登入颱風雲系中列車效應回波帶形成機制研究

《登入颱風雲系中列車效應回波帶形成機制研究》是依託浙江大學，由翟國慶擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：登入颱風雲系中列車效應回波帶形成機制研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：翟國慶
• 項目類別：面上項目

項目摘要

我國登入颱風是嚴重影響沿海地區經濟、生命和財產損失等的重要因素。觀測發現颱風暴雨與螺旋雲帶密切相關，而強暴雨災害又常與颱風螺旋雲帶的對流單體帶狀偏離颱風中心運動有關，即颱風螺旋雲帶常存在呈強、狹、長帶狀雷達回波，該強回波帶有時與颱風螺旋環繞氣流呈短時切向運動，並隨對流單體連續運動而成呈現帶狀走向，由此造成暴雨對流單體的“列車效應”而產生重大災害。因此，本項目研究將利用颱風強暴雨的常規和非常規資料及同化方案，利用較好的中尺度數值模擬高分辨結果，分析研究我國東部登入颱風螺旋雲系中的線狀回波帶，以及線狀回波帶發生髮展形成機理與演變過程。在此基礎上進一步分析探討登入颱風螺旋雨帶中的線狀回波帶的中尺度強暴雨與中尺度環流之間的關係和預報信息。研究颱風線狀回波這一類型所發生的強暴雨帶中尺度系統發展的概念模型。

結題摘要

課題針對颱風螺旋雲帶中形成的列車效應並產生的重大暴雨災害為研究目標。通過對比試驗、調整、改進了經過實況對比和方差檢驗有效的邊界層參數化QNSE湍流長度尺度係數方案，由此改進了沿海降水和大風模擬試驗；以及利用全程同化和格線精度在1km、333m的高分辨雲模擬，利用獲得較好的模擬結果，開展實況和模擬診斷分析和模擬結果研究，揭示了颱風沿海列車效應發生髮展條件和維持機制，指出在有利的大尺度背景條件下，與沿海生成並穩定的中尺度擾動輻合線和擾動渦旋有關；也揭示登入颱風形成沿海非均勻陣風是造成沿海中尺度輻合場的重要原因之一；並研究了登入颱風暴雨列車效應過程中的雲微物理機理，發現列車效應階段雲微物理效應使得不穩定性從高層向低層遞增而垂直速度呈現隨高度遞增過程，這使得雲內凝結作用增強，從而有利降水的增加，從雲內微物理機制角度支持了颱風列車效應的強暴雨機理；研究還分析了雲輻射與微物理過程對區域平均降水、雨強和降水覆蓋率關係的影響以及輻射降水效應的物理機理。研究較好地完成了項目的研究目標，為進一步深入研究和預報颱風沿海強暴雨過程提供科學依據和技術方法參考。按照課題計畫要求，已發表論文9篇（其中SCI 論文5篇），另有2篇論文在投過程；培養博士生 2 人和碩士生1 人，並資助了1博士生去美國學習1年。