影响台风强度变化的同心眼墙替换和海气相互作用的机理研究

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1、螽蠹犬爨。NANJINGUNlVERSITYPh．D．DissertationASmdyontheTwoProcessesControllingtheHurricaneIntensityChange：ConcentricEyewaUCycleandAir-SeaInteractionbyQIUXinMajor：HurricaneDynamicsandNumericalSimulationAdvisor：Prof．TANZhe．MinSchoolofAtmosphericSciencesNanjingUniv

2、ersityMay2010南京人学博士学位论文致谢lIlllllllIIIIIII11111lY2372418本论文是在谈哲敏教授的精心指导下完成的。真诚感谢谈老师五年来对我的悉心教诲和尽心指导。谈老师严谨的治学精神，自信乐观的生活态度，坦诚、豁达的性格深深影响着我。他渊博精深而又不失条理的学术知识，高瞻远瞩的学术眼光，精益求精、孜孜以求的进取精神以及极为敏锐的观察和分析能力更成为我今后科研道路上追求的目标。谈老师不仅教授于我丰富的科学知识、正确的思维方式和正直的科研态度，还引导我如何把握自己的学术方向、寻

3、找自己的学术之路和规划自己的未来人生，这些都将成为我一生铭记珍惜的宝贵财富。论文完成之际，谨向谈老师表示深深的谢意!在中尺度灾害性天气教育部重点实验室学习的这几年里，得到了诸位老师的关心和帮助。在此，向尊敬的伍荣生院士、赵鸣教授、王元教授、方娟教授、潘益农副教授、陈宝君副教授、张熠副教授、汤建平副教授、赵坤副教授、储惠芸老师、王其伟老师、唐晓东老师、储可宽老师、舒守娟老师和明杰老师表示深深地感谢和敬意，他们所营造的宽松而又活跃、严肃而又不失融洽的学术氛围，令我深受其益。同时感谢郭传江老师和张少宝老师提供了完

4、善的计算设备和技术保证。特别感谢刘建勇师兄、朱爱军师兄、唐锦赞师兄和鲍旭炜师兄，帮助解决数值模拟和动力学研究中遇到的问题和困难。感谢师兄张进、周祖刚、马雷鸣、罗晓春和师姐邓远平、王赞、黄鹂、雷荔傈的热情关心和帮忙。感谢聂高臻、杨舒楠、吴钲、李唐棣等同门，感谢施伟、宋金杰、唐晓文、白莉娜、韩珏靖、潘玉洁等同学，让我能够在一个和睦的大家庭中愉快地渡过这段求学生涯。是他们点点滴滴的帮助，使我得以顺利完成论文，与他们共度的这段求学之路将成为我美好的回忆。最后，衷心感谢父母对我多年来的养育和栽培之恩，感谢我的妻子一直

5、以来对我的鼓励和照顾，是他们无私的关爱与亲情一直支持和激励着我，成为我不断前进的动力。在此致以我诚挚的敬意和祝福!仇欣201O年5月南京人学博上学位论文毕业论文题目：仇欣指导教师(姓名、职称)：达堑筮塾撞：盘主摘要在过去的三十年中，数值模式对台风路径预报的能力有了极大的提高，但是对台风强度的预报技巧仍然十分有限。除了大尺度的环境因子以外，造成台风强度和结构的变化的因子主要包括台风内部动力过程和海一气相互作用。正确的描述台风内部多尺度的动力学过程以及台风与海洋的相互作用，是提高数值模式对台风强度预报技巧的重要

6、途径。同心眼墙替换(concentriceyewallreplacement)是影响台风强度变化的一种重要的过程。在该过程中台风涡旋与其内部多尺度非对称结构(如内螺旋雨带和外螺旋雨带)之间复杂的相互作用。利用高分辨率、完全物理过程的中尺度数值模式，以一个理想台风涡旋为初始条件，进行数值试验模拟并研究了台风双眼墙的形成问题。在分析台风双眼墙形成假说一eta边区轴对称化(betaskirtaxisymmetrization，BSA)的基础上，并着重分析了涡旋罗斯贝波(vortexRossbywaves，VRWs

7、)在双眼墙形成中的作用。在双眼墙形成的前期，台风内核区外部的对流组织成一条外螺旋雨带。外螺旋雨带中伴随对流细胞(convectivecell)的垂直上升气流通过涡管倾斜作用，产生一系列的PV偶极子，这些PV偶极子沿着螺旋雨带向内移动，最终在beta边区被轴对称化。在双眼墙形成以前，模拟台风出现一个快速增强阶段，期间台风内核区的非对称结构以涡旋热塔(vorticalhottowers，VHTs)以及离散和切变涡旋罗斯贝波(discreteandshearedVRWs)为主。切变涡旋罗斯贝波不断地从眼墙向外传播

8、，并且在其凝滞半径南京大学博士学位论文(stagnantradius)处产生一个一定强度的次级环流。在凝滞半径处的平均切向风速也有增加，主要归因于两种过程：(1)与次级环流相伴随的底层辐合和(2)波一流相互作用，利用角动量收支计算验证了这两种过程的作用。伴随平均切向风速的增加，平均涡度径向梯度在凝滞半径处也随之加强，使得beta边区径向向外拓延。所以，VRW凝滞半径机制和BSA机制在台风双眼墙形成的过程中可以相互