探析中国海区域海气相互作用对台风影响的数值试验

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1、武汉理工大学硕士学位论文中国海区域海气相互作用对台风影响的数值试验姓名：王思思申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：黄立文20060401武汉理工大学硕士论文摘要中国海是濒临西北太平洋的最大陆缘海，是西北太平洋台风三个主要发源地之～，主要分为台湾海峡以北的中国陆架海(渤、黄、东海，也称东中国海)和南中国海。它四季交替分明，沿岸径流多变，海底地貌复杂，具有复杂的天气、气候以及独特的热力和动力学特性。中尺度海气相互作用的天气现象如台风、入海气旋等在该区域活动频繁。众所周知，台风是发生在低纬度洋面上的一种强烈的中尺度暖性气旋性风暴，是威胁船舶安全航行的最严重的灾害性天气系统之

2、一。近十年来在中国海区域的发生的许多海难事故都与台风有关。随着改革开放不断深入和发展，我国沿海地区在国民经济中地位与日俱增，近海区域的海上运输也日益繁忙，南海和黄东海区域还是我国重要的海上养殖区和渔场，而台风却给沿海地区的经济和近海运输业带来极大的损失。因此研究台风过程中海气相互作用对台风过程的影响，使我们对我国大陆沿海及近海区域台风过程中海．气相互作用的机制以及物理过程有更深的了解，从而为精确的沿海台风预报和强天气过程下海洋环境预报提供更科学、更可靠的手段，为防灾减损，发展生产保障人民生命财产和近海船舶运输、海洋勘探、水产养殖的安全作贡献。本文将本课题组开发中尺度海一气耦合模式Mc

3、Mvl，0应用到中国海区域，并使用改进后耦合模式McM对5个中国海区域的台风个例进行批量试验，还对台风过程中海．气相互作用的影响进行了定量分析。本文主要的内容是第l章绪论简单介绍了耦合模式和中国海台风的研究意义和研究现状：第2章对耦合的两个模式分量进行了介绍，重点介绍了MM5v3摸式系统；第3章的内容是耦合模式的在中国海区域的实现和对两个台风个例的试验结果的定量分孝厅；第4章选取了5个台风个例进行批量的耦合、非耦合模拟试验，并对批量试验模拟的结果进行了对比和分析；第5章是结论部分。对台风耦合批量模拟试验的定量分析表明：McM所描写的中尺度海．气相互作用过程能在一定程度上改进台风的路径

4、模拟，其中在模拟的48h耦合与非耦合试验结果相比，路径模拟误差减少≥45km(3例)、18km(1武汉理工大学硕士论文例)，误差增大了200km(1例)，但这种影响不显著，且无规律可循。海一气相互作用对于强度的影响要更加明显，能较好地改进台风预报的强度，特别是后期强度。对于批量试验中的5个个例，耦合控制试验与非耦合控制试验比较48h误差分别减少3hpa～13hpa。海气相互作用对台风强度的影响与SST的显著降低密切相关，其过程是缓慢且具有积累性。所以在耦合试验的后期海气相互作用对于台风强度的影响才会有所体现。台风移动的越慢，SsT降低的越多，海气相互作用对台风的强度影响越大。海．气相

5、互作用使SST出现大幅度下降，最大降幅达5℃左右，呈现中心比周围降幅大，以及左弱右强的不对称性分布，其中冷水抽吸和大风卷夹是引起异常降温的主要原因。海一气相互作用减弱了台风中心的暖核结构，减少了相对湿度，在暖核中心对应地面降温较大的一侧，低层温度减小达2。C以上，相对湿度减小10％一60％，且影响可深入到对流层顶。耦合后气旋中心附近的垂直运动受到抑制，垂直速度减小O．1—0．4m／s。耦合对于垂直运动的影响一直延伸到200hpa的高层。海一气相互作用对大气变量的中尺度变量如大气低层风速、气温等也产生了明显的影响。热带气旋．海洋相互作用不改变地面大风的不对称分布，但使热带气旋中心近地层

6、风速(除右侧大风区外)减小3—8m／s，大风区风速增大2．6m／s，地面温度降低1。c以上，且降温区在与较大的SST下降区域相对应。海气相互作用改进了台风暴雨的落时、落区及降水强度。主要落区误差的修正位于台风移动路径的右侧并同主要的sST降温区有关。海一气相互作用使48h对流性降水减少约20—160mm；对非对流性降水的影响，无规律可循，根据各个个例的不同增加或减少。海．气相互作用使SsT发生显著变化，sST下降使海面向上的热通量减少。潜热通量减少比感热通量对ssT下降更敏感。关键词：中尺度海一气耦合模式中国海台风数值试验武汉理工大学硕士论文AbstractChinaSeawhjch

7、isborderedonthenorthwestPacificOceanisthebiggestpericontinentalseaandoneofthethreetropicalcyclonecradIeIandsiⅡthenorthwestPaci丘cOcean．ChinaSeaisdividedintoChineseShelfSeafBohal．YellowSeaandDonghai)a11dSouthChinaSeabytheTaiwaIlStra