气象学的进展

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气象学的进展/2021年/文章

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体积 2021年 |文章的ID 5557448 | https://doi.org/10.1155/2021/5557448

荣,Shumin Chen Mingsen周,Weibiao Li,唐詹,语丝吴、刘好呀,Chaoyong涂, 周期性的循环眼壁对流限制的快速强化台风Hato (2017)”,气象学的进展, 卷。2021年, 文章的ID5557448, 18 页面, 2021年 https://doi.org/10.1155/2021/5557448

周期性的循环眼壁对流限制的快速强化台风Hato (2017)

学术编辑器:Tomeu里戈
收到了 2021年1月06
修改后的 2021年5月03
接受 2021年5月19日
发表 2021年5月30日

文摘

能够预测热带气旋(TC)强度近年略有改善,部分原因是缺乏了解眼壁对流过程。短期周期性对流活动(时间:3 - 5 h)在TCs的数量已确定,但这些活动的影响在TC强度的演变在每小时范围内尚未全面展开调查。使用雷达观测和高分辨率数值模拟基于天气研究和预测模型,我们分析了周期循环的眼壁对流与强化台风Hato (2017)。结果表明四个短期周期性的存在周期(周期:3 - 5 h)在眼壁对流,这对应于TC强化。我们进一步将每个周期分为三个阶段。对流抑制快速的周期性演化TC的强化。最高和最低强化率与第一和第三阶段根据虚拟眼壁地区潜在的温度趋势,分别。加热是由垂直平流与显热、潜热,由眼壁对流控制和结构。在每个周期的三个阶段,垂直运输释放最多的潜热在第一阶段;因此,强化率最高的发生在这个阶段。 In the second stage, heating was reduced because of decreased latent heat and increased cooling of sensible heat associated with vertical advection as the eyewall intensified. Vertical transport was the weakest in the third stage; this resulted in the smallest amount of heating, which limited the rapid intensification of the TC.

1。介绍

热带气旋(tc),开发在温暖的热带海洋,是最具破坏性的自然现象之一。然而,能够预测TC强度略有改善近年来(1- - - - - -3]。TC是一个复杂的系统。它的强度是影响交互的各种外部和内部因素在不同尺度4- - - - - -6]。TC的内部流程的理解不足,可能由于缺乏高精度观测数据,是限制能力的主要因素之一[预测TC强度7,8]。

许多研究发现,眼壁是主要的区域影响TC强度(9,10),在眼壁加热区域非常有效地有助于TC强化。这是因为惯性稳定在眼壁区域,其最大效率的一代的动能注入热能增加而增加惯性稳定。这已经被证明了理论计算和观测结果是一致的11- - - - - -15]。眼壁由无数高耸的对流系统环绕TC的眼睛,负责最严厉的天气,包括[最猛烈的风16,17]。特别是,严重的对流(也称为热塔)在眼壁中扮演一个重要的角色在TC强化18,19]。最大半径内的风(RMW),许多热塔downshear风向可以指示快速TC集约化的潜力。这一现象已被确认和复制的观测和模拟研究[20.,21]。理想化的实验表明,环境风切变也控制TC强度影响热塔通过平流冷空气进入核心区域的中间层(22- - - - - -24]。

除了眼壁的更换周期和半日对流25,26),眼壁对流影响TC强度的周期性活动大多与涡罗斯比波(VRWs) [27- - - - - -31日]。郭et al。32应用开尔文勋爵的气旋的旋转对称扰动的线性分析的多边形眼壁由VRWs台风草(1996)。这一分析后,是由波相速度c=V马克斯(1−1 /),c是波相速度,V马克斯是涡最大风力,方位波数;旋转周期减少随着切向波数的增加。在台风草,椭圆眼壁旋转一段时间144分钟,连同wavenumber-2 (WN2)深对流的边缘长轴(32]。类似飓风奥利维亚(1994)的分析显示一个椭圆TC漩涡旋转wavenumber-1深对流强烈垂直风切变的存在(33]。郭et al。34]表明,边界层(提单)径向流入也在深对流段的控制。从雷达观测台风Guillermo (1997), Reasor et al。27)确定对流爆发周期与一段0.6 - 2 h。周期始于对流突然出现在downshear-left象限和结束与上层上升气流的气旋包装的downshear一边眼壁。

使用这两种观测数据和建模结果,陈et al。35)确定短期振荡(周期=∼2 - 5 h)在眼壁的垂直结构台风黑格比(2008)和假设的振荡流的提单由空气密度振荡会影响眼壁对流引起的。这些振荡可能导致TC强度波动通过控制热传输附近温暖的核心,使下层蜿蜒穿过热风平衡(36- - - - - -38]。短期振荡15也常见的模拟台风在南海(SCS)和北太平洋西部39]。这些振荡VRWs是不同的,因为循环沿着TC组成的振荡积分变量是振荡,因此非零。

两眼壁存在周期性结构和对流。大量的热塔可能导致TCs的快速增强(RI)。然而,先前的研究已经离开了一些未知的问题。其中包括短期变化(在每小时范围内)TC强化相关眼壁对流发展的不同阶段和不同流程链接短期振荡与TC强化眼壁对流。使用雷达观测和数值模拟的台风Hato(2017),在这项研究中,我们分析了眼壁对流的短期周期循环,对TC强化的影响。台风Hato发达的东部吕宋岛2017年8月19日,迅速朝整个SCS西北偏西。迅速加剧,所定义的最大表面风速的增加至少15.4年代−1一天−1(6],袭击了商路Kong-Macao大湾地区8月23日3-equivalent级风暴,造成24人死亡,损失达68.2亿美元。Hato名叫退出的热带气旋命名2018年西北太平洋和南海。

本文的其余部分组织如下。第二节介绍了雷达观测的眼壁对流Hato前几小时(2017)登陆,在这项研究中,使用的数据和方法和模型配置和验证。第三节包括短期周期性活动的演变的分析在眼壁对流模型结果和诊断对TC强度的影响。我们提出我们的总结和结论第四节

2。材料和方法

2.1。周期周期在雷达观测

我们分析了雷达综合反射率从运营广东省气象雷达网络和连接的雷达回波图像从珠海和香港检查在眼壁对流短期周期性活动的演变。近两个完整周期之间被确认∼6 h期间20:36 UTC时间2017年8月22日和23日02:24 UTC, Hato登陆之前。根据最佳历史数据库从中国气象局上海台风研究所(CMA) [40在此期间,Hato迅速加剧。最大风速增加了大约13米−1,最低海平面气压下降了大约20 hPa (MSLP)。在每一个周期,在成弱对流加剧,达到最大的强度,然后再逐渐削弱。每个周期的周期大约是3 h。

雷达反射率图像CMA的第一周期数据所示12。在2017年8月22日20:36 UTC,最大反射率在3公里海拔在眼壁> 50 dBZ出现在西北TC(图1(一))。这个严重的对流在TC逆时针旋转中心和达到最大强度21:48 UTC,当它到达TC的南面。此时,雷达组合反射率18岁dBZ高于20公里高度(图2 (c))。整个眼壁逐渐填满。对流结构变得相对统一,雷达反射率没有明显高与早期相比(图1 (f))。此时,削弱了眼壁也要重建为下一个循环。在第二周期,眼壁是强,但对流的演变是类似于第一个周期(图未显示)。第二个周期开始在8月22日23:48 UTC,结束在2017年8月23日02:24 UTC,一段∼3 h。

2.2。仿真和验证
2.2.1。模型配置

鉴于雷达观测无法捕捉眼壁对流Hato时远离中国的南部海岸,需要数值模拟进行以下分析。我们使用了高级研究气象研究和预测模型(WRF-ARW)版本3.8.1模拟Hato之间于2017年8月21日12:00 UTC并于2017年8月23日12:00 UTC。这是一个气旋仿真模型与最佳性能的(5,18,41,42]。

仿真的初始和边界领域都获得的初始字段中程预测产生的区域专业气象中心的欧洲中期天气预报中心。他们有一个水平分辨率为0.125°×0.125°,18垂直层,6小时的时间间隔。模型运行使用双向嵌套技术和墨卡托投影间隔5分钟输出。低分辨率的域有597×375网格的网格间隔6公里,和高分辨率的域有1236×501网格与网格区间(图2公里3(一个))。快速辐射传输模型(RRTM)长波辐射方案(43),Dudhia短波辐射方案(44),修订Monin-Obukhov计划(45],诺亚地表方案[46)、延世大学(YSU)行星提单计划(47],WRF一次性的6级微观物理学(48)采用两个领域。低分辨率域使用Kain-Fritsch积云参数化方案(49- - - - - -51),而没有用于高分辨率的积云参数化方案域。σ坐标。有30垂直层,顶层有一个50 hPa的压力。

2.2.2。模型验证

我们比较WRF Hato的模拟结果与观测的三个最佳历史数据库;其中包括1、10和2分钟的最大持续风速10米联合台风警报中心(JTWC),日本气象厅(日本),分别和CMA (40]。该模型成功地复制跟踪和强度(图的变化3)。模拟强度的变化通常是与观测一致。然而,仿真的初始阶段相对不稳定,和模拟强度略高于观察到的强度,尤其是在模拟的开始,因为高横向分辨率的初始场中使用模拟和强劲的初始涡。不稳定在最初阶段进一步稍后讨论。此外,模拟的区别和观察到的强度也可以归因于不同的平均时间的最大持续风速10米的三个数据库。在模型中,来近似风压关系描述大气运动的基本方程组。然而,观察的最佳历史数据库反映大气中额外的干扰方程所代表的不是,在未来的研究应该进一步检查。Hato达到最大强度∼946 hPa∼10米风速的52米−1在小时39(图模型3 (b)),2 h之前在珠海登陆WRF模拟和大约的时间根据最佳历史数据库(图着陆3(一个))。检查数据subday间隔,我们国际扶轮的阈值定义为−10.5 hPa海平面中央压力或3.85年代−1表面的最大风速每6 h,霍利迪和汤普森[的定义后52)和Leroux et al。6]。模拟TC强度增加从39.6年代−1在小时21到51.7年代−1小时39,这表明Hato经历了一个国际扶轮的过程。JTWC数据发现了类似的趋势,尽管模拟值超过三个最佳历史数据库中获取的值。

21小时前模型,RMW在3公里(RMW的高度3TC中心)和倾斜海平面至6.6公里的高度是收缩显著(图4)。检查周期TC强度的变化和眼壁特征在TC登陆一次稳定的TC进化,我们专注于模型的结果小时21-39(分析时期)模拟TC时迅速加剧。我们定义了一个半径为20 - 80公里,0.75 - -1.5 RMW3(17),因为眼壁。海平面的重心是采用TC中心这样小规模的干扰可以过滤掉,使中心更具代表性的TC的位置。在加拿大,和田53为每个节点),这是在60公里的最低的节点压力2公里网,我们计算的压力积累半径为100公里。最低的重心被定义为节点累积的压力。

由于模拟的区别和观察着陆时间,周期循环的眼壁对流模拟铅的观察2 h。对比的数据5612表明眼壁结构的变化模拟,除了最大的云顶高度图5 (c)是18.5公里,低于图吗2 (c)。值得注意的是,锋面降水结构在欧洲大陆的旅行TC没有很好地模拟模型,这个额降雨量之间的交互和TC眼壁应详细分析了在未来的研究。

7显示了平均雷达反射率的演化在眼壁3公里高度的方位观测数据和模型的结果。观测数据与一个大约6 h内显示雷达反射率高TC的西边和两个周期周期延长从西北到西南。逆时针运动和两个周期的周期在WRF仿真复制,尽管模拟雷达反射率平均大约是4 dBZ高于观察到的反射率,并向南了。总之,该模型再现了TC跟踪、强度的变化,周期循环的眼壁对流合理满意的水平。由于缺乏高精度观测数据,我们认为能够有足够的仿真结果进一步分析短期振荡的眼壁对流对TC强度及其影响。

3所示。结果与讨论

3.1。国际扶轮的TC有限周期眼壁周期

模型小时21-39,我们分析了两个序列的耦合振荡使用cross-wavelet变换(54]: 在哪里f介绍了强化率(IR) TC,由最小的变化测量海平面气压(ΔMSLP), 代表了对流强度,由上升气流的平均垂直速度测量200 hPa眼壁内的地区, 连续小波变换使用Morlet母亲小波,横梁代表了复杂的结合,然后呢 代表了时间尺度分解的两个信号的协方差 结果表明IR-high-level对流的耦合振荡与一段∼3 - 5 h(图8)。还有另一个振荡一段1 - 2 h,这可能与热塔的生命周期;对该现象的讨论超出了本研究的范围。3 - 5 h bandpass-filtered红外之间的相关系数和平均垂直上升气流速度在200 hPa−0.66,这是统计学意义在90%置信水平。此外,随着TC临近土地模型小时后34岁这段时间略短,这是符合提单收敛的结论推广高频振荡在台风39]。

下3 - 5 h的共同力量进化的结果cross-wavelet变换,我们分类四个周期,每个周期的三个阶段基于红外倾向TC的仿真结果(图9)。MSLP以避免干扰,最大风速、IR由两个更稳定的变量表示,每小时变化在海平面气压TC中心平均在20公里半径和最大切向风(图9(一个))。切向风是来自分解的结果之间的差异的模拟速度和整个TC的平均移动速度。平均移动速度计算除以体积积分的模拟速度1 - 14公里的高度和半径200公里的地区(的体积55]。四个周期的仿真中,只有最后两个出现在雷达观测数据;前两个周期是缺席的观察TC太远离欧洲大陆(数据未显示)。在这些周期,尽管Hato经验丰富的国际扶轮,IR是有限的周期循环。在每一个周期中,包括三个阶段,这些阶段随时间下降的红外(图9 (c)):快速强化(平均红外≤1.5−hPa h−1在压力或≥2 m s−1h−1在风速,伴随着的迅速加剧眼壁对流);介质缓慢强化(−1.5 hPa h−1<红外<−0.4 hPa h−1在压力或0 m s−1h−1<红外< 2 m s−1h−1在风速,伴随着对流发展高峰和变化相对较慢);和缓慢的强化或弱化(IR≥0.4−hPa h−1在压力或< 0 m s−1h−1在风速,伴随着眼壁对流的削弱)。以第三周期为例,阶段1的红外,2和3是大约1.50−−0.67和0.25−hPa h−1,分别。接下来的分析,包括对流、质量通量,潜在的加热,加热和明智的,大多是基于此分类。

质量流量的周期性上升气流和下降气流可以代表力量和对流的面积。质量通量模型的三个层次上,1.3,5.6,和12.7公里(约850、500和200 hPa),如图所示10。在小时21岁至39岁之间、各级对流有不对称的方位分布。例如,上行质量通量主要集中在南部,和大质量通量逆时针移动,特别是在中间偏上的水平(数据10 (),10 (c),10 (e))。在较高的水平,最强烈的上升气流的角度发生变化与顺风的方向。如果TC强化伴随着一个明确的长期增长的平均垂直风分支较低的层的上升(图未显示),对流在上层表现出明显的周期3 - 5 h(数字10 (e)10 (f)),这与cross-wavelet变换的结果是一致的。最大风速和眼内的平均压力(0-20公里)的半径也定期波动,这表明周期性TC强度和TC集约化和之间的密切关系的演变眼壁对流。即使外部因素(如大型循环和环境风切变)相对稳定(数据未显示),TC强度不能继续以稳定的速度增加。相反,就像对流,缓冲时期相对稳定。

旋转的下行流量不太清楚比上升通量(数字10 (b),10 (d),10 (f))。下行质量通量主要集中在东部中低层次。这可能是因为下行质量通量主要是补偿沉降引起的热塔的上层,沉降主要由环境引起的风切变的中游和下游层,主要集中在东部(数据未显示)56]。最高水平的下行流量周期3和4是小于其他人物10 (f)。这可能与变化在对流层顶背离TC生命周期期间,尽管这在未来研究中应确认。

的第95个百分位上升气流的垂直速度12.7公里强烈对流的阈值(18),图11显示了总质量通量和质量通量的结果强烈对流(垂直速度 > 7.4年代−1)为每个阶段的四个周期。周期性是最明显的在12.7公里的高度。因此,我们分析了质量通量在这个高度与TC的红外连接。对于每一个周期中,第三阶段总是最低的总质量通量,对应于最低IR。第一、第三和第四周期,第三阶段也有最低的质量流量从强烈的对流(< 0.34×1010公斤的年代−1)。第一、第二和第四周期,第二阶段最高总质量通量(> 1.35×1010公斤的年代−1从强烈的对流)和最高质量流量(0.41×1010公斤的年代−1)。之间没有对应的最大红外在阶段1和总对流的强度或强烈对流,这表明的红外Hato有某种联系,但不完全相关的强度在眼壁地区对流。这个发现更加深入的探讨3.2节

3.2。热力学分析TC强化

模型输出之间的相关系数和表面中部压力来自虚拟温度是0.9。虚拟潜在温度( )80公里半径内的显示特征一致的时期和阶段的红外(图未显示)。因此,研究热力学过程的底层之间的物理关系周期性对流周期和TC强化,我们导出 使用以下诊断在圆柱坐标方程: 在哪里 分别是切向和径向风 是虚拟温度,Cpd定压比热容, 蒸发潜热(LH) ( )或升华( )或融合( ), 是水的不同形式的混合比;水的液体形式包括云水和雨水,和固体形式包括冰和雪丸;−( /r∂φ+ /∂r)− /∂z从切向平流(−代表了合理的加热 /r∂φ)、径向平流(− /∂r)和垂直平流(− /∂z) ;−( )/ (Cpd )·[( / r∂φ)+ /∂r+ /∂z从切向平流)代表了潜在的加热(−( )/ (Cpd )·(q∂u /∂rφ)),径向平流(−( )/ (Cpd )·( /∂r)),和垂直平流(−( )/ (Cpd )·( /∂z)) ;−( )/ (Cpd )·(∂q /∂t)代表了潜在的加热从当地的倾向 剩余主要包括非线性条件如艾迪平流,从提单的参数化工作,从subgrid-scale垂直扩散在自由的气氛。

TC的限制国际扶轮的倾向有关 ,表现出类似的特征在每个周期的同一阶段(图12)。第一阶段的最大绝对星等 的倾向,总是积极的。在阶段2和3, 趋势是积极的和小或负面; 趋势平均在整个层大约是0.44到0.64 k h−1在第一阶段,−0.37−0.03 k h−1在第二阶段,−0.33到0.02 k h−1在第三阶段。尽管之间的对应关系 趋势和TC强化阶段是不完整的,我们认为减少IR在阶段2和3的结果结合惯性的前阶段和减少或小的增加 ,这有限的国际扶轮TC。

显热(SH)和LH从垂直平流方程的主要条款(2)。他们最低的第三阶段,也有最弱的对流(图11)。从垂直平流冷却造成的平均SH在第二阶段在阶段1比0.45 k h−1。加热引起的平均垂直平流的LH第二阶段在阶段1小于0.06 k h−1。因此, 减少在第二阶段,因为增强冷却造成的SH从垂直平流和削弱加热引起的LH垂直平流。在阶段2眼壁对流比,在第一阶段,但它对TC强度几乎没有影响。的分布从垂直平流冷却造成的SH与对流的强度是相一致的。潜在因素的相对大小LH从垂直平流在阶段1和2进行了讨论3.3节。残余项相对大4 - 6公里,8日至13日公里的高度。这可能是由于分类的详细级别的液体和固体水不足,和估计LH的释放是不准确的。Subgrid-scale扩散和辐射和非线性条件也导致了残余项。

提单显示参数化贡献< 1公里的高度。通过分离水平平流(LH + SH),我们发现冷却水蒸气散度的提单(LH)为主,而从发散冷却 (SH)是不那么重要了。虽然提单的空气是收敛,当风速和 在眼壁比的边缘,有一个更大的交换与底层表面,在眼壁和水蒸气的量大于外围;因此,水平平流引起 减少。从垂直平流LH激烈的提单中的TC,用于上行传输的水汽主要来自交换与底层表面和reevaporation降水。然而,加热的收敛 (SH)和水蒸气(LH)的融合发生在高度约6公里(数据未显示),和水蒸气也从外围聚集到眼壁。

(13日)显示之间的相关系数 趋势和水平和垂直平流的贡献,在不同的高度变化,剩余。在提单中,本地水汽变化的贡献是负相关的 趋势,导致减少 随着比湿略有下降。相比之下,次网格非线性行为可能导致增加 条件下的高温和高湿度在TC中心水平平流和之间的正相关关系 趋势也引起 减少。提单的 趋势非常小(图13 (b))。7和13公里左右的高度,当地的变化呈正相关, 趋势,这表明增加水蒸气相变后的损失与增加空气的加热。在对流层顶和11公里的高度,水平平流呈正相关, 的收敛趋势,这可能是由于流入补偿上层的深对流和对流层和平流层之间的交换。垂直平流的影响 约3 - 5公里以上9公里的高度的相变和最清晰的信号强烈的对流。平均最高 趋势4公里左右的身高和顶层。

3.3。讨论

我们发现在红外光谱和周期性 在成趋势和周期性的对流,明确每个三个阶段之间的差异在每个周期。然而,对流阶段2是比在阶段1中,造成增加SH但不是LH。的第95个百分位的垂直速度在每一层阈值之间的强和弱对流,我们分别计算了上升气流和下降气流,发现平均四个周期,LH的强烈对流占总额的29.7% LH。平均LH强烈对流的第二阶段在阶段1比0.08 k h−1。平均LH在第二阶段弱对流在阶段1小于0.13 k h−1。图14显示了平均分配剩余的热力学条件的LH垂直平流除外 (即。−( )/ (Cpd )·∂问/∂z;看到方程(2))的半径和高度 热力学组件在不同阶段之间的差异可以忽略不计(数据未显示);因此,只有垂直速度分布在阶段1和2所示。对流发展,在阶段2大于对流增强,在第一阶段,尤其是在高海拔(数字(14日)14 (c))。上升气流在阶段1中比那些在阶段2∼35公里的半径在图层在6公里的高度。上升气流在第一阶段弱比第二阶段12公里以上,这表明相对于第一阶段,阶段2中的对流增强主要是在该地区较小的热力学组件(图14 (e))。热力学组件的分布之间的差异的两个阶段是小弱的对流。热力学的术语有最大的价值在一个半径∼35公里的层高度6公里左右,这意味着相对于第二阶段,在第一阶段主要是对流增强地区较大的热力学组件。因此,与SH冷却,增加整体的LH加热增加垂直平流在阶段2是小可能是因为对流进化之间的关系的变化和环境温度场的分布。的详细分析和识别机制,额外的案例研究基于观测和数值实验是必要的。

不同周期和阶段之间的转换是很有趣的。因为这些周期特性主要是垂直运输的提单(即。,图10),我们进一步分析了周期性水平散度在0.95公里的高度,这表明周期性进化的对流在提单(图15)。在每个阶段,有收敛功能一段∼1 h在西南方向,可能相关的单个细胞的强烈的对流。合并的强烈对流的三个阶段可能有助于为每个周期的周期3 - 5 h。基于先前的研究(即。,(25,28- - - - - -31日]),强烈对流的转型的不同阶段/周期可能与垂直风切变的分布和TC的旋转,伴随着VRWs之间的交互和对流。提单的密度振荡也对这种现象做出贡献。进一步全面研究需要确定相关的动力学和热力学过程的垂直结构和组织眼壁和眼壁削弱从第二阶段过渡到第三阶段期间,以及眼壁重建在从第三阶段过渡到阶段1下面的循环。

4所示。摘要和结论

热带气旋是最具破坏性的自然现象之一,而且经常造成众多人员伤亡和严重的财务损失。能够预测TC强度近年略有改善,部分是因为不够了解TCs的内部流程。的周期性活动影响TC强度的眼壁内部流程很重要。然而,以往的研究通常集中在长期进化的眼壁和TC强度改变,而很少有研究考虑短期周期性活动和垂直传播的眼壁与TC强度有关。因此,在这项研究中,我们分析了在成周期性的循环对流,调查他们对TC集约化使用雷达观测和数值模拟的台风Hato (2017)。

我们分析了雷达综合反射率从运营广东省气象雷达网络和连接的雷达回波图像从珠海和香港检查在眼壁对流短期周期性活动的演变在国际扶轮的TC。我们确定了近两个完整周期(周期:约≥3 h)期间Hato登陆前大约6小时。在每一个周期中,弱眼壁内对流加剧,逆时针旋转,强度达到最大,然后逐渐减弱,直到整个眼壁和对流结构相对统一。

我们的分析主要是基于WRF-ARW模拟Hato因为雷达观测无法捕捉眼壁对流TC时远离中国的南部海岸。我们比较模拟结果与观测和模型得出的结论是,成功地再现了轨道,强度和降水Hato结构。眼壁的周期性循环对流也复制小时31-38满意地在仿真模型。我们分析了相对稳定的阶段IR(模型小时21-39)来确定短期的影响周期TC强化眼壁对流活动。

仿真表明,对流的眼壁Hato展出周期周期与3 - 5 h, Hato有限国际扶轮。在每个周期,严重的垂直运动和质量通量逆时针旋转。随着眼壁对流的发展通过在每个周期中,不同阶段的稳定TC红外多样。的结果 表明,该诊断方程 倾向表现出类似的特征在同一阶段不同的周期。第一阶段的最大绝对星等 的倾向,总是积极的。在阶段2和3, 趋势是积极的和小或消极。相对于 趋势,SH和LH垂直平流主导的条款。眼壁的结构控制加热所产生的这两个过程。在第一阶段,大量的垂直运输LH所释放的热量被其他进程不能完全补偿,导致最大的红外光谱。在阶段2中,红外是较小的。这是减少潜在的结果从垂直平流和加热相当明智的增加从垂直平流冷却,这可以归因于眼壁对流和环境之间的转变温度场和垂直质量通量的增加,分别。在第三阶段,加热减少因为垂直运输的最低点。因此,第三阶段是最小的红外,有限的国际扶轮的TC。周期性的眼壁对流活动控制的短期进化的红外TC和阻止TC继续加强和发展一个极端的红外光谱。这些研究结果可以用于短期TC强度预测。

数据可用性

WRF源代码免费从WRF用户页面(http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/)。WRF模式的初始和边界条件可以从中程获得预测产生的区域专业气象中心的欧洲中期天气预报中心(https://www.ecmwf.int/)。JTWC最佳历史数据是可用的https://www.metoc.navy.mil/jtwc/jtwc.html?best-tracks。日本气象厅最佳历史数据是可用的http://www.jma.go.jp/jma/jma-eng/jma-center/rsmc-hp-pub-eg/besttrack.html。CMA的雷达组合反射率数据是可用的http://data.cma.cn/。CMA最佳历史数据是可用的http://tcdata.typhoon.org.cn/zjljsjj_zlhq.html

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢广州热带和海洋气象研究所和珠海国家气候观测站提供雷达观测数据。作者要感谢Editage (https://www.editage.cn)和蒂娜锡博士和利奥妮西布鲁克,博士,从梨纹Bianji (Edanz) (https://www.liwenbianji.cn)编辑这个手稿的草案的语言。这项工作是支持的特殊项目的主要研究和开发广东省(批准号2019 b111101002)、广州科技计划项目(201903010036),以及中国的国家自然科学基金(41675043和41675043)。

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