对流云的体,自组织起来形成中尺度对流云团,并在对流层低层产生了位涡;中叨作用,进而使登陆气旋在陆地上存在较长时间。第三,利用J降哪D馐涑鼋峁缘锹饺却隼喙厍拷邓录中的自组织过程进行了进一步的分析。结果表明:⑶拷邓亩粤飨低巢里强降水相关的自组织过程是分阶段进行的,即第一阶段的双涡自组织过程和第强热带风暴喙厍拷邓录⑸闹饕6啤在涡旋的自组织过程中,中尺度地形的存在可以使准终态涡强度增加;涡旋外围的自组织过程是登陆气旋得以维持的重要机制之一;台风外围中小尺度涡旋之间自组织,是引发强降水事件的重要原因。南京信息工程大学博士学位论文中尺度地形与涡旋自组织过程对登陆热带气旋影响的研究
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学位论文使用授权声明学位论文独创性声明本人郑重声明:⒓岢忠浴扒笫怠⒋葱的科学精神从事研究工作。⒈韭畚氖俏腋鋈嗽诘际χ傅枷陆械难芯抗ぷ骱腿〉玫难芯砍晒⒈韭畚闹谐耐猓惺笛椤⑹莺陀泄夭牧暇钦媸档摹⒈韭畚闹谐暮椭滦坏哪谌萃猓话渌嘶蚱渌挂丫⒈砘蜃过的研究成果。⑵渌径员狙芯克龅墓毕拙言诼畚闹凶髁松鞑⒈硎玖诵灰狻作者签名:本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版;有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索;有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。期:日南京信息工程大学博士学位论文涡旋自组织与中尺度