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热带气旋经过岛屿地形强度及结构变化的数值模拟研究

作　者: 班浩然
导　师: 端义宏
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 气象学
关键词: 热带气旋岛屿地形数值模拟强度变化结构变化
分类号: P458.124
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文用理想数值模拟分析的方法,在MM5模式中构造对称初始涡旋,在理想的环境场中发展为成熟的TC并移动经过从台湾岛抽象出的岛屿地形,揭示岛屿对TC强度和结构影响的机理。结果表明,在有背景气流和固定SST的情况下,用一个相对较弱的气旋性涡旋作为模式的初始场,得到的TC的强度、结构等各项特征指标,与实测和已有成熟研究结果基本相符,理想模拟试验的方法对TC强度及结构变化的模拟具有很好的可靠性和客观性; TC中心登岛至到达岛屿山顶过程中,由于岛屿地形的抬升作用使得垂直方向上产生了局地的狭管收缩效应,使得TC在通过时强度短暂加强;TC在过岛过程中,风速垂直结构以及暖心结构的对称性会因地形的抬升和扰动影响而破坏,同时二者的大值区范围缩小;TC在过岛时,暖心结构在中高层分裂成一大一小两个部分,低层暖心偏离TC低压中心而伸向地面, TC由准正压系统变为斜压系统,使得TC整体强度减弱;TC过岛时,岛屿背风坡处的气流会加强至和TC中心最大风速相当大小,这一现象的主要原因是过岛气流被压缩后,由本来的亚临界流变成超临界流在岛屿背风坡上呈加速流状态流动,同时背风坡上的地形波破碎区对来自低层的重力内波的反射是造成低层过山气流在背风坡上得以继续加速的另一主要原因;同时次生低压对翻山后的TC中心的吸引融合加速了其过山后的北折过程;TC过岛后强度减弱十分明显,这是由于岛屿地形对环流摩擦阻力较大,对水汽供应的减弱和阻断,以及对TC对称结构的破坏。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章引言  8-18
  1.1 研究目的和意义  8
  1.2 台湾地形对TC 影响的研究进展  8-14
  1.3 台湾地形对经过TC 强度影响的研究进展  14-16
  1.4 本文特色和创新点  16
  1.5 论文的结构和主要内容  16-18
第二章：热带气旋经过岛屿地形强度变化的数值模拟的可靠性分析  18-32
  2.1 数值模式简介  18-23
    2.1.1 MM5 模式  18-21
      2.1.1.1 MM5 模式概况  18
      2.1.1.2 MM5 模式垂直坐标  18
      2.1.1.3 MM5 模式水平坐标  18-19
      2.1.1.4 MM5 模式主要模块  19-21
    2.1.2 人造台风涡旋  21-22
    2.1.3 环境场  22-23
    2.1.4 岛屿地形  23
  2.2 试验设计  23-25
    2.2.1 试验参数设置  23-24
    2.2.2 可靠性试验方案设计  24-25
  2.3 模式检验  25-31
    2.3.1 无均匀流（CTRL-0）  25-30
    2.3.2 有均匀流（CTRL-NT）  30-31
  2.4 小结与讨论  31-32
第三章：热带气旋经过岛屿地形强度及结构变化的数值模拟  32-43
  3.1 试验设计  32
  3.2 试验结果分析  32-42
    3.2.1 路径变化  32-34
    3.2.2 强度变化  34-36
    3.2.3 海平面气压场  36-38
    3.2.4 流场  38-39
    3.2.5 风场变化  39-41
    3.2.6 暖心结构  41-42
  3.3 小结与讨论  42-43
第四章结论与讨论  43-45
  4.1 全文总结  43
  4.2 存在的问题和展望  43-45
参考文献  45-55
致谢  55-56
个人简介  56

热带气旋经过岛屿地形强度及结构变化的数值模拟研究

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