热带气旋双眼墙(Concentric eyewalls,CEs),又称为同心眼墙,是强热带气旋(Tropical cyclone,TC)发展过程中一种常见的结构特征。双眼墙形成之后往往会经历眼墙置换过程(Eyewall Replacement Cycle,ERC),导致短时间内TC强度和结构发生突变,大大增加了TC强度预报困难。本文采用长时间序列机载廓线观测统计对比TC双眼墙在海表和自由大气高度的演化特征,并结合主被动多源微波遥感卫星观测资料分析TC双眼墙二维海表风场和三维降水结构不对称性,基于以上观测研究结果验证双眼墙形成的物理机制。
基于12个飓风768条机载廓线得出TC双眼墙演化特征。统计结果表明双眼墙结构从底层到上层随高度向外倾斜,并且外眼墙倾斜程度大于内眼墙。外眼墙形成遵循“自上而下”的传输机制。眼墙置换周期与TC自身强度、外眼墙出现的位置有关,外眼墙形成位置离TC中心越近,眼墙置换周期时间越短。多源卫星协同观测还原飓风Irma在海面上完成4次眼墙置换。前两次眼墙置换过程符合经典眼墙置换理论(Sitkowski等人),而第四次眼墙置换完成之后,Irma强度不但没有增强,反而衰减。结合SAR反演的海面风场和微波辐射计AMSR2亮温图像显示:当第四次眼墙置换即将完成时,螺旋雨带末端的带状强对流向内收缩并发展形成新的外眼墙,抑制原来外眼墙的发展,导致尽管在眼墙置换末期,外眼墙风速超过内眼墙,但Irma整体强度并未加强。
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