莫拉克台风暴雨的数值模拟与诊断分析

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本文首先利用实况资料,对2009年第8号台风莫拉克的活动经行分析,发现台风形成于南海季风槽,在副热带高压、天鹅台风、艾涛台风以及南亚高压等系统的共同作用下发展移动。此次台风过程在台湾岛造成强降水,暴雨主要发生在台湾的中南部地区,台风横跨台湾之后长时间在台湾海峡盘旋是造成此次暴雨的重要原因。通过卫星云图可知,莫拉克台风云系发展不对称,在其南部对流云系发展旺盛,水汽输送活跃。然后利用WRF中尺度数值模式对2009年8月6-10日莫拉克台风在台湾地区造成强降水过程的模拟资料,我们初步分析此次降水过程中台风螺旋雨带、水平涡度及暴雨的关系。结果表明:模式较好地模拟出了发生在7日00时-9日00时的暴雨过程。该时间段内台风外围有两条螺旋雨带,一支位于台湾的中部偏南,一支位于台湾的南部,暴雨主要位于这两支螺旋雨带上。在台风中低层,垂直涡度的正值区与螺旋雨带配合较好,正涡度越大,表明雨带越强。螺旋雨带低层具有对流不稳定层结,有利于激发对流云团。暴雨出现在环流上升支附近,在中低层,雨带对应着较大的指向东的水平涡度,且伴随着水平涡度大值区移动而移动,显示出两者较密切的联系。同时水平涡度的大值区与垂直涡度的大值区也有较好的对应关系,在非均匀分布的垂直运动的作用下,水平涡管发生扭曲,向垂直涡度转化,降水增强时,转化加强。水平涡度的旋度正值区对应上升运动区,其旋度的大值区对应强的螺旋雨带与降水,当水平涡度减小时,若水平涡度的旋度正值区存在,雨带仍然可以维持。莫拉克台风与天鹅台风之间有水平涡度辐合带存在,其上有云带的形成,水平涡管作为一个通道,促进双台风之间的水汽和能量输送。水平螺旋度能反应台风螺旋雨带上入流水平气流的强度及沿入流方向的水平涡度的大小。水平涡度输入到螺旋雨带之后,逐渐转变为垂直涡度,从而有利于增强螺旋雨带的旋转性,使得暴雨更强烈。通过分析,750hPa上的水平螺旋度与降水有较好的对应关系,水平螺旋度正值中心对应着降水中心。在降水区上空,低层正的水平螺旋度较大,且随高度减小。当低层水平螺旋度越强,正值区延伸层次越高,则该地区降水越强。
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