台风凤凰登陆过程高分辨率数值模拟与诊断
摘要
本文首先利用中尺度非静力数值模式WRF v3.1.1 对2008 年第8 号台风“凤凰”的登陆过程开展了高分辨率数值模拟,模式选取1o × 1o 分辨率的NCEP/NCAR( National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)分析资料(间隔6 h)形成模式初始场,微物理过程方案采用Lin 方案和Kain-Fritsch 积云对流参数化方案,同时采用YSU 边界层方案、Dudhia 短波辐射和RRTM 长波辐射方案。模拟采用3 重嵌套网格,三个模拟区域水平分辨率分别为27、9 和3km,各模拟区域网格数分别为200×180(D01), 280×262(D02), 379×370(D03),模拟时间范围为2008 年7 月25 日12 时至30 日12 时(世界时),共达120 小时(5 天),其中第一、二模拟区域启动时间为2008 年7 月25 日12 时,共积分120 h,第三层嵌套启动时间为2008 年7 月27 日12 时,共积分72 h。论文利用收集到的登陆台风凤凰路径、中心气压、地面最大风速等信息资料,NCEP/NCAR 分析资料以及雷达回波、降水观测等各种常规和非常规观测资料与模式模拟结果开展了较细致的对比验证分析。结果指出,模式较好地模拟再现了“凤凰”台风的发展、演变以及登陆过程,模式模拟的台风路径与观测路径较为一致,同时模式也较好地把握住了整个模拟时段当中,“凤凰”台风的强度演变过程以及主要的雷达回波特征等,模拟取得了初步成功。论文进一步利用高分辨率的模拟资料对此次凤凰台风登陆过程开展了诊断分析,结果表明,在整个研究时段内,散度垂直通量wdiv 的异常值区始终覆盖在地面雨区之上,二者的空间分布和时间演变趋势比较相似,并且在雨区内wdiv 表现为强信号,而在非雨区wdiv 表现为弱信号。散度垂直通量能够描述暴雨过程中低层大气辐合和高层大气辐散的垂直动力结构,对强降水落区有较好的指示作用。本文主要是从动力诊断方面,结合高分辨率数值模拟,研究了登陆台风“凤凰”的强降水过程特点,而对其相关热力以及云微物理方面的研究还没有涉及。众所周知,降水是宏观动力过程与微观云微物理过程相结合的产物,要想全面理解和认识登陆台风强降水过程并进而提高其预报水平,就必须同时关注影响登陆台风强降水的宏观动力过程以及微观云微物理过程特征。