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超强台风“莫兰蒂”(1614)边界层结构的风廓线雷达观测分析

汪学渊 汪澜 郑陈婷 郭建平

汪学渊, 汪澜, 郑陈婷, 郭建平. 超强台风“莫兰蒂”(1614)边界层结构的风廓线雷达观测分析[J]. 热带气象学报, 2024, 40(3): 352-361. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.032
引用本文: 汪学渊, 汪澜, 郑陈婷, 郭建平. 超强台风“莫兰蒂”(1614)边界层结构的风廓线雷达观测分析[J]. 热带气象学报, 2024, 40(3): 352-361. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.032
WANG Xueyuan, WANG Lan, ZHENG Chenting, GUO Jianping. Analysis of Boundary Layer Structure of Super Typhoon Meranti (1614) Using Wind Profiler Radar Data[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(3): 352-361. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.032
Citation: WANG Xueyuan, WANG Lan, ZHENG Chenting, GUO Jianping. Analysis of Boundary Layer Structure of Super Typhoon Meranti (1614) Using Wind Profiler Radar Data[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(3): 352-361. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.032

超强台风“莫兰蒂”(1614)边界层结构的风廓线雷达观测分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.032
基金项目: 

福建省自然科学基金 2021J011256

详细信息
    通讯作者:

    汪学渊,福建省人,高级工程师,主要从事风廓线雷达资料应用研究。E-mail: wxy_976@163.com

  • 中图分类号: P421.3

Analysis of Boundary Layer Structure of Super Typhoon Meranti (1614) Using Wind Profiler Radar Data

  • 摘要: 利用翔安风廓线雷达和厦门探空雷达资料,对2016年超强台风“莫兰蒂”外雨带(距离台风中心120~ 220 km)和外围晴空(距离台风中心400~630 km)边界层结构进行观测分析,结果表明:在超强台风“莫兰蒂”外雨带,风廓线雷达反演的最大切向风速高度分布在入流层下方0.5~1.0 km处,并且随着台风中心的靠近,最大切向风速和入流层高度都有降低的趋势,受降雨粒子的影响,风廓线雷达只能定性反映台风外雨带最大切向风速高度和入流层高度分布特征。在超强台风“莫兰蒂”外围晴空天气下,最大切向风速高度与入流层高度具有一致性,其边界层高度变化比较平稳,高度分布在1.2~1.6 km之间,能够定量反映台风外围晴空边界层高度分布;相对于传统热力驱动的湍流,台风系统边界层湍流主要由风切变驱动,台风外围湍流活动的增强主要发生在最大切向风速高度附近,除了风切变还有其他比较重要的驱动源,表明在台风边界层顶部附近有更加复杂的湍流活动,需要更加精细的湍流通量试验确定其来源。

     

  • 图  1  超强台风“莫兰蒂”移动路径和站点分布(路径左侧绿色圆点表示厦门天气雷达,路径右侧绿色圆点表示翔安站所在位置,路径上黑色数字表示台风中心强度,单位: m·s-1)

    图  2  9月13日22:00超强台风“莫兰蒂”亮温(绿色方块表示翔安站所在位置)

    图  3  9月14日17:00厦门天气雷达1.5 °仰角反射率

    红色圆点表示天气雷达中心位置。

    图  4  坐标旋转示意图

    图  5  9月14日19:15探空径向风、切向风和虚位温曲线

    其中径向风为蓝色实线、探空和风廓线切向风风速放大了0.1倍显示为绿色和黑色实线、虚位温为红色实线,对应的蓝色虚线Hinflow为入流层高度、绿色和黑色虚线Hvtmax1Hvtmax2分别为探空和风廓线最大切向风速高度、红色虚线Hθv为混合层高度

    图  6  风廓线雷达上空的天气雷达反射率垂直分布

    图  7  翔安站切向风速分布

    横坐标表示时间,左边纵坐标表示风场探测的高度,用黑色虚线表示最大切向风速所在高度;右边纵坐标表示风廓线雷达与台风中心的距离,用蓝色虚线表示,曲线上的数字表示台风中心强度,单位:m·s-1,黑白填色表示风廓线雷达切向风速的大小。

    图  8  翔安站径向速度分布

    填色表示径向速度的大小,负值表示气流流向台风中心,正值表示气流流出台风中心,黑色虚线表示最大切向风速高度,灰色虚线表示入流层高度,紫色三角形和正方形分别为探空雷达所确定的入流层高度和最大切向风速高度。

    图  9  9月14日07:15探空径向风、切向风和虚位温曲线

    说明同图 5

    图  10  翔安站切向风速分布

    说明同图 7

    图  11  翔安站径向速度分布

    说明同图 8

    图  12  翔安站地面温度和气压分布

    图  13  翔安站风切变分布

    图  14  翔安垂直速度分布(正值表示上升气流,负值表示下沉气流)

    图  15  翔安垂直速度标准差分布

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出版历程
  • 收稿日期:  2023-04-07
  • 修回日期:  2024-01-28
  • 网络出版日期:  2024-08-08
  • 刊出日期:  2024-06-20

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