黄海是中国海雾的频发海区,其海雾是具体天气系统下海气相互作用的产物.已有研究总结了有利于黄海海雾发生的天气形势,而关于海雾发展与天气演变之间具体联系的系统性研究并不多.尤其是不同天气系统下,海雾发展与维持的必要条件——MBL(Marine Boundary Layer)逆温层的成因研究颇为少见.本文选取2007-2012年2-6月32次黄海海雾个例为研究对象,基于日本气象厅MTSAT(Multi-functional Transport Satellite)可见光卫星云图、韩国气象局地面天气图和美国环境预报中心的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis) 数据开展研究.首先是天气特征分析，将海雾天气型分类，每类中挑选1次典型过程，提出该天气型下MBL逆温层成因猜测;然后详细分析具体天气演变下MBL逆温层成因，验证猜测并给出形成过程。
台风是一种“强信号”的高影响海洋灾害天气过程,高时空分辨率的数值模拟已经成为研究其演变机制与开展客观预报的一种主要手段.由于模拟效果对初始场的高度依赖性,发展先进的数据同化方法有效提高初始场质量,是台风数值模拟工作中的一项重要基础性工作.本文以2011年超强台风Muifa为研究对象,基于WRF(Weather Forecasting and Research,V3.4.1)模式及其Hybrid-3DVAR(3-Dimensional Variational)模块,实施了一系列同化试验.同化效果对比分析结果表明,与cycling-3DVAR相比,Hybrid-3DVAR中初始场集合体提供了额外的“流依赖”背景误差信息,同化围绕台风中心分布的下投式探空数据与其他数据之后,显著改善了台风结构,使得模拟的台风路径与强度更接近实际观测.
本文首先针对近30年(1982-2013)中国东部近海台风过程,按照路径与强度变化进行了统计与分类.统计结果表明,出现在中国东部近海的所有台风(151例)中有37.75％(57例)登陆中国大陆,其中的26.32％(15例)为北上加强的台风过程,且都经历了登路后再次入海的过程.接着聚焦于北上登陆中国大陆再入海加强的情形,基于CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)与MTSAT(Multi-functional Transport Satellite)卫星云图,对三个台风个例——LINFA(0903)、TORAJI(0108)与HAIMA(0420)——开展了加强原因探究.对高低空环流形式、海洋下垫面水汽输送及冷空气活动的分析结果表明:LINFA的加强的主要原因为水汽凝结后潜热的释放、TORAJI北上加强的主要原因为冷暖空气交汇后斜压位能的释放,这是台风加强的两个主要能量来源,并且台风强度的变化与其环境流场(西风槽、高空急流、低空急流)关系密切.而HAIMA台风比较特别,其北上加强原因还与夏季内蒙古高原上方暖空气以及高原的阻挡作用有关,同时HAIMA继续北上时在外围强环流的作用下,与北方更冷的空气汇合也有助于台风的加强.最后,随机选取一个北上加强台风个例,分析其加强原因,发现结论与上述一致,这说明了北上台风的加强具有基本相同的成因.
数值模拟是研究海雾的有利工具,WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式提供了多种边界层方案可供选择,但是目前没有专用于海雾模拟的方案.在海雾的数值模拟研究中,由于不同的天气过程,海雾的生成维持条件以及微物理过程不同...
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数值模拟是研究海雾的有利工具,WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式提供了多种边界层方案可供选择,但是目前没有专用于海雾模拟的方案.在海雾的数值模拟研究中,由于不同的天气过程,海雾的生成维持条件以及微物理过程不同,采用不同的边界层方案得到的模拟结果必定会存在明显的不同,然而各方案对于海雾模拟的影响研究较少.本论文重点对比YSU边界层方案与MYNN2.5边界层方案,以发生在2006年3月6-8日和3012年3月28日的两次大范围黄海海雾为研究对象进行数值模拟对比试验.试验结果表明,与实际观测相比,在初始条件完全一致的情况下,对于2006年个例,模拟阶段采用YSU边界层方案得到的结果优于采用MYNN边界层方案的试验结果;而对于2012年个例则相反,采用MYNN2.5边界层方案结果明显优于采用YSU方案结果.通过进一步分析这两次海雾的天气形势以及形成机制发现,2006年海雾个例湍流强度较强,YSU边界层方案对此强度的湍流反映得较好,能够非常准确的模拟出此次海雾,而MYNN2.5方案雾区内湍流过强,导致南部的海雾抬升为低云;2012年海雾个例湍流强度较弱,YSU边界层方案对弱湍流反映得较差,在南部的弱湍流没有反映出来,使得南部海雾没有反映出来;而MYNN2.5方案对弱湍流反映得较好,能够将本次海雾较好的模拟出来.
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