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台风螺旋雨带的数值模拟研究

科学通报 2005年第5期50卷 486-494页

作者：朱佩君郑永光王洪庆陶祖钰浙江大学理学院地球科学系杭州310027 北京大学物理学院大气科学系北京100871

螺旋雨带是台风的基本特征之一. 近年来螺旋雨带发生机理的涡旋 Rossby 波理论已得到普遍的认同, 但对螺旋雨带的内部结构还没有详细的研究. 利用 MM5(V3)对2002 年 8 月给厦门带来特大暴雨的强热带风暴 Kammuri 的螺旋雨带作了数值模... 详细信息

螺旋雨带是台风的基本特征之一. 近年来螺旋雨带发生机理的涡旋 Rossby 波理论已得到普遍的认同, 但对螺旋雨带的内部结构还没有详细的研究. 利用 MM5(V3)对2002 年 8 月给厦门带来特大暴雨的强热带风暴 Kammuri 的螺旋雨带作了数值模拟. 结果表明, 模拟螺旋雨带沿方位角的移速与涡旋Rossby 波的理论波速一致, 并伴随着能量在径向的频散. 从模式输出的高分辨率的多种物理参数数据集中分析出的螺旋雨带结构表明, 台风中的气旋式涡度、垂直运动、水平动量等都高度集中在螺旋雨带中. 并进一步指出, 螺旋雨带的水汽主要来自 1 km 以下, 而且来自外侧的空气具有明显的对流性不稳定, 它为螺旋雨带中对流的发展提供了不稳定能量. 螺旋雨带内侧空气的层结是中性的, 说明不稳定能量已经释放. 螺旋雨带的外侧存在风速高达 30 m/s 以上的中尺度强风带, 它的产生和外侧的空气向螺旋雨带流入时气压梯度力所起的加速作用有关.

关键词：数值模拟法螺旋雨带台风重力惯性波动力学

9012号台风中尺度螺旋雨带与暴雨的观测分析

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热带气象学报 1997年第2期13卷 173-179页

作者：骆荣宗福建省气象台

研究９０１２号台风（ＹＡＮＣＹ）中尺度螺旋雨带结构特征及其与闽东北沿海地区特大暴雨的关系。中尺度螺旋雨带起源于不对称的台风眼壁，以脉冲形式径向向外传播，它的前方是中尺度低压，中低压的扰动形式和惯性重力波相当一致。螺旋... 详细信息

研究９０１２号台风（ＹＡＮＣＹ）中尺度螺旋雨带结构特征及其与闽东北沿海地区特大暴雨的关系。中尺度螺旋雨带起源于不对称的台风眼壁，以脉冲形式径向向外传播，它的前方是中尺度低压，中低压的扰动形式和惯性重力波相当一致。螺旋雨带受海陆和地形作用有加强趋势，在某些特殊地形作用下。

关键词：螺旋雨带暴雨台风中尺度降水分析

台风“珍珠”(2006)螺旋雨带发展机制的数值模拟研究

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大气科学学报 2018年第6期41卷 786-796页

作者：王咏青蔡敏敏张秀年南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院江苏南京210044 南京大气科学联合研究中心江苏南京210009 云南省气象台云南昆明650034

基于2 km分辨率的ARW-WRF数值模拟资料,讨论了台风"珍珠"(2006)螺旋雨带中对流单体及内雨带的发展机制。结果表明:模式很好地再现了台风的路径和强度。作为雨带中仅仅存在于眼壁外侧的内雨带,其传播机制与重力波、涡旋Rossby波及混合波... 详细信息

基于2 km分辨率的ARW-WRF数值模拟资料,讨论了台风"珍珠"(2006)螺旋雨带中对流单体及内雨带的发展机制。结果表明:模式很好地再现了台风的路径和强度。作为雨带中仅仅存在于眼壁外侧的内雨带,其传播机制与重力波、涡旋Rossby波及混合波没有联系,其可能发展机制仅与低层出流、水平风场和变形场有关。低层出流使得内雨带径向向外运动,而低层的水平风场和变形场使其形成螺旋结构。同时,就螺旋雨带中精细对流单体的发展而言,涡度收支方程定量分析表明,其主要通过两种方式获得垂直涡度:水平涡度倾斜为垂直涡度;上升运动拉伸垂直涡度。随着平流输送,对流单体在眼壁附近合并和汇聚。

关键词：台风数值模拟螺旋雨带发展机制

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“莫拉克”台风螺旋雨带与水平涡度的关系

大气科学学报 2018年第4期41卷 454-462页

作者：丁治英黄海波赵向军刘瑞翔南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 灾害天气国家重点实验室北京100081 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044

利用实况资料和WRF模拟资料,分析2009年8月6—10日"莫拉克"台风在台湾地区造成强降水过程中台风螺旋雨带与水平涡度的关系。结果表明:模式较好地模拟出了本次台风暴雨的发生发展过程。在7日00时—9日00时,台风外围有两条螺旋雨带,一支... 详细信息

利用实况资料和WRF模拟资料,分析2009年8月6—10日"莫拉克"台风在台湾地区造成强降水过程中台风螺旋雨带与水平涡度的关系。结果表明:模式较好地模拟出了本次台风暴雨的发生发展过程。在7日00时—9日00时,台风外围有两条螺旋雨带,一支位于台湾的中部偏南,一支位于台湾的南部,暴雨主要位于这两支螺旋雨带上;暴雨出现在环流上升支附近,在中低层,雨带对应着较大的指向东的水平涡度,且随着水平涡度大值区移动而移动,显示出两者较密切的联系;水平涡度的大值区与垂直涡度的大值区也有较好的对应关系,存在水平涡度向垂直涡度的转化;水平涡度的旋度正值区对应上升运动区,其旋度的大值区对应强的螺旋雨带与降水。当水平涡度减小时,若水平涡度的旋度正值区存在,雨带仍然可以维持。

关键词：螺旋雨带水平涡度 "莫拉克"台风暴雨

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台风“珍珠”螺旋雨带的数值模拟与诊断分析

大气科学学报 2010年第2期33卷 227-235页

作者：闵颖沈桐立朱伟军严娟南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044 云南省气象台云南昆明650034 福建省福清市气象局福建福清350300

利用1°×1°的NCEP/NCAR再分析资料,应用非静力中尺度模式WRF对0601号台风"珍珠"进行数值模拟,研究暴雨的成因以及螺旋雨带内部结构特征。数值模拟结果表明,台风中的气旋式涡度、垂直运动、动量和热量都集中在螺旋雨带中。进一步研究指... 详细信息

利用1°×1°的NCEP/NCAR再分析资料,应用非静力中尺度模式WRF对0601号台风"珍珠"进行数值模拟,研究暴雨的成因以及螺旋雨带内部结构特征。数值模拟结果表明,台风中的气旋式涡度、垂直运动、动量和热量都集中在螺旋雨带中。进一步研究指出,螺旋雨带上空高层的强辐散与中低层的强辐合相配合产生的强烈"抽吸作用"、螺旋雨带两侧的干中心挤压螺旋雨带产生的"毛细效应"都导致了低层高湿空气加速向上输送,有利于对流的发展,这也是台风螺旋雨带得以维持的主要原因。

关键词：台风螺旋雨带数值模拟诊断分析

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台风螺旋雨带云结构和降水形成机制研究

气象 2013年第2期39卷 194-202页

作者：杨文霞河北省人工影响天气办公室石家庄050021 河北省气象与生态环境重点实验室石家庄050021

应用数值模式结果,选择台风登陆后两个不同时次螺旋雨带中两个强降水中心,对台风螺旋雨带的云结构和降水形成机制进行诊断分析。结果发现螺旋雨带云结构和降水形成机制有如下特点:在9～13 km高空范围内冰晶的非均质核化非常活跃,冰晶转... 详细信息

应用数值模式结果,选择台风登陆后两个不同时次螺旋雨带中两个强降水中心,对台风螺旋雨带的云结构和降水形成机制进行诊断分析。结果发现螺旋雨带云结构和降水形成机制有如下特点:在9～13 km高空范围内冰晶的非均质核化非常活跃,冰晶转化率高于台风眼壁暴雨数倍,但是冰晶通过贝吉龙过程生长为雪、雪通过凝华增长生长为霰的过程相对台风眼壁很弱,螺旋雨带雨水形成微物理机制以霰粒子融化成雨水(pgmlt)为主,冰相粒子转化率大值区位于垂直上升气流大值区,8 km高度霰收集雪(dgacs)干增长是最主要的冰相粒子生长过程,与北方层状云比较,螺旋雨带暴雨冷云中的凝华过程和撞冻过程非常活跃。螺旋雨带云水凝结过程呈双峰型,位于7～8 km高度冷云区的云水凝结峰值较大,暖云区0.5～1.5 km高度云水凝结峰值次之。

关键词：台风螺旋雨带降水机制数值模拟

超强台风韦帕(0713)螺旋雨带中尺度结构双多普勒雷达研究

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大气科学学报 2010年第3期33卷 271-284页

作者：周海光中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

超强台风"韦帕"(Wipha)是2007年登陆中国大陆最强的台风,在浙江省造成了特大暴雨。利用宁波和舟山双多普勒天气雷达同步观测资料,对"韦帕"的两条螺旋雨带进行了双雷达三维风场反演;并综合利用组网雷达拼图数据等资料,对螺旋雨带的三维... 详细信息

超强台风"韦帕"(Wipha)是2007年登陆中国大陆最强的台风,在浙江省造成了特大暴雨。利用宁波和舟山双多普勒天气雷达同步观测资料,对"韦帕"的两条螺旋雨带进行了双雷达三维风场反演;并综合利用组网雷达拼图数据等资料,对螺旋雨带的三维精细结构进行了分析。研究表明:(1)两条螺旋雨带的三维结构有很多相似之处。螺旋雨带内部低层有多个强回波区,水平速度大值区主要分布在强回波带上;强回波带的低层有较强的上升气流,最强上升气流超过4 m/s。在螺旋雨带中存在多个辐合辐散对、上升下沉气流对,这对于螺旋雨带的维持和进一步发展具有重要作用。在沿着台风中心的垂直剖面内,螺旋雨带内部的强回波区向雨带外侧倾斜。雨带外侧2 km高度以下的低层有较强的内流,最大值为5 m/s;雨带内侧有较强的外流,2 km高度以上均受外流控制;内流和外流在雨带中部低层汇合抬升。切向速度的强中心出现在3 km高度,速度值随高度增加而逐渐减小。(2)两个时段的螺旋雨带也存在差异。前一个时段的螺旋雨带对流发展更旺盛,45 dBZ的回波高度为4.8 km,而后一个时段的螺旋雨带45 dBZ的回波高度仅3.2 km。垂直剖面内,前一个时刻螺旋雨带低层辐合更强,最强辐合值超过-15×10-4s-1,正是由于低层的强辐合和充足的水汽供应,才使得雨带内部中低层的回波发展旺盛。

关键词：台风螺旋雨带双多普勒天气雷达风场反演三维结构

罗莎(0716)台风外围螺旋雨带中尺度结构的双多普勒雷达试验研究

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气象 2010年第3期36卷 54-61页

作者：周海光中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

强台风罗莎(Krosa)于2007年10月7日15:30在福建省福鼎和浙江省苍南交界处第三次登陆,登陆期间,"罗莎"外围螺旋雨带恰好穿越宁波和舟山双多普勒雷达同步观测区。利用双多普勒雷达三维风场反演技术对双雷达时间同步探测资料进行风场反演,... 详细信息

强台风罗莎(Krosa)于2007年10月7日15:30在福建省福鼎和浙江省苍南交界处第三次登陆,登陆期间,"罗莎"外围螺旋雨带恰好穿越宁波和舟山双多普勒雷达同步观测区。利用双多普勒雷达三维风场反演技术对双雷达时间同步探测资料进行风场反演,研究了螺旋雨带的三维风场结构。在螺旋雨带内部低层有多个强回波区。3 km高度以下,在雨带上游,雨带外侧水平速度与雨带夹角较小,内流较弱;雨带下游,水平速度与雨带夹角逐渐增大,内流较强;在雨带内侧有明显的外流。垂直剖面内,雨带外侧低层有明显的内流,气流从雨带外侧2 km高度以下的低层进入雨带;而在雨带内侧存在明显的外流,两支气流在雨带内部低层辐合,在雨带内部形成强回波区;外围螺旋雨带切向速度分量随高度增加而逐渐减小,最大速度区在2 km高度。

关键词：台风螺旋雨带双多普勒雷达风场反演三维结构

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台风“海棠”的螺旋雨带结构及特征

南京气象学院学报 2008年第3期31卷 352-362页

作者：王勇丁治英南京信息工程大学大气科学学院

利用中尺度数值模式WRF对2005年7月19—20日台风"海棠"登陆前后螺旋雨带的结构及特征进行了模拟和诊断分析。结果表明,本次台风造成的沿海暴雨与主次两条雨带活动有关。主雨带是涡旋Rossby波激发的螺旋雨带,与850 hPa正涡度带有很好的... 详细信息

利用中尺度数值模式WRF对2005年7月19—20日台风"海棠"登陆前后螺旋雨带的结构及特征进行了模拟和诊断分析。结果表明,本次台风造成的沿海暴雨与主次两条雨带活动有关。主雨带是涡旋Rossby波激发的螺旋雨带,与850 hPa正涡度带有很好的对应关系,降水强度大,辐合层次低,处在温度和切向风速梯度最大处。次雨带辐合层次相对较高,最大温度梯度和相当位温梯度发生在700 hPa以上,无明显切向风梯度配合,其发展主要与台风中心附近的阶梯状相当位温锋区有关。当台风中雨带合并时,易造成降水增幅。台风登陆前后存在螺旋雨带的断裂现象,台风中心西侧及西北侧的中低层的辐散流场使高层的气旋性流场出现和加强,台风在高层的气旋性环流与西部低压结合,使台风西部产生辐合,引起螺旋雨带的断裂,当高层的低压形成明显的气旋式切变时,也可使切变下方螺旋雨带断裂。

关键词：涡旋Rossby波锋区螺旋雨带台风