Premonsoonal季节热带气旋对当地的影响对流Al-Hajar山脉的2007 - 2018年期间在阿曼

文摘

热带气旋(TCs)和对流风暴产生重大影响触发脆弱地区洪水泛滥。然而,目前尚不清楚TCs刺激Al-Hajar山脉的对流降水在阿曼或抑制它尽管它已在很多研究中表明,TCs抑制当地对流发展。本研究的目的是测试假设的适用性TCs抑制对流山区Al-Hajar山脉。为了测试这一假说的热带气旋影响当地对流发展Al-Hajar山脉,本研究认为在premonsoon季节三种不同的情况下在2007年和2018年之间。报告结果显示,弱局部对流Al-Hajar山脉的中气旋在阿拉伯海的存在和期间的直接影响。的降雨在这些情况下主要是层状云。因此,TCs在对流的影响抑制山上适用于Al-Hajar山脉。本研究将为决策者和政策的创造者提供知识是否Al-Hajar山脉是敏感和脆弱的风险倾盆大雨,洪水和暴风雨被认为是什么。

1。介绍

热带气旋(TCs)和气旋风暴(CSs)遇到从阿拉伯海是阿曼海岸的半年一次的威胁premonsoonal期间(5月- 6月)和postmonsoonal(10)的季节1]。基于印度气象部门(IMD) [2)统计,TCs在阿拉伯海的总数记录期间从1891年到2019年达到81。这个数字是相对较小的总数相比形成了在孟加拉湾同期达到239例。然而,造成相关的破坏是广泛的阿曼因为大多数人口居住在地势低洼的沿海地区(3]。图1介绍了TCs在阿拉伯海的月度频率在1981和2019之间。

尽管大量的TCs形式在印度洋,只有少数人推动阿拉伯海(4]。TCs一般形式在阿拉伯海的东南部和中部地区在5月和6月10月至12月和华东地区。一些来自孟加拉湾的TCs穿越半岛,削弱和进入阿拉伯海为低压系统,并可能再次加强到CSs。这些系统启动与最大持续抑郁在海里表面风之间17节和27节。CSs时持续风速介于34节,63节。基于标准采用的气象总局阿曼(DGMET),热带系统分为“TC”当它的最大持续风速超过63节。总干扰的阿拉伯海,35%可能加剧CSs和7%为TCs。与区域专业气象中心(RSMC)在新德里,印度,阿曼苏丹国使用不同的规模由世界气象组织(WMO)推荐的最大持续风力评估TC和10分钟平均在10米的高度。TCs在辛普森Saffir规模的分类中心内的风速和压力降分为五个不同的类别见表1。

基于大气模型下IPCC aib场景在所有的能源平衡和改善应用(5),在北印度洋TCs中心(NIO)更有可能向西转向postmonsoonal季节期间阿拉伯海。因此,阿曼和也门海岸与热带系统更容易受到威胁在接下来的几年里已经见证了自2014年以来。另一方面,埃文et al。6]表明更强烈TCs在阿拉伯海事件发生在过去30年premonsoonal季节。

降雨在阿曼的主要来源是对流雨(7]。高日晒的太阳热在夏天,天气和中尺度特征与地形强迫的交互机制,Al-Hajar山脉是对流的要素开始在山(8- - - - - -12]。在地方层面,Al-Brashdi [7]讨论了空季度低热量的形成在阿拉伯半岛和解释它的位置相对于山上风可以控制政权,因此在山区当地活动的强度。对流强度分为三类:一般,活跃,非常活跃的基于云顶温度(CTT)由卫星图像和发达的空间覆盖细胞同时[7,13- - - - - -15]。一般对流是指当没有观察到明显的对流,也就是说,当CTT≥233。在活跃的对流,只有孤立的细胞形态和213年< <总部的233年,而严重的对流云层形成与相关的有条件现金转移支付在多单元的< = 213。

非常活跃的对流时更容易发生热热深化现行空气质量流量的山脉南部成为东南从阿拉伯海造成的收敛的大部分水分通量对山区(7]。后者的结果研究Al-Brashdi [7)支持早期的分析研究Al-Maskari et al。16)之间的关系在本地对流热低压和风力模式Al-Hajar山脉。这可以解释为强收敛流从阿拉伯海向热流引起的土地和大海之间的陡峭的温度梯度所代表的空白之地的沙漠和阿拉伯海,分别。

在夏季,尤其是7月和8月期间,热带辐合带的振荡(ITCZ)及其Al-Hajar山脉运动刺激的强度对流在山上。季风的水分运输风,从凝结潜热释放沿着ITCZ和逆温层的深度中低对流层有积极的反馈非常活跃的对流Al-Hajar山脉的(7,17]。

在目前的研究中,阿曼Al-Hajar山脉的降水在2007年和2018年之间在TCs的影响研究premonsoonal季节。本研究的主要目的是测试的假设的影响在对流抑制TCs山区适用于Al-Hajar山脉。附近的山脉,降水由地形升降控制而不是热带雨陟制度乐队(18]。

因此,本研究有助于理解TCs的影响当地Al-Hajar山脉的对流活动和识别在TCs对流风暴发展的潜力。除此之外,开始是一个基线减少脆弱性映射最脆弱的地区雷暴和洪水在阿曼TCs的山地地形和基础设施落后邀请自然灾害灾难的易感性。

本研究进行24小时前TCs的方法,在其直接影响通过登陆或穿越阿曼海岸。评估,稳定的氛围,盛行风,水分剖面,雨量分布分析了卫星数据。

2。材料和方法

2.1。研究区域

阿曼的地形是异构的,包括山区、沙漠和沿海地区。Al-Hajar山脉,海拔最高的长度约700公里3076米雅斯扮演了重要的角色在对流降水在夏天季节(May-September)。

本研究主要集中在三个TCs在阿拉伯海中形成2007 - 2018及其影响Al-Hajar山脉北部的阿曼。Al-Hajar山脉从最北端的阿拉伯海湾附近的西和阿曼海从东到东南沿海边界与阿拉伯海的阿曼Ras一艘艘三角。总共三个水汽来源的阿拉伯海湾环绕的山脉西北部,阿曼海在东北,在印度洋和阿拉伯海的东南部。因此,西南季风从索马里急流风19)有很大的影响在热带系统的形成以及发展的对流风暴Al-Hajar山脉。此外,接触Al-Hajar山脉的海风从三个海洋盆地全年(20.)导致的平流足够的大气中的水分,尤其是在低水平。

2.2。数据

2.2.1。最好的跟踪

六小时的最佳跟踪轨迹三TCs在这项研究中获得的数据来自美国海军联合台风警报中心(JTWC)。它包含参数的最佳跟踪六小时记录的位置,强度,和海平面气压(SLP) TCs。它还包括估计中央压力(ECP) (hPa)和最大持续风速(结)。地图上所有的跟踪时间格式是表示为基于UTC (yyyymmddhh)。

2.2.2。卫星数据

气象卫星第二代(味精)旋转增强可见光和红外成像仪(SEVIRI) 15分钟扫描数据被用作输入亮度温度差(BTD)在西弗吉尼亚州6.2之间μm和IR10.8μm,识别任何活动对流发展山在选定的情况下。云的类型及其微观物理学的属性被确定通过天云粒子物理学DCMP RGB (R = VIS0.8, G = IR3.9, B = IR10.8)产品。中间的水分分布和对流层低层利用水汽通道(WV7.3表示µ米)由于其灵敏度水蒸气浓度主要700 hPa和500 hPa之间。卫星通过MCIDAS-V软件进行数据处理。表2描述了SEVIRI渠道的规范用于这项研究。

接近实时的日常积累沉淀的数据热带降雨测量任务(TRMM)与0.25度多卫星降水分析×0.25度分辨率得到了来自美国宇航局地球数据(戈达德地球科学数据和信息服务中心,2016年)(21]。

2.2.3。表面的观察

各种气象的观测变量温度(T)、相对湿度(RH %)、降水、风向(WD)从气象气象站收集的气象总局(DGMET)在阿曼。降雨和风能数据取自Al-Hajar山脉的几站。表3显示站包括在这项研究经度,纬度和振幅。

2.2.4。高空观测

无线电探空仪的大气剖面得到马斯喀特国际机场(OOMS)。这高空站(纬度:23.614 N和经度:58.258 E)约50公里远离Al-Hajar山脉的东部(7]。的测深数据收集在美国怀俄明大学大气科学系。00 utc的数据被认为是。

2.2.5。海表面温度(SST)

NESDIS全球每天100公里海面温度(SST) (C)数据生成从NOAA / NESDIS卫星数据处理和分配办公室(1998)。它是一个复合网格图像来自全球海温8公里。

2.3。方法

本研究的重点是分析对流活动在阿拉伯海当TCs存在从2007年到2018年5月的总数三TCs在此期间形成的。三大TCs的病例分析阿曼显著影响通过或接近沿海地区登陆,显示发生时期:TC”Gonu飓风”(2007年6月01-07);TC““”(2010年6月31日May-07)和TC“Mekunu”(2018年5月21日- 27日)。

研究期间在本研究分为两个区间,24小时前系统登陆,登陆时系统的直接影响。最好最好的跟踪估计JTWC使用跟踪档案数据监控TCs强度而对阿曼的进步。

集表面观测降水、温度(T)、相对湿度(RH)和风向(WD) DGMET气象站进行了分析补充跟踪TCs的卫星数据的解释。热带降雨测量任务(TRMM)多卫星降水数据是用来证实在研究期间实际降雨量的准确性。

无线电探空仪是用于确定高空概要文件包括风模式和计算对流对流起始温度。由于不可用和限制雷达数据在研究区,三个分析工具(BTD DCMP RGB, BT: IR10.8(亮度温度)前面定义)是依赖于气象卫星使用的第二代卫星数据在报告病例降水云的类型进行分类。使用RGB成分“云微观物理学的一天”(DCMP)这是更可取的RGB观察云物理性质如过云层和降雨类型和大小在白天,它是一个复合的三个渠道:红色:能见度0.8µm反射率,格林:3.9µm太阳能反射率是非常敏感的云粒子,IR3.9反射率低大冰晶但相对较高的小冰晶,和蓝色:10.8µm BT (22]。

WV6.2和IR10.8通道亮度温度差(BTD)是至关重要的区分高层雷暴和低级/中层云如层状云。红外窗口乐队通常可以检测和低气压暖层中期超过WV6.2乐队更敏感的对流层上层600 hPa和300 hPa之间的水分。暴风雨冷砧(深对流)BTD系列的(4 - 6)K WV6.2-IR10.8通常是积极的,由于红外负温度高价值和BT在西弗吉尼亚州乐队比BT在红外窗口带温暖。然而,负面BTDs低收入的指示器/中层云(23]。总之,IR10.8亮度温度(BT),来自15分钟数据Meteosat-9 Meteosat-8,用来确定对流激活基于[13如表所示4。

TC”Gonu飓风”是唯一的飓风在这个研究期间没有交叉阿曼,阿拉伯海的太平洋在研究期间进行了分析。

3所示。结果与讨论

3.1。TC”Gonu飓风”

四级热带气旋“Gonu飓风“发达在2007年6月1日至7日在阿拉伯海。如最好的跟踪地图在图所示2阿曼海岸附近,它传递到阿曼海2007年6月6日在0000 utc(2007060600)第一类TC与最大持续风速之间的70和80节DGMET所估计的。JTWC据,系统内的最大持续1分钟的平均风速达到145节,和MSLP估计898 hPa,而最大的10分钟平均风速持续DGMET据报道在115和135节。00之间“Gonu飓风”的直接影响是utc 2007年6月6日和12 utc(2007060600——2007060612)当它穿过阿曼的东北海岸。

无线电探空仪的温度计算对流00天5和6的utc 46.3°C和29.5°C,分别为(数字3(一个)和3 (b))。最大的记录选择气象站的气温Al-Hajar山脉达到40.1°C在尼兹瓦和36.8°C Buraimi 6月5日和6日,分别。然而,风从高空探测模式支持的6月5日和6日与弱垂直风切变产生的寒冷和干燥的空气下沉导致的对流活动。这个属性弱环境递减率尽管丰富的水分含量低对流层。从而,导致更多的层状降水云与雨层云相关联,生成的流出TC (24]。总的来说,山区的云结构清晰可见的Meteosat-9 DCMP RGB的厚云orange-violet语气负BTD值(低-中层水云与更大的水滴/沉淀云)混合云高(数字4和5)。

TC”Gonu飓风“阿曼走向大海,其强度下降,原因是其在阿拉伯海遇到寒冷的海洋表面温度(数据6(一)和6 (b))。空间变异在风的方向(图7(一));然而,潮湿的伊斯特里流的收敛于6月5日向山上可以解释发生在第二天下雨,特别是Samail Rustaq,伊布可以看到数据7 (b)和7(c),但是6月6日,RH %超过75%(图7(d)除了Buraimi气象站,位于Al-Hajar山脉的背风面,但有限的西风流更有可能降雨平行观察低温趋势在山里6月5日和6日(图7(一))。

尽管气旋系统的严重程度,最高的记录相比沿海站降水量Al-Hajar山脉。总的来说,估计降水由NASA的TRMM每日累计降水估计(图8)匹配领域的积极BTD (WV6.2;IR10.8)值;上衣(IR10.8深风暴非常冷µBT小于200 K在红色)和强烈的上升气流沿着东北海岸的卫星图像序列(图4)。大部分降雨来自风暴系统中,除了一个非常活跃的对流的发展1800年6月5日utc很冷的温度达到193 K (−80°C)和BTD价值5 Al-Hajar背后的沙漠东部的山(数字4(g) -4(j)。

24小时降雨量最高的山,据报道在6月6日Samail共有87.2毫米。然而,局部最大值1小时雨量纪录是17.8毫米当地时间上午8点在Rustaq站分为温和多雨,RH的百分比是98%。

连续降雨记录观察平均利率较低,但最高每小时记录金额是17.8毫米Rustaq车站,表明层状降水率低于深对流率(25]。

影响有限的热带系统观察西方山的一部分。只有流水介质和高云观察Al-Hajar山脉的西部,那里没有雨在Buraimi车站被报道。尽管事实上的“最低温度”云弧Buraimi(数据转移4(c)和4(d),云顶很高,DCMP图片显示不透明的云,这可能表明沉淀云(图5)。然而,低对流层顶可能是很干燥,因为西风干流蒸发大部分的云降水形成的弧。

3.2。““”

与TC Gonu飓风,“第三类TC”“交叉阿曼2010年6月0000 utc(2010060400)和登陆TC的第二类估计最大持续风速每DGMET约84海里。““”的MSLP JTWC估计929 hPa,和最大持续1分钟的平均风速中心周围约125海里。然而,最大持续10分钟平均风速估计DGMET 97节。““”(图的轨道9)是最稀有的跟踪自1877年以来,因为拥有最长的轨道8天在5月31日和6月7日之间,超过的平均生命周期TC 4 - 5天(26]。计算对流温度从测深数据2010年6月0000 utc 3表明,对流温度的值是33.2°C(图10 ()),而6月4日的声音略低(31.9°C)(图10 (b))。然而,最高记录温度高于6月3日的当天的温度对流温度在所有站在这项研究中(图(11日))。然而,观察到的最高气温在4 9站高于对流温度在6月4日,特别是尼兹瓦,Sunaynah, Buraimi,伊比利。尽管如此,6月3日,只有小雨在伊布站报道当地时间晚上九点至22:00而温和的东风微风派生足够水分融合低对流层与RH % 85% - -88%的范围内(图11 (d))。

在这些站的最高的温度超过了对流温度在6月4日,降雨的强度不超过小雨,它几乎是连续从内到当地时间晚上九点,每小时最高的价值是1.4毫米和日常积累的价值在尼兹瓦站如图6.8毫米11 (b)和11 (c),分别。另一方面,最高的降水记录1小时是18.8毫米,报道Rustaq站在当地时间18:00(图11 (b))。

获得的结果与无线电探空仪风概要图一致10 ()风是支持6月3日,大气中超过800 hPa摄动和干燥的空气。通过接近热带系统在6月4日,强度径向流出系统可以解释抑制强烈的对流。这是一致的27),发现对流更为严重的内部核心TC和弱外乐队相比,内带。除此之外,另一项研究表明,层状降水核心和内在乐队的热带气旋是高于对流降水27]。水平较高的导热与TC强度同步可以解释层状下雨的可能性27)而不是对流雨需要进一步冷却,触发不稳定的大气28- - - - - -31日]。除此之外,随着热带气旋加剧,核心半径外的沉降内带限制深对流发展(27]。

对流的位置取决于低对流层水汽的分布(32]。我们的结果表明,有可能是6月3日和4日减少对流。

从多光谱图像(DCMP RGB)图12,TC的直接影响”“钻石”在阿曼”被视为在阿曼在6月4日登陆。6月3日,东北地区受到的影响较低的一些细胞,中层厚水云较小的颗粒(浅绿色)的边缘带,而透明的薄卷云(绿色纤维)山(图西流水12 (b))。“““越过土地(6月4日),其内部与严重的风暴云带覆盖大部分阿曼和阿曼海的北面。这些风暴的出现是在明亮的橙色(图12 (c))有一个寒冷的温度低于213 K活跃云(范围)和积极的BTD值(数据13 (e)和13 (f))表示小冰晶顶附近与强烈的上升气流。这些风暴的强度减弱,表示DCMP RGB颜色方案的变化;明亮的橙色(0700 utc,人物13 (c))深红色/棕色(1100 utc,人物12 (e))在很大程度上显示出巨大的冰粒子的存在在云中,但少雨的机会。这种颜色变化是欠的敏感性IR3.9渠道冰粒子的大小。非常强降雨发生在这一地区的北部和东北部海岸线累积降雨量估计的估计从美国宇航局TRMM卫星(图14)。

6月4日,卫星图像(数字12 (c)- - - - - -12 (e)和数字13 (e)- - - - - -13(左))分析显示东北的一部分外乐队的严重程度与深度风暴无与伦比的温暖主要厚层状沉淀云(紫(大液滴)/绿色,黄色(小液滴)DCMP)西南部乐队覆盖Al-Hajar中部和西部地区的山脉。尽管这个乐队是负面的BTD价值;不过,没有迹象显示冷IR10.8 BT的最高温度验证,没有山的对流活动连续小雨记录所选车站只有从中期到低端云层厚层积云。

对流细胞小积极BTD和最高亮度温度低于200 K是由外部开发层状带(紫带)之间的北部海岸1030 utc, 1400 utc。从卫星图像的子序列(数字12 (e),13 (g),13 (h)),结果表明,形成细胞向西南方向的运动,使最高量小时降雨记录Rustaq火车站在1400 utc(如前所述)。

从上面的分析,没有地形对流发展山在““”直接影响(6月3日和4日),和所有的降水记录从系统所选车站是云带。

3.3。TC“Mekunu”

第二类“Mekunu”起源于阿拉伯海的西南2018年5月21日具有一致north-north-westward跟踪(图15对阿曼南部)。之间系统的登陆在25日报道1830 utc和1930节点附近16.850 53.750 N / E的深度萧条,最大持续风速为根据DGMET进一步节。的最大Mekunu 10分钟平均风速范围内85 - 90节,JTWC相比,系统的最大1分钟平均风速与MSLP 952 hPa约100海里,归类为TC的三个类别。

一个极端干燥存在于24日和25日通过整个对流层是无线电探空仪(数字表示(16日)和16 (b))。在WV7.3µm卫星图像(敏感频道水蒸气浓度主要700 hPa - 500 hPa(图17),对流层中部干燥的存在是表示扩展黑暗地带从东北(巴基斯坦)。

考虑行星边界层中的水分含量(PBL),数字测深剖面(16日)- - - - - -16 (c)被用来计算露点萧条最低的50 hPa,和获得的值分别为19.3°C, 31.5°C,和14.8°C好几天24日,25日和26日,分别。露点萧条等于温度和露点之间的区别,它可以揭示水分的垂直分布特别是其计算是基于PBL的时候。最近,(13)报道,意味着露点的萧条的阈值所需的最低50 hPa活跃对流是12°C。因此,露点萧条的结果反映了干燥和缺乏水汽PBL足以抑制对流起始。

通过系统向内陆,这干燥稍微削弱了26天,如图16 (c)由于风的变化模式,而更多的湿空气流水从阿拉伯海山的入口系统。这可以解释的低价值露点抑郁症在同一天相比5月24日和25日。

对流温度的值是47.4°C, 56.2°C,和43.3°C的24日,25日和26日分别高于最高记录温度在所有Al-Hajar气象站包含在本研究如前面图所示(18日)。确保表面附近的空气达到负浮力和抑制提升电流,没有观察到活跃的对流。

此外,这些天的降雨量高于0.5毫米(图18 (b))。只有0.4毫米的雨的痕迹是在1小时25日当地时间下午17点Al-Mudhaibi气象站(图18 (b)F)),是Al-Hajar站中最高的。这个结果符合TRMM估计降雨在24日,25日,26日没有明显的降水是显示在图19。

在这种情况下(IR10.8使用的所有卫星的方法µ米,BTD DCMP RGB)(数据20.和21)表示,一般对流发展了山上除了IR10.8非常弱的细胞(亮白色(图20 (h))。这些细胞开始发展背后的丘陵地带的东部山区5月25日在1100 utc(当地时间15)和微量降水引起(0.4毫米)记录在Al-Mudhaibi站1400 utc(当地时间18:00)。云输入DCMP RGB(图的解释21日(d))由于低太阳角是很困难的。然而,细胞仍确定为两个深棕色的炸弹。由于细胞弱,BTD是负面的。

Mekunu的三天期间,直接影响了塞拉莱,主要是24日、25日和26日。然而,Mekunu的上部流出云部分覆盖的阿曼北部操纵飞机在高空气团RGB,作为一个锋利的红色和绿色之间的界限图22。TC的影响开始5月24日薄卷云的平流与小冰粒子在DCMP RGB(绿色)(图(21日))。TC加剧了5月25日,卷云出现在不同的颜色在DCMP:小冰薄卷云,“绿色”“暗棕色”大型冰薄卷云(图21 (c)),然后消退与TC的耗散在26天。

与“Gonu飓风”和“““向北阿曼的追踪,Mekunu南部登陆阿曼塞拉莱(西南)。Al-Hajar山脉,是远离Mekunu的直接影响,对流活动Al-Hajar山脉的气旋也弱。

4所示。结论

本研究调查的影响热带气旋期间premonsoon在本地Al-Hajar山脉的对流通过考虑的三个最重要的TCs(“和Mekunu)直接或间接地影响阿曼(Gonu飓风)。数据从多个电台Al-Hajar山脉被用于这项研究分析现行提前24小时天气状况的方法,在系统的直接影响。Al-Hajar山脉的主要降水在TCs”Gonu飓风”和““”的层状云。尽管一些气象站获得对流温度,TCs在更高层次内的导热迅速加剧导致疲软的环境温度梯度。除此之外,存在干燥和逸出的水蒸气在这些水平。此外,加强径向流出的内部核心热带系统可以抑制对流上升气流随着TC加剧。

本研究的局限性是,安装雷达网络的县迟到,还有丢失的归档数据。因此,在未来,更多的研究需要清楚地理解相关类型的降水与TCs在阿拉伯海和印度洋。尽管这种限制,观察清楚地演示了TCs的影响在阿曼当地Al-Hajar山脉的对流。

本研究发现支持假说,TCs将抑制局部对流Al-Hajar山脉的发展。目前的结果,是有价值的,可以作为基本指导政策和映射的决策者的风险评估脆弱的地区从这种类型的危害。此外,本研究为未来的研究作为一个基准在应急计划和减少风险。

此外,这项研究的结果将有助于澄清误解的对流预测在TCs在阿拉伯海的关键时刻,这将是错误地预测深层Al-Hajar山脉与TCs的进步,事实并非如此。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢哈立德Al-Habsi博士,丽莎戴森教授,教授彼得·萨蒙兹回顾文章,并提供建设性的批评和宝贵的意见。扩展由于DGMET去研发部门提供所需的数据。

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