海气耦合模式COAWST对台风“凤凰”的模拟

论文摘要

每年,台风都会对我国造成巨大影响,为提高对台风的模拟精度,考虑海气间相互作用是一种新的尝试。同时现在越来越多的海气耦合模式被用于气旋与海洋的研究中。本文利用海气耦合模式COAWST（The fully coupled Atmosphere-Wave-Ocean model）及非耦合的大气 WRF（The Advanced Research Weather Research and Forecasting）-及海洋ROMS（Regional Ocean Modeling System）模式分别对2008年第8号台风“凤凰”过境时期的大气及海洋状况进行了数值模拟。研究发现,对于台风路径的模拟,耦合与非耦合的结果相似,说明气旋的路径主要受控于大尺度的环境场,而非通过耦合可以“解决”的局地过程。在耦合模式,考虑了海洋SST变化对台风的反馈之后,气旋的强度有所减弱。从相关性及均方根误差的统计来看,耦合模式对气旋的模拟优于非耦合模式。在海洋方面,耦合模式较准确地模拟出了气旋过境时海表温度的变化,与MER SST遥感数据相吻合,结果明显优于非耦合模式。研究气旋对海洋的响应发现,气旋在低TCHP（tropical cyclone heat potential）、26℃等温线及混合层深度浅的地区不会迅速增强。气旋下垫面不同的海表温度,主要影响气旋内核区（尤其是最大风速半径处）湿焓的分布情况,内核区下方海表温度下降1℃,湿焓通量减少36%～43%。海表温度越高,低层大气的湿静力能也就越高;气旋中心与外围湿静力能差越大,气旋的强度越强。统计海洋上层热力学变量与气旋强度间的相关性发现,距气旋中心50～200 km混合层深度与气旋强度相关性最好。其次为100～200 km、海洋100 m层以浅的温度及同水平范围的26 ℃等温线深度,再次为同水平范围的海表温度。气旋过境,海洋最显著的响应为海表温度的降低。对台风“凤凰”在大洋及近岸造成显著降温的区域分别进行研究。结果发现大洋中的降温在50 m层之上主要因大风造成的垂向挟卷及海洋接收到的净热通量的减少（垂向扩散项）造成,而50 m以下则主要由垂向对流带来的冷水造成,水平对流对大洋中的降温贡献不大。在近岸地区,台湾岛东北部在“凤凰”过后,存在降温超过8℃的显著降温区,它是由气旋过境时持续的东风造成的上升流,将冷水“诱导”至表面造成的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究意义
•   1.2 研究进展
•   1.3 研究内容及章节安排
• 第二章 模式与数据介绍
•   2.1 模式介绍
•     2.1.1 模式概述
•     2.1.2 控制方程组
•     2.1.3 模式配置
•   2.2 资料介绍
•     2.2.1 FNL资料
•     2.2.2 MERCATOR数据集
•     2.2.3 MUR SST数据集
• 第三章 台风介绍及模式验证
•   3.1 热带气旋相关知识介绍
•     3.1.1 热带气旋形成的基本（必要）条件
•     3.1.2 热带气旋等级
•   3.2 台风“凤凰”介绍
•     3.2.1 台风“凤凰”的形成与发展
•     3.2.2 台风“凤凰”造成的灾害
•   3.3 模式结果验证
•     3.3.1 气旋模拟结果验证
•     3.3.2 海洋温盐验证
•   3.4 本章小结
• 第四章 气旋对海洋的响应
•   4.1 海洋初始状态
•   4.2 感热与潜热通量
•   4.3 相当位温与气旋强度
•   4.4 大洋中其他变量对气旋的影响
•   4.5 本章小结
• 第五章 海洋对气旋的响应
•   5.1 海表温度的变化
•   5.2 温度控制方程
•   5.3 大洋中的降温
•   5.4 近岸降温
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结与不足
•   6.1 全文总结
•   6.2 缺陷与不足
• 附录
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 段宛辰

导师: 严晓海,江毓武

关键词: 海气耦合模式,台风,海气相互作用,海表温度

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,海洋学

单位: 厦门大学

分类号: P732.6;P732.3

总页数: 87

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