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科研进展

彩票大赢家平台登陆JMSJ: 基于GPM卫星对热带扰动云团演变的研究

  在夏秋台风活跃季节,热带洋面上经常会出现天气尺度的热带扰动或者热带云团,它们被视为可能发展成热带气旋(TC)的初始“胚胎”,但是实际最终发展生成热带气旋的“胚胎”个数在总扰动个数中只占很低的比例。过去由于海洋上观测资料的匮乏,对于这些“胚胎”扰动是否发展生成TC,以及TC生成阶段对流云和层云动力和热力作用的认识十分有限。随着搭载可以进行三维探测的降水雷达的卫星发射升空,为研究广阔洋面上热带扰动云团的演变提供了有效的观测手段。

  最近,中科院大气物理研究所陈光华研究团队的王科博士将西北太平洋热带扰动根据未来是否发展成TC而划分为发展扰动(Dev扰动)和未发展扰动(Nondev扰动),并追踪其生命史过程,将这些扰动与最新的GPM卫星资料相结合,考察两类扰动在内(距离扰动中心200km范围内)、外核区(距离扰动中心200-400km范围内)对流云与层云的中尺度降水系统时空演变特征。如图1所示,对于Dev扰动(图1a-c),内核区强降水的面积和强度呈现振荡发展的特征,而外核区则逐渐增加,到TC生成前1天,强降水向扰动中心靠近并增强,结构组织化明显。Nondev扰动中的强降水零散地分布在远离扰动中心的位置(图1d-f),降水强度和面积均显著低于Dev扰动,内外核区强降水比例逐日减小。

  利用四个指标来定量研究两类扰动中层云和对流降水的时间演变特征。第1个指标为某一类型降水格点数占总降水格点数的百分比(图2a,Nstr/con/Nprecipitating),可以表征扰动中降水类型的百分比;第2个指标为某一类型降水格点数占总格点数(包括非降水格点)的百分比,以此表征某一类型降水覆盖面积的大小(图2b,Nstr/con /Ntotal);第3个指标为条件平均降雨率(图2c,ΣRstr/con /Nstr/con),即将某一类型降水的总降水率除以该类降水的总格点数,用来表征该类降水强度;第4个指标为非条件平均降雨率(图2d,ΣRstr/con/ N total),即将某一类型降水的总降水率除以总格点数(包括非降水格点),等于第2和3指标的乘积,用来表征该类降水经过标准化后的总降水率。主要结果表明Dev扰动在内、外核区层云和对流云的覆盖面积、对流云降水强度都要大于Nondev扰动(图2b,c)。Dev扰动中内核区的对流降云水强度要强于外核区。在Dev扰动的发展过程中,内核区层云降水的覆盖面积和对流云降水的强度会经历显著的振荡发展过程。热带扰动未来要发展成为TC,降水特征需要满足两个主要条件: 第一,扰动中心附近需要覆盖广阔的层云降水。第二,扰动内核区存在组织化的强对流发生。

  该研究成果近期发表于日本气象学会杂志Journal of the Meteorological Society of Japan(JMSJ)纪念GPM卫星降水探测五周年的专刊上。

  文章引用: Wang, K., G. Chen*, X. Bi, D. Shi, and K. Chen, 2020: Comparison of convective and stratiform precipitation properties in developing and nondeveloping tropical disturbances observed by the Global Precipitation Measurement over the western North Pacific. J. Meteor. Soc. Japan, 98, doi:10.2151/jmsj.2020-056.

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图1.Dev扰动和Nondev扰动不同时间合成的近表面平均降雨率(单位: mm hr-1),图中紫色点为扰动中心,紫线为距离扰动中心半径200km的范围。黑点表示通过90%信度检验的区域。

 

图2. 距离扰动中心200km范围内的(a)某一类型降水的格点数与所有降水格点数的比值(Nstr/con/N precipitating),(b)某一类型降水的格点数与所有格点数的比值(Nstr/con /Ntotal),(c)条件平均近表面降雨率(ΣRstr/con /Nstr/con),(d)非条件平均近表面降雨率(ΣRstr/con /Ntotal)。由浅至深的红/蓝色柱代表不同不同时间的Dev扰动/Nondev扰动。

 
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