水汽影響熱帶氣旋結構的機理研究

《水汽影響熱帶氣旋結構的機理研究》是依託北京大學，由張慶紅擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：水汽影響熱帶氣旋結構的機理研究
• 項目負責人：張慶紅
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

熱帶氣旋是影響全世界的高影響天氣，受觀測條件的限制，過去的研究多側重於熱帶氣旋的強度和路徑，而結構往往被忽視。近年來迅速發展的衛星遙感技術為人們提供了大量熱帶氣旋精細結構多樣性的事實，因此對熱帶氣旋的結構及其變化研究已經迫在眉睫，也是當前熱帶氣象學研究領域的前沿問題。水汽是熱帶氣旋的能量來源，最新的觀測研究表明不同的水汽背景伴隨著不同的熱帶氣旋結構。本項目將全面利用衛星遙感，中尺度天氣學分析，數值模擬和大氣動力學等手段全面研究熱帶氣旋環境場水汽對熱帶氣旋結構及其變化的影響，揭示熱帶氣旋的結構對不同水汽分布的回響機制，發現熱帶氣旋對水汽回響過程中結構的各個因子intensity， strength 和 size 之間的動力學關在線上制，探討熱帶氣旋核心和外核在不同水汽背景下的相互作用，為熱帶氣旋結構及其變化的預報提供理論依據。

結題摘要

熱帶氣旋是影響全世界的高影響天氣，受觀測條件的限制，過去的研究多側重於熱帶氣旋的強度和路徑變化，尺度變化往往被忽視。雖然熱帶氣旋的路徑預報水平逐年升高，但是強度預報則提升有限，因此有必要從尺度的角度考慮熱帶氣旋的強度與結構變化的關係。近年來迅速發展的衛星遙感技術為人們提供了大量熱帶氣旋精細結多樣性的事實，因此對熱帶氣旋的結構及其變化研究已經迫在眉睫，也是當前熱帶氣象學研究領域的前沿問題。水汽是熱帶氣旋的能量來源，最新的觀測研究表明不同的水汽背景伴隨著不同的熱帶氣旋結構。本項目全面利用2003~2013年，TRMM衛星和熱帶氣旋的Best Track資料，對西北太平洋的熱帶氣旋的尺度和強度及其變化進行了統計，發現有記錄的362個熱帶氣旋，其中包含強度和尺度觀測值的記錄共有4670個，強度的平均值為43.1m/s，尺度的平均值為210.7km，利用分類統計的方法，發現強度“增強”與強度“減弱”的相比，“增強”的熱帶氣旋整體上水汽要比平均值多，“減弱”的要比平均值少。尺度“增大”與尺度“縮小”的相比，基本上呈現出“增大”的熱帶氣旋外圍水汽要比平均值多點，“縮小”的熱帶氣旋要比平均值少，結果充分證明熱帶氣旋的強度和尺度的變化過程與和環境場水汽有很好的對應關係；在觀測基礎上，利用中尺度天氣學分析，數值模擬和大氣動力學等手段揭示熱帶氣旋的結構對不同水汽分布的回響機制，發現熱帶氣旋對水汽回響過程中強度和尺度之間的動力學關在線上制，探討熱帶氣旋核心和外核在不同水汽背景下的相互作用。本項目的結果豐富了人們對於熱帶氣旋強度與尺度變化的認識，為熱帶氣旋結構及其變化的預報提供理論依據。