丁一匯高等天氣學(xué)臺風(fēng)的結(jié)構(gòu)和發(fā)生發(fā)展PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1丁一匯高等天氣學(xué)臺風(fēng)的結(jié)構(gòu)和發(fā)生發(fā)丁一匯高等天氣學(xué)臺風(fēng)的結(jié)構(gòu)和發(fā)生發(fā)展展第1頁/共45頁第2頁/共45頁第3頁/共45頁第4頁/共45頁第5頁/共45頁圖10.1 臺風(fēng)的綜合結(jié)構(gòu)。(a)西太平洋經(jīng)向風(fēng)剖面（ms-1）；虛線：流入；實(shí)線：流出；(b)臺風(fēng)切向風(fēng)剖面（ms-1）；實(shí)線：氣旋性；虛線：反氣旋性；(c)穩(wěn)態(tài)臺風(fēng)的溫度距平（）；(d)臺風(fēng)的相對濕度剖面；(e)臺風(fēng)垂直運(yùn)動剖面（hPad-1） 第6頁/共45頁第7頁/共45頁第8頁/共45頁第9頁/共45頁圖10.2 臺風(fēng)眼區(qū)周圍的環(huán)流示意圖 第10頁/共45頁第11頁/共45頁第12頁/共45頁第13頁/共45頁圖10.3 19

2、80年8月5日Allen颶風(fēng)眼壁周圍云、降水、最大風(fēng)速環(huán)、經(jīng)向垂直氣流位置的概略剖面圖，較黑的陰影區(qū)為最大經(jīng)向和垂直速度區(qū)第14頁/共45頁第15頁/共45頁第16頁/共45頁)0/(pe第17頁/共45頁（3）對流層中層相對濕度高有利于臺風(fēng)形成。因?yàn)橄鄬穸鹊蜁r，對流將受到中層干空氣的侵蝕而減弱，同時氣柱內(nèi)總水汽的輻合量（因而也是總潛熱釋放量）減少；（4）低層絕對渦度。這與低層相對渦度有關(guān)。觀測表明，相對渦度的變化與臺風(fēng)發(fā)展之間有明顯的相關(guān)，這個參數(shù)是與臺風(fēng)加強(qiáng)相關(guān)最好的一些參數(shù)之一。 （5）水平風(fēng)的垂直切變。弱垂直切變有利于臺風(fēng)的發(fā)展，因?yàn)樵谶@種“不通風(fēng)的”條件下相對于移動擾動的溫濕平流很

3、小，整個擾動的溫度和濕度可以顯著增加，大大超過環(huán)境值；（6）高空輻散場。當(dāng)高空存在著輻散場時有利于臺風(fēng)加強(qiáng)，這已為許多觀測事實(shí)所證明。但臺風(fēng)的高空輻散場也可以是臺風(fēng)發(fā)展的結(jié)果，因?yàn)閿_動初始發(fā)展和高空增暖可使大尺度環(huán)境形成一種輻散流場，因而不能把這個因子簡單地與臺風(fēng)形成聯(lián)系起來。第18頁/共45頁第19頁/共45頁第20頁/共45頁第21頁/共45頁圖10.4 ENSO事件與臺風(fēng)生成頻散的關(guān)系（Wang and Chen, 2002）第22頁/共45頁臺風(fēng)形成的內(nèi)部物理過程與機(jī)理臺風(fēng)形成的內(nèi)部物理過程與機(jī)理第23頁/共45頁當(dāng)非絕熱加熱（或冷卻）發(fā)生在自由大氣中時，它的直接作用是通過浮力產(chǎn)生垂直

4、運(yùn)動和絕熱冷卻。這種作用趨于抵消非絕熱作用，因而凝結(jié)加熱產(chǎn)生上升運(yùn)動和絕熱冷卻。輻射冷卻產(chǎn)生下沉和補(bǔ)償?shù)慕^熱增溫。其結(jié)果是達(dá)到近似的平衡： ，結(jié)果任一點(diǎn)依靠凝結(jié)加熱實(shí)際上只能產(chǎn)生很小的變溫，不能直接解釋臺風(fēng)中很暖的暖心。必須由其它機(jī)制說明。其中最主要的是積云對熱量的垂直輸送。pdcQw/)(第24頁/共45頁pTpq第25頁/共45頁圖10.5 熱帶半徑不同（500，1000和2000m）的云對熱量和水汽垂直輸送的通量輻合。(a)熱量垂直輸送；(b)水汽垂直輸送；(c)熱量和水汽垂直輸送之和第26頁/共45頁第27頁/共45頁感熱和潛熱的海氣交換和動量交換（摩擦作用）對臺風(fēng)的發(fā)展和維持起著重要

5、作用。 第28頁/共45頁第29頁/共45頁第一種理論：第一種理論： CISK機(jī)制機(jī)制第30頁/共45頁第31頁/共45頁第32頁/共45頁第33頁/共45頁02fRVta第34頁/共45頁左：垂直剖面上的環(huán)流和云系中：流入層的特征右：流出層的特征陳聯(lián)壽，丁一匯，1979第35頁/共45頁0509號臺風(fēng)麥莎（Matsa）于2005年7月31日20時在11.7N，133.9E附近生成，然后沿西北方向移動，于8月6日3：40時刻在浙江沿海登陸，登陸時中心氣壓為950hPa,中心附近最大風(fēng)力為45米/秒。8月9日7：10時刻在遼寧大連再次登陸。第36頁/共45頁第37頁/共45頁由于后期對麥莎路徑的

6、這種突然變化估計(jì)和分析不足，并且對原來的預(yù)報結(jié)果未做迅速的調(diào)整與改變，事后，對原因的分析也過于簡單，強(qiáng)調(diào)觀測資料不夠等，結(jié)果在社會和公眾中造成了明顯的負(fù)面影響，這是應(yīng)吸取教訓(xùn)的。第38頁/共45頁2001年出版的IPCC第三次評估報告，對近百年氣候變化與熱帶氣旋生成頻率、最大風(fēng)速和降水之間的關(guān)系進(jìn)行了分析和檢測，并沒發(fā)現(xiàn)它們之間有明顯的因果關(guān)系。但根據(jù)氣候模式的模擬和預(yù)測，如果21世紀(jì)全球溫度繼續(xù)上升，則發(fā)現(xiàn)熱帶氣旋的最大風(fēng)速和降水可能會顯著增強(qiáng)。但對熱帶氣旋發(fā)生頻率的影響仍然不清楚。但最近美國MIT的臺風(fēng)專家Emanuel教授對近50年全球5000個熱帶氣旋的強(qiáng)度變化進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析（發(fā)表在2005年，8月號“Nature雜志”），發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度平均增加了50%。這第一次根據(jù)觀測事實(shí)說明全球氣候變暖可以使熱帶氣旋的強(qiáng)度增加。但仍未發(fā)現(xiàn)全球變暖與熱帶氣旋發(fā)生頻率與登陸臺風(fēng)頻次有什么關(guān)聯(lián)。 第39頁/共45頁第40頁/共45頁(Emanuel, 2005, Nature)第41頁/共45頁(Emanuel, 2005,