《季風槽內南海颱風快速加強的機理研究》是依託南京大學，由陳小敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：季風槽內南海颱風快速加強的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳小敏
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
季風槽內熱帶氣旋的快速加強是颱風預報中的難點問題，目前仍然沒有有效的預報方法，尤其對於南海地區，熱帶氣旋登入前的快速加強往往導致防台工作的措手不及。熱帶氣旋的快速加強為大尺度環境與核心動力學機制協同作用的結果，伴隨複雜的多尺度相互作用過程，目前，我們對該問題的理解仍然不夠深刻，這也是限制熱帶氣旋強度預報水平提高的主要瓶頸。本項目擬通過觀測分析、實際個例高解析度數值模擬及敏感性實驗，結合動力學診斷分析及收支計算去深入探討季風槽在快速加強過程中所起的動力與熱力作用，揭示南海季風槽內熱帶氣旋快速加強的關鍵物理過程與動力學機制。研究成果將有助於加深熱帶氣旋快速加強研究領域的動力學認識，為提高南海季風槽內熱帶氣旋快速加強的預報水平提供科學依據。
結題摘要
垂直風切變環境下熱帶氣旋的快速增強是颱風預報中的難點問題，目前仍然沒有有效的預報方法，尤其對於南海地區，熱帶氣旋登入前的快速增強往往導致防台工作的措手不及。在夏季季風槽背景下，南海強環境風切變使得颱風渦旋垂直結構發生傾斜並更容易遭受環境乾空氣的侵入，這些過程均不利於颱風的快速增強。本項目針對南海快速增強颱風的典型個例的高解析度數值模擬及敏感性實驗，結合動力學診斷分析及收支計算等手段，深入分析了季風槽環境下熱帶氣旋抵抗垂直風切變的動力學與熱力學機制，一系列相關研究成果均已發表在一流SCI期刊上，包括MWR, JAS，GRL。針對颱風Vicente(2012)的模擬研究結果表明，在快速增強啟動階段，季風槽背景環流可有效得將渦旋尺度擾動渦度向低層颱風中心方向輸送，從而有利於該階段颱風渦旋核心尺寸的快速收縮。進一步研究結果揭示出颱風抵抗強環境風切變的新途徑，即“順風切方向再生成機制”，即順風切一側強對流活動形成了一個垂直結構對齊的“新”的颱風中心，該中心尺度不斷增長並最終替代了傾斜的舊颱風中心。該機制有別於傳統軸對稱加強機理認識，對夏季季風槽環境下（中等強度風切變）弱階段颱風快速增強的機理提出了新見解，並具有一定普適性。熱力分析結果與敏感性測試表明，颱風核心垂直結構對齊有效地減小了邊界層以上的通風效應，增加了核心區的濕靜力能與相對濕度，並可有效區分快速增強與慢速增強的颱風。針對颱風Mujigae(2015)的改變海溫的不同實驗進一步揭示出，不同海溫下，渦旋先後均經歷了快速增強，渦旋的垂直結構對齊無法準確表征快速增強的啟動時間；相反，可以有效地指示快速增強的核心因子為緊湊的核心的形成。該系列研究成果系統揭示出渦旋核心結構及相應的熱力狀態調整為決定未來颱風增強速率的關鍵因子。這些重要研究成果與提出的新機制將有助於加深熱帶氣旋快速增強研究領域的動力學認識，為提高南海季風槽內熱帶氣旋快速增強的預報水平提供科學依據
