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平流层背景风切变对台风激发平流层重力波非对称结构的影响机理

热带气旋,重力波,平流层,台风

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.24 大气波动与多尺度对流系统

本章基于四组不同背景风条件下的数值试验，揭示了平流层垂直风切变对台风激发平流层重力波非对称局地结构的影响。在无背景风大气中，波动几乎是轴对称分布的。当常值背景风被引入整个对流层和平流层时，台风东部象限出现较强的波动，但伴随高度增加，波动结构逐渐演变为准轴对称。当仅有平流层风切变时，波动结构随着高度增加而逐渐呈现出非对称性，强波动主要出现在台风东南象限，然后是东北和西南象限。当整层常值风场及平流层风切变同时存在时，局地结构与仅有风切变的波动结构相似。研究不同试验中台风上层结构，结果表明常值背景风能够产生台风一波非对称结构，这可能导致平流层低层波动非对称结构。然而，这种非对称结构随着高度的增加而减弱。临界层能够过滤掉向西传播波动，因此随着高度和背景风的增加，向东传播的波动占主导地位，导致波动的非对称结构。除了向外传播外，由于台风是具有旋转属性的天气系统，波动同时还有逆时针传播。波数-矢量分析表明，波动径向和切向传播的共存导致了波动传播及临界层滤波的非对称，使得滤波主要发生在台风的西北象限，并部分发生在东北和西南象限，而不是整个西部象限。波动切向传播相速度相对于径向传播相速度的优势，导致在西南象限的滤波作用比在东北象限的滤波作用更明显，这最终产生在平流层风切变下，波动的非对称局地结构：强波动主要出现在东南象限，其次是东北和西南象限。