臺風多普勒雷達速度資料中提取環(huán)境風場信息的方法研究.pdf

1、盡管熱帶氣旋路徑預報誤差已大大減小,但是對突變路徑的預報誤差仍然很大。本文介紹了一種從近海臺風多普勒雷達徑向速度資料中提取中低層環(huán)境風信息的方法,在此基礎上預測近海臺風移動路徑。
　　 本文首先介紹了三維軸對稱和非軸對稱的Rankine渦旋風場結構,分析了影響Rankine渦旋水平和垂直結構的因子,對比了軸對稱和非軸對稱Rankine渦旋的垂直切向風廓線的特征。在此基礎上建立了疊加風向風速水平均勻、垂直線性變化的環(huán)境風和渦旋徑向

2、入流的三維Rankine渦旋模型,模擬了疊加不同水平風向風速、垂直變化的環(huán)境風的軸對稱Rankine渦旋的多普勒徑向速度場。發(fā)現(xiàn)純軸對稱Rankine的多普勒徑向零速度線是一條直線,而且零速度線正好經(jīng)過臺風中心,正負徑向速度區(qū)關于零速度線對稱。純非軸對稱Rankine渦旋的零速度線也是直線,臺風中心也在零速度線上,但是正負徑向速度區(qū)不再關于零速度線對稱。疊加不同水平風向風速、垂直變化的環(huán)境風后,軸對稱Rankine渦旋的多普勒徑向速度會

3、發(fā)生相應變化,如果環(huán)境風風向正好垂直于雷達與渦旋中心的連線,零速度線是直線,渦旋中心也在零速度線上,只是正負速度的大小發(fā)生變化；如果環(huán)境風向與雷達和渦旋中心的連線不垂直,零速度線將隨環(huán)境風向風速的變化而向正負速度區(qū)發(fā)生不同程度的彎曲,同時零速度線不同程度的偏離渦旋中心,正負速度極值的絕對值不再相等,更不相對零速度線對稱。疊加環(huán)境風造成的軸對稱Rankine渦旋多普勒徑向速度的不對稱結構不同于純非軸對稱Rankine渦旋的不對稱結構,本文

4、依此提出了通過對比疊加不同水平風向風速、垂直變化的環(huán)境風的軸對稱Rankine渦旋的多普勒徑向速度模擬圖像與實測臺風雷達多普勒徑向速度圖像,從中找出與實測臺風雷達多普勒徑向速度圖像最相似的模擬圖,以提取實況環(huán)境風的方法(暫名相似法)。
　　 利用相似法從福建長樂和廈門雷達觀測的雷達徑向速度圖中提取了影響200418號臺風“艾利”的環(huán)境風信息,發(fā)現(xiàn)環(huán)境風使得“艾利”多普勒速度出現(xiàn)不對稱,在“艾利”近海轉折前,對流層中底層的環(huán)境風向