台风形成过程中三维结构变化的初步分析

台风形成过程中三维结构变化的初步分析 1, 2 1 1, 2黄新晴, 罗哲贤, 滕代高 ( 1. 南京信息工程大学 江苏省气象灾害重点实验室 , 江苏 南京 210044; 2. 浙江省气象台 , 浙江 杭州 310017 )摘要 :采用 NCEP /NCAR 全球对流层 1 ?×1 ?格点分析资料 , 选取 2000 年 0008 号台风 Je lawa t和 0010 号台风 B ilis两个登陆台风个例 ,计算了这两个台风形成过程中切向平均风廓线 、垂直速度场 和位涡场 ,讨论了这 2个台风形成过程中三维结构的变化特征 。结果明 ,在台风的形成过程中 , 最大风速增加 ,最大风速半径减小 ,垂直运动的范围从对流层中部向上向下扩张 ,垂直运动的强度 增大 ;正的位涡在台风中心上空聚集 ; 各物理量在对流层 850 hPa、500 hPa 的变化最为明显 , 在 300 hPa相对较弱。 关键词 :台风形成 ;三维结构 ;风廓线 ;垂直速度 ;位涡 中图分类号 : P447文献标识码 : A( ) 文章编号 : 1000 22022 2007 05 20648 209 Prelmi inary Ana lysis on Three2D im en siona l Structure of Typhoon dur ing Forma tion 1 , 2 1 1 , 2HUAN G X in2q ing, LUO Zhe2xian, TEN G D a i2gao ( 1. J iangsu Key L abo ra to ry of M e teo ro logica l D isa ste r, NU IST, N an jing 210044 , Ch ina; )2. Zhe jiang M e teo ro logica l O b se rva to ry, H angzhou 310017 , Ch ina ( ) A b stra c t: The th ree2d im en siona l struc tu re of two landfa lling typ hoon, Je lawa t and B ilis 2000 , du ring the ir fo rm a tion s is d iscu ssed ba sed on the NCEP /NCAR globa l tropo sp he ric 1 ?×1 ?ana lysis, u sing tangen2 tia l ave rage w ind p rofile, ve rtica l ve loc ity and po ten tia l vo rtic ity. The re su lts show tha t du ring the ty2 p hoon s’fo rm a tion, the rad iu s of m axim um w ind dec rea sed w ith inc rea se in m axim um w ind ve loc ity, and the ve rtica l mo tion in itia lly deve lop ed in the m id2tropo sp he re gradua lly enhanced and exp anded to the up 2 p e r and lowe r leve ls, sim u ltaneou sly. O n the o the r hand, the po sitive po ten tia l vo rtic ity ga the red gradua lly ove r the typ hoon cen te r, and the p hysica l va riab le s changed mo re obviou s a t 850 hPa and 500 hPa than 300 hPa. Key word s: typ hoon fo rm a tion; th ree2d im en sion struc tu re; w ind p rofile; ve rtica l ve loc ity; po ten tia l vo rtic ity 称为热带气旋 。根据该低压环流中心附近最大风速0 引言 ( V,热带气旋可分为 : 热带低压 1018 ,1711 m ? m ax - 1 - 1 ) ( ) s,热带风暴 1712 ,2414 m ?s,强热带风暴 在过去的 50 a里 ,热带气旋的路径预报已经取 得了显著的进步 ,但有关热带气旋强度和预报技术 - 1 - 1 [ 3 ] ) ( ) ( 15,3216 m ?s和台风 > 3216 m ?s。24的发展明显滞后 ,使得气旋形成的预报仍然有很多 [ 4 ][ 1 ] 陈联寿等 指出 :台风的形成包括台风的发生和发困难 ,到目前为止还不能准确地预报一个热带扰 [ 2 ] 展 。台风的发生是指一个弱的未闭合的扰动 ,如何 动能发展为热带气旋的过程 。准确的预报台风 发展成一个闭合的较深厚的热带低压 ; 而台风的发 的形成过程 ,对做好预防措施 ,减轻热带气旋的灾害 展是指这个热带低压如何增强达到台风的 。对 损失 ,是必不可少的。 ( ) 台风的形成机理 ,最初用第二类条件不稳定 C ISK 当热带海洋气压场上有一个闭合低压环流时 ,[ 5 26 ] [ 7 ] [ 8 ] 来解释 。 Em anne l、Ro tunno 等 的研究却表 收稿日期 : 2006 209 201;改回日期 : 2006 211 220 ( ) ( )基金项目 :国家自然科学基金资助项目 40333028 ;国家科技部项目 2005D IB3J104 ( ) 作者简介 :黄新晴 1983 2,女 ,甘肃环县人 ,硕士 ,研究方向 :天气动力学 , xinq ing973 @163. com. 明 ,中性层结的大气中也可能有热带气旋发生、发展 并维持 ,并用海 —气相互作用理论来解释热带气旋 的生成。C ISK机制和海 —气相互作用理论要求的 初始涡旋比实际观测到的热带气旋发生阶段的涡旋 [ 9 ] [ 10 211 ] 都要强的多 。 Simp son等 认为中尺度对流涡 旋之间的相互作用及合并对热带气旋早期的发展有 [ 12 ]重要贡献 。徐亚梅等 的数值研究结果表明 ,在热 带气旋的早期发展中 , 非对称流具有重要的作用 。 近年来的理论研究表明中层的位涡异常及低层的涡 [ 13 214 ] 度异常对中尺度涡度异常有重要作用 。从气 候统计特征来看 ,已有人提出全球变暖背景下热带 [ 15 ] 气旋的发生有减弱的趋势 。热带气旋早期发展 图 1 台风 B ilis和 J e law a t路径 F ig. 1 T racks of trop ica l cyc lone B ilis and J e law a t 物理机制的问还未完全解决 ,这与相应的诊断分 析较为欠缺有一定的联系。 2000 年 0010 号台风 B ilis 于 8 月 18 日 12 时 热带气旋结构和结构变化的研究受到长期的关 [ 4 ]() ( 世 界 时 , 下 同 在 西 北 太 平 洋 上 13710 ?E,注。陈联寿等 指出 : 冷空气入侵低纬度地区与热 ) 1115 ?N 生成 , 生成后沿西北方向移动 , 并于 19 日带气旋相遇 , 会造成眼壁、强对流及暖心结构的破 [ 16 ] 坏 ,眼壁附近的最大风速环流突然消失。罗哲贤 06时达到热带风暴强度 , 在 20 日 06 时达到台风强 β认为 ,线性平流 、效应和非线性平流 3 者的共同作 度 , 之后继续沿西北路径移动 , 最后在台湾登陆 。 用会产生台风的非对称结构以及台风边缘区域涡度 2000 年 0008 号台风 J e law a t于 8 月 1 日 06 时 [ 17 ] 场的破碎分布。C hen 等 进一步指出 , 文献 [ 16 ] ( ) 形成于关岛以北洋面 15210 ?E, 2211 ?N , 生成后向 [ 18 ] 中的结构变化使台风路径摆动或打转。M eng 等 西北偏西方向移动 , 强度迅速增强 , 于 1 日 12 时达 的研究表明 , 台风移近台湾岛时 , 地形作用会在岛屿 到热带风暴标准 , 2 日 00 时发展成台风 , 继续沿偏 两侧产生诱生低压 , 有时诱生低压会代替原来的台 风。在此过程中 , 台风的结构会明显改变。徐祥德 西方向移动 , 登陆后迅速减弱 , 消失 。 [ 19 ] [ 20 ] 等 和罗哲贤 的结果都表明 , 热源已成为影响 台风编号前 , 可以向前追踪它的前身 , 是一个闭 热带气旋结构的一个主要因子。在数值模式中加入 合的或未闭合的低压环流。为叙述方便 , 本文把热 倾斜非对称初始热带气旋 , 得到的模拟结果更接近 带气旋年鉴编号以前的低压环流称为热带扰动 。 [ 21 ] [ 22 ] 实际状况 。近来 , 余晖等 对热带气旋的结构 变化做了全面的综述 。 2 不同高度风廓线的变化 上述研究一般分析的是台风形成后的结构变 在平面涡动力学中 , 热带气旋的风廓线可用来 化 , 关于台风形成期间结构变化的问题尚少有结果 描述涡旋二维结构。这里 , 风廓线是指涡旋切向平 给出 , 涡旋三维结构变化的观测研究目前较少 , 钟敏 均风 V的径向分布。本节讨论不同高度风廓线的 T [ 23 ] 变化特征 , 由此可以大致了解风场的三维结构 。风 等 对 9914号台风降水云系的三维结构进行了初 ) 廓线的主要特征取决于两方面的因素 : 1 切向平均 步分析 , 得到一些有意义的结果 。本文选取两个登 ) 风速的最大值 ; 2 切向平均风速最大值所在位置与 陆台风个例 , 利用 N C EP /N CA R 全球对流层 1 ?×1 ? ( ) 涡中心之间的距离 RR称为最大风速半径 。 M M 格点分析资料 , 计算两个台风形成期间切向平均风 采用文献 [ 24 ]的思路 , 文献 [ 25 ]的插值方法 ,廓线、垂直速度场 、位涡场 , 讨论三维结构的变化特 把 1 ?×1 ?的格点资料内插为 0125 ?×0125 ?, 并定义 征 , 以增加对热带气旋形成问题的理解 。 21 热带气旋的中心风速为 0 m ?s , 求出两个登陆台 风 B ilis和 J e law a t的 V和 R。在进行本研究之 m ax M 前 , 对资料的可信度进行过验证 , 台风的路径 、强度 1 两个台风的概况 ) 变化与实况基本吻合 。主要结果如下 : 1 与形成初 选取 2000年的 2 个台风 , 0010 号 B ilis 和 0008 ) 期相比 , 编号时 V增大 , R缩小; 2 在 850 hPa 和m axM 号 J e law a t, 它们在生成后均向西北方向移动 , 强度 500 hPa, V增大 、R减小的现象更明显 。m axM () 迅速增强 , 在编号 48 h 之内发展成台风 图 1 。 南京气象学院学报第 30卷 650 图 2描述了形成初期和编号时两个时刻最大风 , V为切向平均最大风速。 随时间的变化 。这里 m ax ()速 V径向分布的对比。由图可见 , 两个台风在 m ax ) (可见 : B ilis 图 3 a, 3 c, 3 e 从热带扰动发展到热带风 形成初期和编号时不同层次上 V径向分布的变化 m ax( ) 暴期间 8月 17日 06 时 —19日 06时 , 从低层到高 ( )均十分相似 , 即 : 1 形成初期最大风速和最大风速 层 , V迅速增大 , R迅速减小 。850 hPa、500 hPa m a xM ( ) 半径不明显 ; 2 编号时从低层到高层都有明显的 - 1- 1 的最大风速由 10 m ?s 增大到 20 m ?s , R 由( ) 最大风速值和相应的最大风速半径形成; 3 低层 M 850 hPa 和中层 500 hPa 上最大风速和相应的最大 400 km 减小到 200 km 左右。上述结果在这一时期 风速半径较为接近 , 高层 300 hPa 上最大风速较小 , () 的后半段 热带低压发展为热带风暴时期 表现得 ( ) 最大风速半径较大 。 4 其最大风速存在较大差 ( 更加明显。在热带风暴和强热带风暴时期 8 月 19 (异 , 最大风速半径则较为接近 本文所得结果为 ) 日 06 时 —20 日 00 时 , R进一步减小 , 相应的M ) 180 km 附近 。 V呈上升趋势 , 但变化的幅度不大。其后 , 台风 m ax B ilis的强度进一步加强 , 对应的切向平均最大风速 3给出了两个台风在形成过程中 V和 R图 m a xM半径继续减小 , 最大风速继续增加 , 20 日 06 时达到 ( )( )图 2 台风 B ilis a, c, e 和 J e law a t b, d, f形成初期和编号时不同对流层上切向平均风廓线 ()虚线 : 台风形成初期 ; 实线 :达到台风强度 ( ) F ig. 2 The tangen tia l ave rage w ind p rof ile a t 850, 500, and 300 hPa fo r trop ica l cyc lone a, c, e B ilis and ( ) ( )b, d, f J e law a t dashed line: ea rly p e riod fo r typ hoon; so lid line: fo rm a tion p e riod fo r typ hoon ( ( ) )图 3 2000年 8月 17日 06时 —20日 06时台风 B ilis切向平均最大风速 a, 单位 : m / s、最大风速半径 c, 单位 : km ( ) 和 2000年 7月 31日 12时 —8月 2日 00时台风 J e law a t切向平均最大风速 b, 单位 : m / s、 ( )最大风速半径 d, 单位 : km 随时间变化 ( ) () F ig. 3 Tem p o ra l evo lu tion of a / bm ax im um tangen tia l ave rage w ind sp eed m / sand ( ) ( ) c / drad ius km fo r trop ica l cyc lone B ilis / J e law a t f rom 0600 U TC 17 th —0600 U TC 20 th A ugus t 2000 / 1200 U TC 31 s t J u ly —0000 U TC 2nd A ugus t 2000, resp ec tive ly [ 4 ] 台风强度 。在台风 B ilis的整个形成过程中 , 对流层陈联寿等 指出 , 成熟台风的切向风速的径向 中低层 850 hPa和 500 hPa 上强度的发展大于高层分布最大风速半径以外的涡旋区域基本满足如下关 300 hPa, 在时间上中低层也早于高层。系 : x() 台风 J e law a t 图 3 b, 3 d, 3 f 从热带扰动发展为 VR = C。( ) 1 台风的过程中 R收缩趋势表现得更明显。从热带 [ 26 ] M 即满足 M ille r 的热带气旋切向风速分布模型 :( 扰动发展为热带风暴期间 7 月 31 日 12 时 —8 月 r 0 ? r ? r; V, ) 01日 12时 , 切向平均最大风速半径迅速减小 , 最 m m r m( ) ( )2 V r= V 大风速值的变化不大 , 切向平均风廓线图形的结构 mx r mr? r < ?。V, m m比较松散 , 坡度较平 , 最大值向右偏 , 在热带风暴发 r 展为台风之前的 6 h 内 , 中低层切向平均最大风速 其中 : V为热带气旋中心附近最大风速 ; r为热带 m m 半径由 350 km 迅速减小到 200 km 以内 , 最大风速 气旋中心附近最大风速半径; x为涡旋切向风速随 r 值也有一个显著的增加 , 之后达到台风强度时 , 从低衰减率的无因次参数 。为检验以上讨论结果 , 对两 层到高层最大风速半径都在 200 km 以内 , 最大风 个台风计算所得的切向风速的径向分布值 , 根据公 速值的变化不大。和台风 B ilis类似 , 高层的变化没 ( )式 2 进行最小二乘拟合。结果表明: 在最大风速 有中低层显著。 从上面的分析可以定性地看出 , 在台风形成过 半径以外的涡旋区域 , 拟合与计算结果基本一致 , 尤 程中 , 台风三维场上均表现出最大风速半径减少 , 最 ) (其在对流层中低层 850 hPa 和 500 hPa 图 4 , 其他 大风速增大的共同特征 。 () 时次和高度上的结果与此类似 图略 。这表明以 上的分析结果是可信的。同时分别计算了台风 B i2 南京气象学院学报第 30卷 652 () lis和 J e law a t在不同高度上 x值 表 1 , 可以发现 , , 风速分布规律在对流层中低半径以外的涡旋部分 层 850 hPa、500 hPa 基本符合 M ille r热带气旋切向 在对流层中低层 , x 值位于 0 ,1 之间 , 符合热带气 风速分布模型 。达到台风强度时 , 风廓线图形结构 旋情况; 达到台风强度时 , x 值达到最大 , 也就是说 紧凑 , 坡度较陡 , 之后均沿偏西北方向移动。数值研 [ 4 ] [ 27 ] 达到台风强度时的风廓线坡度比较大 。在高层 究 显示 , 切向风速区狭窄 , 最大风速半径较小的 300 hPa, x值不是很稳定 , 甚至出现了负值的情况。廓线 , 与偏西北方向的路径以及强度维持或增强相 由上述分析可见 :台风形成过程中 , 在最大风速对应。本文结果与文献 [ 27 ]是一致的。 ( )( ) 图 4 台风 B ilis a和 J e law a b 850 hPa原始风廓线和拟合风廓线 ( ) ( ) F ig. 4 O rig ina l and f itted rad ia l d is tribu tive p rof iles of tangen tia l ve loc ity a t 850 hPa fo r typ hoons a B ilis and bJ e law a t 表 1 台风 B il is和 Je la wa t不同高度 x值 ) ) ( ( Tab le 1 The va lues of p a ram e te r x in fo rm u la 1a t d iffe ren t leve ls fo r typ hoons B ilis and J e law a t B ilis J e law a t 气压 / hPa0817 T06 0818 T06 0819 T06 0820 T06 0731 T12 0801 T00 0801 T12 0802 T00 163 134 155 177 163 157 148 167 00000000850 0132 0155 0168 0177 0114 0145 0123 0169 500 0124 0137 0175 0176 0146 0116 - 0112 0133 300 注 : 0817 T06 表示 2000 年 8 月 17 日 06 时 , 其他时次以此类推. yoz剖面的分布随时间的演变 , 由图可见 , 扰动初期 3 垂直速度场三维结构的变化 ( 在对流层中层首先出现弱的上升运动区 图 6 a 2本节分析台风 B ilis和 J e law a t在 xoz平面和 yoz ) 6 d 。随后 , 上升运动加强 , 上升运动区向上 、向下 平面垂直速度场的变化 。 ( ) 发展。达到台风强度时 02 日 00 时 , 图 6 g, 6 h , 上 () 对台风 B ilis 图 5 , 其垂直速度的 xoz平面和 升运动区从 1 000 ,150 hPa 附近贯穿整个对流层 ,yoz平面分布的时间演变过程较为一致 : 在热带扰 形成了深厚的上升运动区 , 最大值中心出现在对流 动初期 , 台风中心附近的垂直速度场有两个闭合中 层中部 400,300 hPa附近 。 () 心 图 5 a, 5 b 。随着扰动进一步发展 , 两个闭合中 (心逐步靠近 , 于 18日 18 时合并为一个中心 图 5 c, 从上面的分析可见 , 在台风形成过程中 , 台风中 ) 5 d , 上升运动进一步加强 , 同时在中心附近开始出 心附近的垂直上升运动的发展过程是从对流层中部 () 现下沉区 。到 20 日 06 时台风形成时 图 5 e, 5 f , 开始 , 通过多个弱的上升运动区相互合并 , 同时向对 整个台风中心附近的上升运动强烈发展 , 周围为明 流层低层和高层渗透 , 最后形成中心在对流层中部 显的下沉运动区 , 此时已形成典型的台风环流结构 。 并且贯穿整个对流层的强上升运动区 。 其中 , 以对流层中层 700 ,400 hPa 发展最强。中心 4 位涡三维结构的变化 - 1 位于 700 hPa附近 , 强度大于 - 210 hPa ?s 。 [ 28 229 ] 图 6 为台风 J e law a t垂直速度场在 xoz 剖面和 已有研究表明 , 在中低对流层 , 热带气旋 相对于环境而言是一个局地正位涡扰动 , 热带气旋 ( )( )图 5 B ilis台风中心附近垂直速度的纬向 —垂直剖面 a, c, e 和经向 —垂直剖面 b, d, f - 1 (横坐标数字表示与台风中心的距离 , 0表示台风中心 ; 等值线间隔为 012 hPa?s ; - 1)阴影区为垂直速度 ? - 012 hPa ?s 的上升区 a, b. 8月 17日 06时 ; c, d. 8月 18日 18时 ; e, f. 8月 20日 06时 ( ) ( ) F ig. 5 a, c, e Zona l2 and b, d, fm e rid iona l2ve rtica l sec tions of ve rtica l ve loc ity ac ross the cen te rs of B ilis ( ) ( ) ( ) a t a, b 0600 U TC 17 th A ugus t, c, d1800 U TC 18 th A ugus t, and e, f0600 U TC 20 th A ugus t ( The absc issa deno tes the d is tance f rom the typ hoon cen tre; - 1 - 1 )the con tou r in te rva l is 012 hPa ?s ; ve rtica l ve loc ities sm a lle r than - 012 hPa ?s a re shaded 的移动和发展相当于局地正位涡扰动的移动和发垂 直 梯 度 的 乘 积 , 是 位 涡 的 正 压 项; [ 30 ] θθ(ξ ) v 5 5u 5 5展。本文采用 E rte l定义的位涡 。PV 包括斜压性和水平风垂直切变g - g 5p 5p 5p 5p (ξ) 在 p 坐标中 , 引入静力近似 , 位涡 的表达 PV 的贡 献 , 是 位 涡 的 斜 压 项。位 势 涡 度 的 单 位 是 式为 :2 - 1 - 1 m ?s ?K ?kg 。 ( ) θ( )ξ= - g fk + V ×V ?V 。 3 PVp p 图 7是台风 B ilis和 J e law a t形成过程中过台风 假定垂直速度的水平变化比水平速度的垂直切变小 中心的位涡纬向 —垂直剖面的时间演变 。由图可 得多 , 位涡的表达式简化为 : ( ) 见 : 台风 B ilis在热带扰动初期 8 月 17 日 06 时 , 在 θ θ θ55v 55u 5 ξ(ξ)( )+ g = - g + f - g 。4 PVp 对流层中高层 400 hPa 附近有两个正值中心 , 18 日5p 5p 5p5p 5p 06时已经形成了一个弱的正位涡柱 , 500 hPa 附近 ξ式中 :为 p 坐标系中的垂直涡度分量 ; f是地转涡 p - 6 2 - 1 的正值中心已增长到 115 ×10 m ? s ? K ? θ( ) 度;为位温 ; 其他为气象常用符号。 4 式右端第 - 1 kg , 随着热带气旋强度的增强 , 到 19 日 06 时 , 位 一项的值取决于空气块绝对涡度的垂直分量与位温 涡柱继续向上伸展 , 已经到达 200 hPa 附近 , 其中心 南京气象学院学报第 30卷 654 ( )( )图 6 J e law a t台风中心附近垂直速度的纬向 —垂直剖面 a, c, e, g和经向 —垂直剖面 b, d, f, h (横坐标数字表示与台风中心的距离 , 0表示台风中心 ; - 1 - 1 )等值线间隔为 012 hPa ?s ; 阴影区垂直速度 ? - 012 hPa ?s a, b. 7月 31日 12时 ; c, d. 8月 1日 00时 ; e, f. 8月 1日 12时 ; g, h. 8月 2日 00时 ( ) ( ) F ig. 6 a, c, e, g Zona l2 and b, d, f, h m e rid iona l2ve rtica l sec tions of ve rtica l ve loc ity ac ross the cen te rs of J e law a t ( ) ( ) ( ) ( ) a t a, b 1200 U TC 31 s t J u ly, c, d 0000 U TC 1s t A ugus t, e, f1200 U TC 1s t A ugus t, and g, h 0000 U TC 2nd A ugus t ( The absc issa deno tes the d is tance f rom the typ hoon cen tre; - 1 - 1 )the con tou r in te rva l is 012 hPa ?s ; ve rtica l ve loc ities sm a lle r than - 012 hPa ?s a re shaded ) 日 12时 , 在热带气旋中心 400 hPa 附近有一个弱 附近处的 400 hPa 高度上形成正的极大值中心 , 大 - 6 2 - 1 - 1 于 310 ×10 m ?s ?K ?kg 。20日 06 时 , 已经 的位涡正值区 , 高层正的位涡扰动激发了低层正的 形成了近乎垂直的相当深厚的位涡柱 , 极大值中心 位涡扰动 , 8 月 1 日 12 时之后 , 位涡的正值区出现 ( ) 向下扩张 , 在 700 hPa 附近形成了一个强度大于了爆发性扩张 , 达到台风强度时 2 日 00 时 , 其中 - 6 2 - 1 - 1315 ×10 m ?s ?K ?kg 的中心 , 此时 B ilis 达 心附近已经形成了深厚的位涡柱 , 400 hPa 附近的 - 6 2 - 1 - 1 ( 到台风强度 。台风 J e law a t在热带扰动初期 7 月 31 极大值中心大于 310 ×10 m ?s ?K ?kg 。 ( )( )图 7 台风 B ilis a, c, e, g和 J e law a t b, d, f, h形成过程中过台风中心的位涡纬向 —垂直剖面 - 6 2 - 1 - 1 ()单位 : 10 m ?s ?K ?kg ; 表示台风中心位置 ; 阴影区表示位涡值 ?110 a. 8月 17日 06时 ; b. 7月 31日 12时 ; c. 8月 18日 06时 ; d. 8月 01日 00时 ; e. 8月 19日 06时 ; f. 8月 01日 12时 ; g. 8月 20日 06时 ; h. 8月 02日 00时 ( ) ( ) F ig. 7 Zona l2ve rtica l sec tions ac ross typ hoon cen te rs of p o ten tia l vo rtic ity fo r a, c, e, g B ilis and b, d, f, hJ e law a t - 6 2 - 1 - 1 ( )un its: 10 m ?s ?K ?kg ; triang les on the absc issa ind ica te typ hoon cen te rs; shaded a rea is m o re than 110 a. 0600 U TC 17 th A ugus t; b. 1200 U TC 31s t J u ly; c. 0600 U TC 18 th A ugus t; d. 0000 U TC 1 s t A ugus t; e. 0600 U TC 19 th A ugus t; f. 1200 U TC 1 s t A ugus t; g. 0600 U TC 20 th A ugus t; h. 0000 U TC 2 nd A ugus t 为了进一步说明台风形成和位涡的联系 , 做出 对流 层 中 高 层 有 孤 立 的 位 涡 扰 动 出 现 , 一 般 在 () 沿经向垂直剖面的时间演变图 图略 。通过比较 400 hPa 附近 , 高层正的位涡扰动激发了低层正的 可以看出 位涡扰动 , 位涡在台风形成过程中在经向 、纬向上的 , 当气旋中心上空有深厚的位涡柱时 , 表明 发展十分类似。表现为 : 热带扰动或热带低压时期 , 热带气旋得到强烈发展或达到台风强度。这说明位 南京气象学院学报第 30卷 656 2643 22661. 涡和热带气旋的发生发展有很好的对应关系 。S im p son J, H a lve rson J, Fe rrie r B , e t a l. O n the ro le of“ho t tow 2 [ 11 ] e r”in trop ica l cyc lone fo rm a tion [ J ]. M e teo ro l A tm os Phys, 5 结论和讨论 ( ) 1998, 67 1 : 15 235. ( ) ( ) 1 台风的形成过程是一个伴随最大风速不断 徐亚梅 , 伍荣生. 热带气旋碧丽斯 2000 发生的数值模拟 : [ 12 ] ( ) 非对称流的发展及转换 [ J ]. 大气科学 , 2005, 29 1 : 79 290. 增加 , 最大风速半径持续减小的过程 , 同时也是垂直 M o lle r J D , M on tgom e ry M T. T rop ica l cyc lone evo lu tion v ia 上升运动的范围从对流层中部向上向下扩张、强度 [ 13 ] p o ten tia l vo rtic ity anom a lies in a th ree d im ens iona l ba lance 不断增大的过程 。在最大风速半径以外的涡旋部 ( ) m ode l[ J ]. J A tm os S c i, 2000, 57 20 : 3366 23387. 分 , 风速分布规律在对流层中低层 850 hPa、500 hPa Enagon io J, M on tgom e ry M T. T rop ica l cyc logenes is v ia con2 基本符合 M ille r热带气旋切向风速分布模型 。达到 [ 14 ] vec tive ly fo rced vo rtex R ossby w aves in a sha llow w a te r p rim i2 台风强度时 , 整个热带气旋中心附近处于一个深厚 ( ) tive equa tion m ode l [ J ]. J A tm os S c i, 2001, 58 7 : 685 2706. 曹的上升运动区内。 楚 , 彭加毅 , 余锦华. 全球气候变暖背景下登陆我国台风特 征( )2 位涡和热带气旋的发生发展有很好的对应 [ 15 ] ( ) 的分析 [ J ]. 南京气象学院报 , 2006, 29 4 : 455 2461. 关系 , 当气旋中心上空有深厚的正的位涡柱时 , 表明 罗哲贤. 边缘区域扰动演变对台风结构的影响 [ J ]. 大气科 [ 16 ] 热带气旋得到强烈发展或达到台风强度。 ( ) 学 , 1994, 18 5 : 1 28. C hen L ianshou, L uo Zhex ian. Effec t of the in te rac tion of d iffe r2 ( ) 3 在台风的形成过程中 , 各物理量的发展在[ 17 ] en t2sca le vo rtices on the s truc tu re and m o tion of typ hoons [ J ]. 对流层中低层 850 hPa, 500 hPa 的变化最明显 , 在 ( ) A dv A tm os S c i, 1995, 12 2 : 207 2214. 对流层 300 hPa相对较弱。 M eng Zh iyong, N aga ta M asash i, C hen L ianshou. A num e rica l s [ 18 ] 研究台风的形成过程具有重要的现实意义 , 本 tudy on the fo rm a tion and deve lopm en t of is land 2induced cy2 c 文只是进行个例研究 , 结果是初步的 , 不少问题有待 lone and its im p ac t on typ hoon s truc tu re change and m o tion ( ) [ J ]. A c ta M e teo r S in ica, 1996, 10 4 : 430 2443. 继续研究 。 徐祥德 , 朱复成. 海洋加热场与科氏参数对台风影响的数值 [ 19 ] ( ) 试验 [ J ]. 大气科学 , 1989, 13 1 : 52 258. 罗哲贤. 热带气旋逆时针打转异常路径的可能成因 [ J ]. 中国 科学 : B 辑 , 1991, 7: 769 2775. [ 20 ] 参考文献 : , 陆维松. 人造热带气旋垂直结构问题初探 [ J ]. 气象科 1 ] ( ) [ S ipp e l J A , N ie lsen2G amm on J W , A llen S E. The m u ltip le2vo r2 学 , 2005, 25 5 : 459 2464. [ 21 ] 余晖 , 王玉清. 热带气旋结构和强度变化的进展 [ C ] / /香山 tex na tu re of trop ica l cyc logenes is [ J ]. M on W ea R ev, 2006, 134 科学会议第 275 次学术讨论会. 北京 , 2006. ( ) 7 : 1796 21814. [ 22 ] 钟敏 , 吕达仁 , 杜秉玉. 9914 号台风降水云系雨强的三维结构 [ 2 ] Em anue l K. A cen tu ry of sc ien tif ic p rog ress: A n eva lua tion [M ]. ( ) 初探 [ J ]. 南京气象学院学报 , 2006, 29 1 : 41 247. N ew Yo rk: Am e rican G eop hys ica l U n ion P ress, 2003: 177 2204. 陈薛建军. 对几个登陆热带气旋的分析研究 [ C ] / /第十二届全 [ 23 ] 瑞闪. 台风 [ M ]. 福州 : 科学技术出版社 , 2002: 686. [ 3 ] 国热带气旋科学讨论会摘要文集. 北京 : 2002: 69 270. [ 4 ] 陈联寿 , 丁一汇. 西太平洋台风概论 [ M ]. 北京 : 科学出版社 ,宋松 , 宋开磻. 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