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台风眼壁内侧小尺度波动特征及发生机制

台风,波动,不稳定

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.22 气候变化下极端天气灾害的机制、预测和应对

           在一些强度较强的台风眼壁内侧边缘有时会观测到公里尺度波动结构，在雷达反射率上表现为“手指”形状，因此有时又被称为“fingerlike”波动。以前有研究指出这种波状结构可能和Kelvin–Helmholtz不稳定（Kelvin–Helmholtz instability，KHI）有关，即台风低层较强切向风垂直切变为波动发生提供能量。我们在2023年台风“杜苏芮”的高分辨率数值模拟中观察到这种小尺度波动结构的存在。基于上述模拟结果的分析进一步发现波动主要位于眼壁内侧对流层低层，且对应着较强的上升和下沉运动；“手指”状雷达反射率结构主要与从眼区卷入的干空气使得云滴蒸发有关。我们发现台风“杜苏芮”中KHI不是小尺度波动产生的原因，而水平切变不稳定，即Rayleigh不稳定。眼壁内侧极大的切向风径向梯度能够产生Rayleigh不稳定，进而激发小尺度波动的发生。