ISSN 1004-4965

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基于模拟的“彩虹”台风强龙卷精细化特征

董雪峰 王映思 黄先香 严晓强 张少婷

董雪峰, 王映思, 黄先香, 严晓强, 张少婷. 基于模拟的“彩虹”台风强龙卷精细化特征[J]. 热带气象学报, 2025, 41(3): 373-387. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.033
引用本文: 董雪峰, 王映思, 黄先香, 严晓强, 张少婷. 基于模拟的“彩虹”台风强龙卷精细化特征[J]. 热带气象学报, 2025, 41(3): 373-387. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.033
DONG Xuefeng, WANG Yingsi, HUANG Xianxiang, YAN Xiaoqiang, ZHANG Shaoting. Refined Characterizes of EF3 Tornado Induced by Typhoon'Mujigae'Based on the Numerical Simulation[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2025, 41(3): 373-387. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.033
Citation: DONG Xuefeng, WANG Yingsi, HUANG Xianxiang, YAN Xiaoqiang, ZHANG Shaoting. Refined Characterizes of EF3 Tornado Induced by Typhoon"Mujigae"Based on the Numerical Simulation[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2025, 41(3): 373-387. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.033

基于模拟的“彩虹”台风强龙卷精细化特征

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.033
基金项目: 

广东省基础与应用基础研究基金气象联合基金项目 2024A1515510006

广东省气象局科技项目 GRMC2020013

佛山市气象局科技项目 202216

佛山市气象局科技项目 202001

佛山市气象局科技项目 202401

佛山市气象局创新团队项目 202301

详细信息
    通讯作者:

    黄先香,女,广西壮族自治区人,研究员级高级工程师,主要从事龙卷等强对流天气预报预警技术研究。E-mail: fsqxj@163.com

  • 中图分类号: P444

Refined Characterizes of EF3 Tornado Induced by Typhoon"Mujigae"Based on the Numerical Simulation

  • 摘要: 采用非静力中尺度数值模式WRF V3.6.1模拟1522号“彩虹”台风外围广东佛山EF3级强龙卷天气过程。基于模式模拟资料分析了强龙卷发生的近风暴环境条件、龙卷母体风暴超级单体和类龙卷涡旋(Tornado-Like Vortex, TLV)的演变特征。结果表明:近风暴环境CAPE揭示出有利于龙卷风暴发生发展的热力不稳定条件,TLV附近CAPE达1 000~1 500 J·kg-1,近风暴环境0~3 km和0~1 km垂直风切变大值区与TLV系统位置呈很好的对应关系,在TLV发展期和强盛期,0~3 km垂直风切变分别达15×10-3 s-1和20×10-3 s-1以上,0~1 km垂直风切变分别达25×10-3 s-1和30×10-3 s-1以上;模拟的100 m、500 m和1 500 m高度的雷达回波能较好揭示龙卷超级单体风暴钩状回波形成、发展和消散的演变特征;成熟期的龙卷风暴内部,前侧下沉气流(FFD)和后侧下沉气流(RFD)加强,有利于风暴内部上升气流的增强,前侧阵风锋(FFGF)和后侧阵风锋(RFGF)形成锢囚结构,加强低层环流,促进近地面气旋式环流和TLV的发展加强,TLV系统中心位于上升气流与RFD之间、靠近上升气流一侧。龙卷发生之前伴随着低层中气旋的明显增强及中层中气旋的发展,低层强中气旋与龙卷生成相对应。

     

  • 图  1  2015年10月4日广州S波段雷达0.5 °反射率因子(a)和模拟的500 m高度雷达反射率因子(b)

    单位:dBZ。

    图  2  2015年10月4日广州雷达0.5 °仰角雷达径向速度图(a~c,单位:m·s-1)和模拟的500 m高度风场插值到广州雷达径向速度图(d~f,单位:m·s-1)

    图  3  2015年10月4日0640 UTC(a、d、g),0650 UTC(b、e、h),0700 UTC(c、f、i)模拟的CAPE场(a~c,填色,单位:J·kg-1)、抬升凝结高度场(d~f,填色,单位:m)、0~3 km(g~i)垂直风切变和0~1 km垂直风切变(j~l,填色,单位:10-3 s-1)

    黑色虚线圆表示模拟的TLV的位置。

    图  4  2015年10月4日0640 UTC(a、e、i),0650 UTC(b、f、j),0700 UTC(c、g、k),0710 UTC(d,h,l)模拟的100 m(a~d)、500 m(e~h)和1 500 m(i~l)高度雷达反射率(填色,单位:dBZ)

    黑色虚框表示龙卷风暴移向。

    图  5  模拟的2015年10月4日0640 UTC(a)、0650 UTC(b)、0700 UTC(c)和0710 UTC(d)雷达反射率(填色,单位:dBZ)沿着钩状回波入流缺口的垂直剖面(A~B)

    纵轴为气压高度(单位:hPa)。

    图  6  模拟的2015年10月4日0640 UTC(a、b),0650 UTC(c、d)和0710 UTC(e、f)的1 500 m高度垂直速度场(左列填色,单位:m·s-1)和100 m高度的风场(左列风杆,单位:m·s-1)、1 500 m的高度垂直涡度场(右列填色,单位:10-2 s-1)和风场(右列风杆,单位:m·s-1)

    灰色等值线是500 m高度的30 dBZ强度雷达回波;FFD、FFDF、RFD和RFGF分别表示前侧下沉、前侧阵风锋、后侧下沉和后侧阵风锋。

    图  7  模拟的2015年10月4日0640 UTC(a、d),0650 UTC(b、e)和0710 UTC(c、f)的500 m高度雷达反射率(a~c,填色,单位:dBZ),风场(风杆,单位:m·s-1)和垂直涡度场(填色,单位:10-2 s-1)(d~f)

    图  8  模拟的2015年10月4日0640 UTC(a、d),0650 UTC(b、e),0655 UTC(c、f),0700 UTC(g、j),0705 UTC(h、k)和0715 UTC(i、l)的50 m垂直涡度(填色,单位:10-2 s-1)、风场(风杆,单位:m·s-1)和垂直速度(等值线,单位:m·s-1)(a~c和g~i)及沿着垂直涡度中心(蓝色直线)的纬向剖面(d~f和j~l)

    图  9  模拟的2015年10月4日0640 UTC(a),0645 UTC(b),0650 UTC(c),0655 UTC(d),0700 UTC(e),0710 UTC(f)沿着TLV中心纬向剖面的垂直速度场(填色,单位:m·s-1)、垂直涡度场(等值线,单位:10-2 s-1)和风场(矢量,m·s-1)纵轴为海拔高度(km);FFD、RFD和TLV分别表示前侧下沉气流、后侧下沉气流和类龙卷涡旋;风暴移动方向为向西。

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-01-09
  • 修回日期:  2025-03-19
  • 网络出版日期:  2025-07-06
  • 刊出日期:  2025-06-20

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