卫星观测台风重力波数值模拟与直接对比验证

作     者：姚志刚 洪军 韩志刚 赵增亮 YAO Zhigang1,2, HONG Jun3, HAN Zhigang1, ZHAO Zengliang1

作者机构：北京应用气象研究所北京100029 中国科学院大气物理研究所北京100029 陆军工程大学野战工程学院南京211101 

出 版 物：《空间科学学报》 (Chinese Journal of Space Science)

年 卷 期：2018年第38卷第2期

页      面：188-200页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(NSFC41575031) 中国博士后基金项目(2015M580124) 部级重点课题项目(QX2015040311A12005) 国家重大专项课题项目(GFZX04021201)共同资助 

主　　题：卫星观测 台风 平流层 重力波 数值模拟 

摘      要：以ECMWF的T799资料作为WRF-ARW(V3.5)初始场,对卫星高光谱红外大气垂直探测器AIRS观测的2013年超强台风苏力激发平流层重力波过程进行数值模拟,并利用卫星观测对数值模拟结果进行了直接对比验证.数值模拟表明,该台风诱发的重力波在20~40 km高度逆着东风背景流向东向上传播,在水平方向呈半圆弧状;大气的垂直扰动随着高度的增加而增强,在40km高度上达到0.5m·s^(-1).基于三维傅里叶变换的波谱分析表明,平流层重力波水平波长中心值在500 km附近,周期为3~5 h,垂直波长主要为10~26 km.分析表明,在18~40 km高度的净纬向动量通量为6.7×10^(-4)~1.89×10^(-3)Pa,背景流强迫计算值为-0.23~1.21 m·s^(-1)·d^(-1),且在18 km和40 km高度的数值较大.最后,基于辐射传输模式计算的直接对比表明,卫星观测与数值模拟同时揭示了激发的平流层波动可传至40km以上高度及距台风中心2000km以外的区域,且不同资料得到的波动形态、方位以及水平尺度具有较好的一致性.