ISSN 1004-4965

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Chanchu台风(0601)精细结构中的熵流特征分析

廖玥 王咏青 周嘉陵

廖玥, 王咏青, 周嘉陵. Chanchu台风(0601)精细结构中的熵流特征分析[J]. 热带气象学报, 2018, 34(5): 685-694. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.010
引用本文: 廖玥, 王咏青, 周嘉陵. Chanchu台风(0601)精细结构中的熵流特征分析[J]. 热带气象学报, 2018, 34(5): 685-694. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.010
Yue LIAO, Yong-qing WANG, Jia-ling ZHOU. ENTROPY FLOW CHARACTERISTICS OF TYPHOON Chanchu's (0601) FINE STRUCTURE[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2018, 34(5): 685-694. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.010
Citation: Yue LIAO, Yong-qing WANG, Jia-ling ZHOU. ENTROPY FLOW CHARACTERISTICS OF TYPHOON Chanchu's (0601) FINE STRUCTURE[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2018, 34(5): 685-694. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.010

Chanchu台风(0601)精细结构中的熵流特征分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.010
基金项目: 

北极阁开放研究基金——南京大气科学联合研究中心 NJCAR2018MS02

国家自然科学基金 41530427

国家自然科学基金 41275002

国家自然科学基金 41875070

江苏省“333高层次人才培养工程”; 江苏高校优势学科建设工程项目 PAPD

详细信息
    通讯作者:

    王咏青,女,江西省人,教授,博士,研究方向:台风和中小尺度动力学、中尺度数值模拟。E-mail:yongqing@nuist.edu.cn

  • 中图分类号: P444

ENTROPY FLOW CHARACTERISTICS OF TYPHOON Chanchu's (0601) FINE STRUCTURE

  • 摘要: 在耗散结构理论的基础上,根据热力学第二定律推导出了熵平衡方程。利用高分辨率模式输出资料通过对比Chanchu台风(0601)螺旋雨带上游、中游和下游及眼壁附近不同区域对流单体和熵流分布情况,揭示出负熵流值与台风的强对流单体有密切联系。基于负熵流与台风精细结构的配置分析,研究中尺度范围内熵流随Chanchu台风发生、发展、消亡各阶段的演变特征。分析表明,对流单体在从雨带上游至下游的演变过程中,熵流分布特征也会发生相应的变化,强对流单体与负熵流大值区相对应;当对流单体减弱,负熵流也随之减弱;当单体最后合并并汇入眼墙时,负熵流彼此合并旋入眼墙,有助于眼墙中深厚对流的维持和发展;此外,负熵流对于Chanchu台风在各发展阶段的强度变化也有一定的指示意义,揭示了负熵流对大气系统的组织化作用。

     

  • 图  1  模式嵌套网格示意图

    A、B、C、D分别为分辨率54 km、18 km、6 km、2 km的嵌套网格,叠加的矢量场为5月10日0000 UTC时刻的700 hPa水平风场;A、B、C位置固定,D跟随TC中心沿D1到D2移动,TC标记处代表TC初始位置。

    图  2  模拟和观测台风同时段内移动路径对比图(a)、模拟和观测台风同时段内地面10 m最大水平风速(Vmax)和海平面最低气压(SLP)随时间的演变(b)

    图  3  850 hPa上方位角平均的垂直速度(阴影,m/s)和切向风(黑线,m/s)随时间变化

    图  4  14日15时45分850 hPa高度雷达反照率(阴影,dBz)水平分布图及所选雨带三个区域分布(K1、K2、K3)

    蓝色虚线为最大风速所在半径。

    图  5  a. 图 4中K1区域雷达反照率(阴影,dBz)和熵流(黑线,J/(m3·s·K))的放大图;b.沿着图 5a中蓝色线段A1至A2切向方向的雷达反照率(阴影,dBz)和熵流(蓝线,J/(m3·s·K))的垂直剖面图;c、d分别是b对应的熵流的水平项和垂直项并叠加了风矢(m/s),等值线间隔3 J/(m3·s·K)。

    图  6  图 4中K2区域的放大图(a),沿着图 6a中蓝色线段B1至B2的垂直剖面图(b、c、d)

    其余说明同图 5

    图  7  图 4中K3区域的放大图(a),沿着图 7a中蓝色线段C1至C2的垂直剖面图(b、c、d)

    其余说明同图 5

    图  8  a. 14日16时45分850 hPa上半径100 km范围内的雷达反照率(阴影,dBz)和熵流(黑线,间隔2 J/(m3·s·K))的水平分布图(白色虚线为850 hPa高度RMW所在位置,黑色实线为剖面沿线);b.沿着中黑实线所做的雷达反照率(阴影,dBz)和熵流(蓝线,间隔2 J/(m3·s·K))的垂直剖面图;c、d分别是b对应的熵流的水平项和垂直项,等值线间隔: 4 J/(m3·s·K)。

    图  9  “珍珠”中心及其邻近范围内三维总熵流(实线, J/(m3·s·K))及10 m最大风速(虚线, m/s)随时间的演变

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-01
  • 修回日期:  2018-05-08
  • 刊出日期:  2018-10-01

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