——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
在臺(tái)風(fēng)研究領(lǐng)域,對(duì)于臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)及與之密切相關(guān)的強(qiáng)度變化一直是難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題之一。特別是在強(qiáng)臺(tái)風(fēng)發(fā)展過程中,大約有80%的臺(tái)風(fēng)在主眼墻外側(cè)可以產(chǎn)生閉合的外眼墻(SEF),形成所謂的臺(tái)風(fēng)雙眼墻結(jié)構(gòu)。在外眼墻階段,最大風(fēng)速半徑顯著外擴(kuò),主眼墻開始逐漸瓦解崩潰,臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度受到抑制甚至減弱。伴隨著外眼墻向內(nèi)收縮,外眼墻最終替換主眼墻并組織發(fā)展,使得臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度再次得到加強(qiáng),完成一次眼墻替換過程(ERC)。
最近,中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員陳光華通過數(shù)值模擬考察了臺(tái)風(fēng)內(nèi)核區(qū)不同云系(對(duì)流云與層云)非絕熱過程對(duì)臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的影響,研究發(fā)現(xiàn)層云非絕熱冷卻的增加,有利于臺(tái)風(fēng)發(fā)展成雙眼墻結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究成果發(fā)表于近期的國(guó)際期刊《大氣科學(xué)雜志》。
為了進(jìn)一步深入考察臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度變化對(duì)于內(nèi)核區(qū)非絕熱冷卻的響應(yīng),陳光華在敏感實(shí)驗(yàn)中將臺(tái)風(fēng)主眼墻外的內(nèi)核區(qū)非絕熱冷卻增加30%,可在內(nèi)核區(qū)低層誘發(fā)低熵空氣和輻散下沉運(yùn)動(dòng),而在臺(tái)風(fēng)外核區(qū)產(chǎn)生顯著輻合及其活躍對(duì)流雨帶,這有利于內(nèi)核風(fēng)場(chǎng)的外擴(kuò)。伴隨著內(nèi)核區(qū)地面熱通量的增加,以及有利的動(dòng)力條件和邊界層結(jié)構(gòu),誘發(fā)外眼墻形成并完成一次眼墻替換過程。隨后發(fā)展的切向氣流可以驅(qū)動(dòng)向外的非梯度力和邊界層上方出流,最終產(chǎn)生眼墻外傾的大眼臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)。
陳光華說:“SEF和ERC對(duì)于非絕熱冷卻位置及其強(qiáng)度的敏感性試驗(yàn)顯示,如果將內(nèi)核區(qū)非絕熱冷卻增加20%或者徑向向內(nèi)移動(dòng)10 千米,內(nèi)眼墻外并未形成顯著的下沉區(qū),沒有發(fā)生明顯的SEF和ERC過程?!?/p>
內(nèi)核區(qū)非絕熱增加40%或者徑向向外移動(dòng)10 千米將使得活躍的外雨帶發(fā)生在較大半徑處,前者由于邊界層上方深層的徑向出流,使得大的外傾眼墻收縮緩慢,產(chǎn)生大眼的臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu);而后者的同心外眼墻形成較晚,但強(qiáng)的徑向入流使得外眼墻快速收縮。以上研究結(jié)果可以為臺(tái)風(fēng)模式積云和微物理參數(shù)化在模擬誤差方面的改進(jìn)提供科學(xué)指導(dǎo)。
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