一、涡旋相互作用及其对强度和路径的影响（论文文献综述）
闫梓宇[1]（2021）在《西北太平洋季风涡旋和高层冷涡影响热带气旋强度及路径的机理研究》文中指出西北太平洋地区热带气旋的异常路径和强度预报一直是业务中的难点,已有研究表明,热带气旋会与其附近高、低层气旋性环流系统进行相互作用,从而出现异常路径且强度发生较大变化,研究这种复杂的系统间相互作用有利于提高对热带气旋移动和发展的认识,减少人员伤亡和财产损失。本研究重点关注热带气旋活跃季较常出现的低层季风涡旋和高层冷涡对热带气旋路径和强度的影响,得出的主要结论如下:（1）季风涡旋的垂直结构和水汽分布会影响热带气旋不同的路径表现形式。通过理想数值模拟发现,当热带气旋与初始垂直结构较为深厚的季风涡旋相互作用时,热带气旋的路径会突然北折,且具有较大的强度和外围尺度。热带气旋初始多出现在季风涡旋东侧,较大的外围尺度使得其通过β效应更快地向西北移动靠近季风涡旋中心。同时季风涡旋提供的较大环境场相对涡度梯度也使得热带气旋可以通过涡度隔离过程较快地向季风涡旋中心靠近。一旦两个系统中心重合,由于季风涡旋尺度水平平流项与热带气旋尺度水平平流项相互抵消,总水平涡度平流项较弱且指向正北方向,使得热带气旋路径趋于北转。此外,两个系统的叠加增强了罗斯贝波能量频散,热带气旋东侧增强的西南风气流也可能作为转向流引导其路径突然北折。水汽敏感性研究表明,季风涡旋伴随的环境场水汽的纬向分布也会影响热带气旋移动,当热带气旋初始位于季风涡旋东侧,且季风涡旋伴随“东高西低”的相对湿度分布时,热带气旋容易出现路径突然北折。（2）在不考虑初始热力差异的情况下,通过数值模拟发现季风涡旋可以通过三种动力机制影响热带气旋发展。第一,季风涡旋和热带气旋的叠加可能会增大热带气旋的外围尺度,较大的外围尺度会使得热带气旋在涡度隔离作用下对流组织较弱,深对流的分布多远离热带气旋的最大风速半径,这种情况下不利于热带气旋发展。第二,热带气旋和季风涡旋环流的叠加可能会使得在热带气旋外围出现涡度梯度改变符号,即出现外区正压不稳定。通过内外区波动间相互作用,外区的正压不稳定会使得内区非对称扰动增加。非对称扰动的逆切变倾斜又不利于扰动动能向平均动能转换,因此也不利于热带气旋增强。第三,季风涡旋的垂直斜压结构使得热带气旋处于较强的环境场垂直风切变中,从而导致热带气旋出现较大的垂直倾斜,这种情况下通风指数也较大。对流集中分布在顺风切变左侧,存在明显的非对称,不利于热带气旋发展。敏感性研究也表明,季风涡旋伴随的环境场水汽分布也可能会影响热带气旋发展。（3）除了低层系统,高层系统也会影响热带气旋的移动和发展。通过观测分析发现,2018年“云雀”台风有着罕见的逆时针环形路径及先增强后减弱的较大强度变化,控制试验可以较好地模拟这种路径和强度变化,在此基础上设计半理想化数值试验（在初始场中去除冷涡）,结果台风趋于偏西行且强度持续缓慢增强。通过诊断分析发现,高层冷涡对“云雀”台风的异常路径和强度变化的贡献较大。通过位涡倾向方程诊断,由于台风与冷涡之间的藤原效应导致水平位涡平流和非绝热加热发生了变化,从而影响台风移动。高层冷涡对“云雀”台风强度变化的影响可以分为两阶段讨论,前期冷涡通过高层的涡通量辐合和降低台风北侧的惯性稳定度使得台风增强,而后期两系统距离较近时,冷涡会显着增强台风附近的垂直风切变,进而减弱台风。此外有无冷涡两组试验中台风不同路径伴随的海温和其他环境条件的变化也会造成一定程度的强度差异。
刘俏[2]（2021）在《次季节尺度引导气流对西北太平洋热带气旋路径的影响研究》文中进行了进一步梳理大气季节内振荡是介于天气尺度变率与季节变率之间最显着的振荡信号。它是西北太平洋夏季非常活跃的大气模态之一,并对西北太平洋热带气旋运动存在重要影响。东亚沿岸存在一类热带气旋,它们未在中国东部大陆地区登陆,而是北行经过中国东海岸。这些热带气旋在到达中纬度地区后,它们接下来的移动方向有所不同。其中,一部分热带气旋会继续北行,主要影响中国东北、韩国、朝鲜地区,而另一部分热带气旋会转向东北行,主要影响日本地区。当这些热带气旋移动到中纬度地区后,它们是否会发生路径上的转向,这是热带气旋路径预报上的一个重点问题。此外,西北太平洋上存在一类径直北行的热带气旋。它们具有较小的纬向移动距离,是一种不常见且存在预报难点的热带气旋。本文首先利用再分析资料分析了次季节尺度引导气流对这些热带气旋路径的影响,再利用天气研究预报（WRF）模式对热带气旋个例“三巴”（2012）径直北行的路径进行数值模拟以及诊断分析,并得到以下主要结论:（1）中国东海沿岸热带气旋在移动到中纬度地区后,引导气流中向北的分量主要是由次季节尺度环流所贡献的。气候背景场在中国东海岸存在较强的西风,使得一部分热带气旋向东北移动。在8月份,西北太平洋副热带高压系统较强且向西延展,使得北行经过中国东海岸的热带气旋在到达中纬度地区后更容易继续北行影响中国东北、韩国、朝鲜地区。而在9月份,在中国东海岸附近转向东北行去影响日本的热带气旋数目更多,这与东撤的副热带高压系统有关。对于8月份在中国东海岸东北行以及9月份北行的热带气旋特例来说,次季节尺度引导气流对这些热带气旋的影响最为重要。次季节尺度环流主要通过次季节尺度波列来影响这些热带气旋的运动。与次季节尺度波列相关的气旋性环流通常位于东北行（北行）热带气旋的西北（西）边,而反气旋性环流通常位于热带气旋的东南（东）边。（2）西北太平洋中的径直北行热带气旋在北上过程中会受到三种次季节尺度背景环流的影响。根据次季节尺度影响系统的类型可以将径直北行热带气旋划分为三类。第一类是季风涡旋型热带气旋,此类径直向北移动的热带气旋会移动到一个封闭的气旋性季风涡旋中,并与季风涡旋一起向北移动。第二类是波列型热带气旋,此类热带气旋中心的西侧（东侧）存在一个气旋（反气旋）性环流。热带气旋在次季节尺度波列中间的偏南风的引导作用下北行。第三类为中纬度槽型热带气旋,此类热带气旋中心位于次季节尺度槽的最大涡度区处。（3）热带气旋“三巴”是2012年全球最强的热带气旋。在其生命史内,“三巴”在不同时间尺度背景气流的影响下从低纬度地区几乎径直向北移动到高纬度地区。观测分析表明,东西走向的次季节尺度波列对三巴径直北行的路径存在着最大的贡献。利用WRF模式对三巴路径进行数值模拟,设计了三组不同初始模拟时刻的控制试验与敏感性试验,验证了通过再分析资料分析得到的结论。控制试验较好地模拟出了三巴北行的路径。在敏感性试验中,去除边界和初始条件内相关变量的次季节尺度分量,试验中的热带气旋不再北行,而是西行、西北行或东北行。通过进行涡度方程诊断,分析影响“三巴”运动的物理过程,结果表明当背景场中没有次季节尺度分量时,涡度方程中的水平涡度平流项发生变化,从而驱使三巴向西、向西北或向东北运动。
张润宇[3]（2020）在《热带气旋多元回归与机器学习方法研究》文中研究指明热带气旋是影响我国的主要灾害性天气系统之一。提高热带气旋的研究和预报水平,对我国经济发展和国防建设具有重要意义。近些年,对于热带气旋路径的客观预报水平有了显着的提高,但其强度预报提升幅度较小。生成频数等长期变化预测不确定性依然很大,目前仍是学者们关注的重点。影响热带气旋生成频数的物理机制复杂,2018年8月共有9个热带气旋生成,相比气候态数量明显偏多。本文利用统计分析方法,对影响显着的物理因子进行分析,表明2018年8月相关区域850 h Pa相对涡度与多年平均值最大正距平达0.25×10-4/s,600 h Pa相对湿度高于多年平均值8%-10%,成为生成频数异常偏多的主要原因。这和西北太平洋副热带高压位置特征、北印度洋至我国南海大范围海域西风异常、南海海域经向风异常、水汽通量异常,以及季风槽的位置相关。本文通过对1979-2018年强度突变热带气旋统计分析,发现热带气旋最易发生快速增强的区域为15°-20°N、125°-135°E之间的菲律宾以东海域。在此区域中挑选出快速增强的热带气旋,首次利用逐小时分辨率海温数据,采用海温区域累积的方法,发现该海温数据在其对强度影响的研究时更具有优势,和强度的相关系数超过0.94。区域累计是研究海温和强度关系的工作中更合理的方法。区域累计海温值相比中心瞬时海温值和中心风速的相关关系更好,相关系数达到0.8以上,可应用到其他物理因子的分析中。基于美国NCEP/NR1再分析数据,提取热带气旋经过区域的大气因子、海洋因子、下垫面因子,以及气旋自身位置、移速等物理因子,并将上述因子的过去12小时变化量共同作为自变量,采用多元线性回归方法建立热带气旋强度统计预报模型,选择美国NECP/GEFS预报数据,对2016年所有热带气旋及强度较强气旋的强度及未来12小时中心最大风速变化值进行预报,并与GEFS预报结果对比。统计模型对热带气旋中心最大风速的预报效果优于GEFS结果,尤其对极值的预报更准确。相关系数超过0.5,均方根误差最大可减小7-8m/s。应用随机森林算法,用同样的数据资料对热带气旋强度预报进行学习,来考察该机器学习方法的适用性,尝试对数值预报结果进行改进。发现随机森林的机器学习方法对于热带气旋强度的预报能力较好,均较GEFS结果有所改善。随机森林机器学习方法对于热带气旋未来12小时变化预报的均方根误差大多保持在6-7m/s之间,相关系数达到0.6。对风速的预报结果相关系数为0.5-0.6,均方根误差最大可减小6-7m/s。为对比机器学习方法和统计方法的预报效果,选取2015-2016年热带气旋强度为样本数据,对2018年热带气旋24、48、72小时强度开展预报。结果显示统计模型和机器学习对2018年24小时、48小时及72小时风速变量的预报结果相对GEFS预报结果均有很好的改善,其中机器学习的效果优于统计模型回归拟合的效果,但最终的预报误差均为统计模型略偏小。将机器学习方法和统计模型相融合后,24小时及72小时预报效果改进更为明显。在风速变量24小时预报中,最优预报结果相比较GEFS预报结果提升44.6%;在风速变量48小时预报中,最优预报结果相比较GEFS预报结果提升31.9%;在风速变量72小时预报中,最优预报结果相比较GEFS预报结果提升26.9%。分析发现,半径、初始风速、500h Pa涡度、200h Pa散度、相对湿度以及与海温相关的因子为影响热带气旋强度最高的因子,这些因子通过影响积雨云的维持和热量的释放,影响气旋内部和外界的质量输送,从而影响水汽、热量的来源以及气旋暖心结构,最终影响热带气旋的强度。预报误差主要由热带气旋预报位置偏差、影响因子值大小和空间分布的预报偏差造成。
杨盛牧[4]（2019）在《南海北部及其周边海域典型中尺度涡动力过程研究》文中认为中尺度涡旋是海洋中常见的水体运动形式,承担着海洋中90%以上的物质、能量输送。中尺度涡在移动过程中携带大量高动能、温度异常水体,因此对局地海域温盐结构与流场变化起着不可忽略的作用。南海海域面积广阔,地形复杂,为中尺度涡生成、运动、演化以及消亡提供足够的活动空间。中尺度暖涡在南海北部沿陆架向西传播,并对南海北部局部海区海洋生态环境造成影响。本论文旨在从动力学角度分析中尺度涡旋的行为特征,以及其在南海北部的演化发展规律。本文基于南海水文观测捕捉到的中尺度涡,应用海洋环流模式MITgcm建立了理想化并具有南海地域特征的中尺度涡旋。通过理论分析和数值模型结果对中尺度涡垂向结构倾斜机制进行探讨。地转β效应和平流作用是造成了中尺度涡旋垂向结构自海表随深度增加向西南倾斜的普遍性因素。涡内垂向速度梯度则是涡结构倾斜的直接体现。依据南海北部中尺度涡的生成机制与传播路径,首先对吕宋海峡东侧涡-流相互作用进行模拟分析。通过对卫星海面高度计资料分析,发现在黑潮区域中尺度涡路径具有三种模态,其中3.5%的北太平洋西向传播中尺度涡能够通过吕宋海峡进入南海。根据模式结果,涡旋在黑潮强度较弱时会以丝状结构融入黑潮流套,从而加强了南海与北太平洋之间物质和能量交换。而强黑潮和吕宋海峡海山脊的存在,则有效抑制了太平洋中尺度涡通过吕宋海峡进入南海。根据南海北部中尺度涡的运动路径分布,应用数值模式分析了孤立地形（岛屿、海山等）对涡旋运动路径和结构演变的影响。根据数值实验结果以及涡分裂的动力学机制,提出了两个无量纲参数R和S（R是岛半径与涡旋半径的比值,S是海山淹没深度与涡旋垂向尺度比值）来表征地形致涡旋分裂发生范围:1/4<R<2,S<1/5。海洋中,地形不但是导致中尺度涡消亡的因素之一,在一定条件下,孤立地形后尾流区也是中/亚中尺度涡的生成源。通过数值模式对岛屿和海山后尾涡的生成进行系统地模拟分析,发现海山导致的尾涡脱落对应的临界雷诺数是经典流体力学中二维涡街生成临界雷诺数的2倍以上。此外,来流条件、地转效应以及底摩擦均会对海山后尾流结构造成影响。
王天驹[5]（2019）在《西太平洋热带气旋活动对副热带高压经向移动的影响研究》文中研究指明热带气旋（tropical cyclone,TC）和西太平洋副热带高压（western Pacific subtropical high,WPSH）是东亚-西太平洋区域重要的天气气候系统,其活动可显着影响东亚地区的天气气候状况。开展TC活动影响WPSH经向移动的研究,可加深对WPSH经向移动特征和机理的认识,有助于提高对TC活动与WPSH相互作用过程的理解,对揭示西太平洋TC活动气候效应,评估TC活动在东亚-西太平洋大气环流演变过程中的相对贡献,以及提高我国灾害性天气预报预警水平和气候预测能力具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以西太平洋TC活动对WPSH经向移动的影响为主要研究内容,首先利用NCEP（National Centers for Environmental Prediction）FNL（Final Analysi）分析资料,对WPSH经向移动的整体一致性特征进行了分析,并结合美国联合台风预警中心TC最佳路径资料分析了TC活动情况与WPSH经向运动的关系。在此基础上,还利用中尺度非静力数值模式Weather Research and Forecasting（WRF）开展了以TC Megi（2010）为例的个例模拟试验,并针对TC能量通过涡旋Rossby波向外频散影响大尺度环流的现象开展了动力学理论研究,分析了基流非对称性在TC能量向外传播影响大尺度环流过程中的具体作用。另外,还以TC Megi（2010）的活动为背景,进行敏感性数值试验、集合数值试验以及相应的TC移除试验,结合试验结果分析了TC活动对环境场的影响,研究了TC影响下WPSH的经向运动特征,讨论了TC影响WPSH经向运动的可能机理。得出结论如下:（1）WPSH的经向移动具有整体一致性特征,WPSH脊线的平均纬度与WPSH主体质心纬度随时间演变的趋势较为吻合。西太平洋TC活动与WPSH的经向运动存在相关性,TC活动越活跃,相应的WPSH的位置越偏北。另外,敏感性数值试验结果表明,TC活动所激发出的向外传播的扰动具有波动特征,可对环境场造成影响,并导致WPSH发生经向移动。（2）TC活动能量频散的方向与TC所处运动状态有关,TC通过涡旋Rossby波向外的能量频散是TC活动影响大尺度环流的主要途径之一,TC基流的性质会对涡旋Rossby波的传播造成影响。动力学分析表明,TC基流的非对称性可以通过影响涡旋Rossby波的径向和切向群速度从而改变涡旋Rossby波的波射线斜率,导致TC能量的频散路径发生变化,最终使TC能量频散对大尺度环流的影响发生改变。（3）不同强度TC的活动特征存在差异,对环境场的影响也有区别,所造成的WPSH脊线偏移状况也不相同。TC活动激发的向外传播扰动与TC的强度和位置有关,通常情况下,TC强度越大,TC活动通过激发向外传播扰动对大气动力和热力状况的影响也越大,因此导致的WPSH脊线偏移也越显着。并且一般情况下,位于WPSH南侧并向西移动的TC通常可造成WPSH向北偏移,位于WPSH西侧并向北移动的TC通常可造成WPSH向南偏移。（4）TC活动所导致的WPSH脊线附近的纬向风异常可造成WPSH脊线偏移,TC活动所导致的温度经向梯度异常所导致的WPSH脊线附近纬向风异常随高度变化,是造成高层和低层WPSH脊线的位置出现差异的可能原因。WPSH脊线会在其附近东风异常的影响下发生向北偏移,在其附近西风异常的影响下发生向南偏移。当TC活动造成WPSH脊线附近出现温度经向梯度正异常时,在热成风关系的约束下,脊线附近东风异常会随高度增强,会导致相应等压面上WPSH脊线向北移动,而当TC活动造成WPSH脊线附近出现温度经向梯度负异常时,脊线附近西风异常会随高度增强,会导致相应等压面上WPSH脊线向南移动。（5）TC活动所导致的WPSH脊线两侧涡度异常的差异与WPSH经向偏移有较好对应关系。当WPSH脊线南北两侧涡度异常的差异（北侧减南侧）为正时,会导致WPSH向南偏移;当WPSH脊线南北两侧涡度异常的差值为负时,会导致WPSH向北偏移。从涡度方程的诊断分析结果可以看出,方程中不同项在WPSH向北和向南偏移时的作用也不相同,当WPSH发生经向偏移时,涡度方程中水平平流项和垂直平流项的作用总有利于WPSH经向偏移的维持和进一步发展。
余沛龙[6]（2018）在《黑潮延伸体多尺度海洋变化及其对东亚气候的影响》文中研究指明本文利用多套大气海洋观测和再分析资料以及多种统计方法,研究了黑潮延伸体（KE）海洋多尺度低频变化特征;分析了大气对不同尺度海洋变化的响应,探讨了风暴轴天气尺度瞬变涡动反馈在大气响应形成中的作用;研究了KE多尺度变化对东亚气候的影响,分析了夏季KE海表温度（SST）异常和东亚夏季风（EASM）关系的年代际变化。主要结论如下:（1）KE区域平均SST异常有显着的年代际变化,在1980–2009年期间有显着的准10年周期,在1930–1950年期间有显着的准6年周期,这种年代际变化与阿留申低压（AL）活动的变化有关,前者与AL强度变化有关,后者与AL南北移动有关,AL活动在不同纬度上激发海洋Rossby波的西传影响了KE SST的变化周期。（2）KE海洋锋（KEF）强度分别在1996–2010和1984–2008年间呈现出显着的准6年和准10年变化。KEF位置分别在1983–2000和1981年后呈现出显着的准6年和长于9年的变化。KEF位置的低频变化受AL南北移动激发的海洋Rossby波的直接影响。KEF位置的变化超前于KEF强度变化21个月。（3）利用SST资料构造了一个能描述KE中尺度涡旋活动特征的新指数,并利用该指数揭示了近30年KE中尺度涡旋活动的低频变化特征及其与西传海洋Rossby波的关系,发现KE中尺度涡旋活动分别在1998–2015和1992–2006年间呈现出显着的准6年和准10年变化。这种低频变化与KE射流强度和路径长度密切相关,但与西传海洋Rossby波相对独立。（4）大气对KE多尺度变化的响应基本呈现相当正压结构。这些不同尺度变化均能在西北太平洋–东亚区域、太平洋–北美区域和大西洋及其邻近区域分别引起北太平洋涛动/西太平洋遥相关（NPO/WP）、东太平洋/北太平洋涛动（EP/NP）和北大西洋涛动（NAO）型响应,且这些响应有着明显的季节变化。风暴轴天气尺度瞬变涡动反馈主要对KE SST变化（中尺度涡旋活动）和KEF经向位移引起的EP/NP（NPO/WP）型响应贡献显着。（5）KE多尺度变化对东亚气候的影响有着明显的季节差异。这些海洋变化一般对冬、春两季的表面气温（SAT）影响最显着,对夏、秋两季的降水影响最显着。特别是冬季KEF经向位移和春季KE中尺度涡旋活动都能够引起同期东亚大范围的SAT异常,但KE不同尺度变化对夏、秋两季降水的影响范围大致相同。（6）夏季KE SST和东亚夏季风分别在80年代末前后时期呈现出显着的正相关和负相关关系。这种关系的年代际变化可归因于后一时期太平洋年代际振荡（PDO）的增强。80年代末后前期春季NPO型大气强迫,特别是其南极（SP）分量的增强,是引起夏季PDO年代际增强的重要原因。相较于完整的NPO型大气偶极异常,春季NPO型SP异常对后期夏季KE SST和PDO有着更加直接的强迫作用,可作为后期EASM的预测因子。
陈晓斐[7]（2017）在《中尺度海气浪耦合模式预报适应性比对及其在台风预报中的应用研究》文中指出区域中尺度海气浪耦合模式能够更真实地反映大气和海洋的变化规律,目前已被广泛应用于海气相互作用的研究中,但利用其对西北太平洋海域的预报性能研究还开展相对较少,同时对相关参数化方案的敏感性研究还不够深入。本文利用基于MCT耦合器的WRF-ROMS-SWAN区域海气浪耦合模式,针对西北太平洋海区进行2016年9月24日—27日每日12UTC起报的72h预报试验,利用NCEP-FNL高精度再分析数据对预报结果评估检验;针对海洋模式垂直混合参数化方案MY2.5和GLS-ε,选取了2014年9月7-10日和9月17-20日共8天分别对无台风/台风天气过程开展了两组预报试验,对海表气象要素、台风路径及强度、海表面温度和混合层温度的预报效果进行了分析;以台风“凤凰”和“鲇鱼”为例,修正初始背景场中的涡旋位置和强度,分别考察其对台风预报效果的影响,为bogus涡旋重定位方案的业务化应用提供依据。本文主要结论如下:（1）根据对大气要素场预报误差的定量化分析结果,耦合模式的预报误差在可接受的范围内,相比于WRF模式其预报效果更好。对2016年9月台风“鲇鱼”的预报结果显示,耦合模式对台风路径的预报效果较好,但由于耦合作用引起的海表面温度降低的机制使得其对强度的预报偏弱。初始场的涡旋位置精度直接影响了台风的预报效果。（2）在无台风天气的情况下,海洋模式垂直混合方案GLS-ε对2m温度和2m相对湿度的预报效果要好于MY2.5方案,而在台风天气的影响下,则是MY2.5方案优于GLS-ε方案。（3）不同垂直混合方案对台风路径预报的影响不大,台风路径的预报效果主要取决于初始场台风中心的定位及台风强度。混合层热含量对台风的发展至关重要,在海洋对台风的响应过程中,MY2.5方案所造成的垂直混合更强烈,导致混合层温度偏低,从而使得台风预报强度偏弱,因此,从灾害预警的角度考虑,采用GLS-ε方案能使得耦合模式预报台风强度偏弱的情况得到一定改善。（4）涡旋重定位方案能够在保证大尺度环境场不变的前提下,对背景场中的涡旋环流范围内的要素场加以修正,因此,重定位后的涡旋环流与大尺度环境场之间保持了协调性和连续性。以台风“凤凰”和“鲇鱼”为例,涡旋重定位前后的对比试验表明,在前期的一段时间内,bogus涡旋重定位方案对台风路径和强度的预报效果有较大程度的改进。
张兴海[8]（2017）在《南海热带气旋迅速增强的数值模拟》文中进行了进一步梳理近年来,热带气旋（TC）的强度预报进步缓慢,成为TC研究领域亟待解决的问题。迅速增强（RI）一直是TC强度预报的难点,因而备受关注。南海海域位于热带及副热带地区,是TC的多发区域。由于靠近东亚大陆,南海TC发生RI后会在很短的时间内影响我国南部地区,给我国的防台减灾造成重大挑战。因此,针对南海TC的RI过程研究具有重要的现实意义。同时,RI过程中南海环境场与TC之间常存在显着的相互作用,其背后蕴藏着丰富的科学问题。因此研究南海TC的RI过程对于加深对TC增强问题的理解大有裨益。本文选取南海超强台风“威马逊”（2014）作为研究个例,利用高分辨率数值模拟,研究RI的触发机制、RI过程中TC内核结构演变及环境场和TC内核多尺度相互作用机制,希望借助针对个例的机理研究增进对南海TCRI的理解。本文利用WRF-ARW模式和动力初始化方案对“威马逊”进行了高分辨率数值模拟,模式水平分辨率最高为2km。模拟过程自“威马逊”进入南海开始,至登陆我国大陆为止,模拟时长共72h。模拟路径与强度均与美国台风联合预警中心（JTWC）最佳路径资料相近,最大路径误差小于90km,最大强度误差小于8m/s,RI过程能够被成功再现。利用常规及遥感观测对模拟结果进行验证,结果表明TC周围热带季风云团、副热带高压、梅雨准静止锋及热带低压“麦德姆”（2014）模拟均较为准确,模拟“威马逊”结构合理,表明模拟结果具有较高的可信度。基于高分辨率模拟结果,分析了RI过程的触发因素。研究发现“威马逊”RI期间环境场稳定缓变,因此RI的触发机制源于RI前后TC内核的结构变化。这些结构变化主要包括TC轴对称化和最大风速半径（RMW）的收缩、内核底层对流有效位能的积累及TC中、高低层环流中心的迅速对齐过程。TC内核结构变化激发了深对流活动,从而触发了RI过程。研究发现“威马逊”RI期间内核出现“双暖心”（DWC）现象。其中,中层暖心（MWC）位于3-9km高度,随着TC增强过程出现;高层暖心（UWC）位于13-17km高度,出现于RI的中后期。UWC的出现晚于MWC,且强度略弱。利用位温收支方程诊断可知眼区下沉运动为DWC形成的主要原因,其中UWC的形成还伴随平流层的高熵空气下沉进入对流层。UWC的生成与对流爆发（CBs）有重要联系。UWC生成阶段,8km高度RMW内CBs数量迅速增加。CBs突破对流层,其逸出气流沿着眼壁形成补偿性下沉气流,有利于眼区高层增暖;同时CBs有利于向上输送角动量,提高高层惯性稳定度,从而提高加热效率。高层增暖和下沉气流增加了对流层高层的静力稳定度,导致CBs活动减弱。然而此后UWC仍继续增强,表明CBs及补偿性下沉气流并不是UWC增强的唯一机制。利用轨迹追踪发现眼区高层部分气团来源于TC内核以外平流层低层。这些气团随平流层低层浅薄入流进入TC内核并旋转下沉进入眼区,促进了高层眼区的增暖。利用Sawyer–Eliassen（SE）方程诊断可知该浅薄入流是由出流层的动力强迫导致。利用地表扰动气压诊断方程,证明MWC和UWC在TC增强的前期和后期分别占主导地位。从地表气压的下降来看,二者贡献相当。研究表明DWC结构对维持TC增强速率有重要意义。此外,南海夏季风对“威马逊”RI过程具有重要影响。利用大气可降水量收支方程证明夏季风对水汽的水平输送是“威马逊”的主要水汽来源。敏感性实验表明改变环境水汽含量能够显着影响RI过程。受季风环流影响,RI过程中环境垂直风切变（VWS）较大,平均超过12m/s。强VWS引起TC内核出现明显的非对称结构,其中雨带主要集中在顺风切左侧（DL）象限,同时上下层中心发生显着倾斜。TC倾斜轴的进动过程是TC抵御VWS的有效途径。研究发现,TC的增强过程首先伴随着倾斜轴的顺时针旋转。当TC倾斜轴旋转到逆风切方向时,TC上、下层环流中心距离最小,此时TC开始增强;当TC倾斜轴旋转至DL象限时,内核区域VWS最小。此时CBs迅速增加,UWC开始建立。表明进动过程是环境VWS与内核结构相互作用的关键机制。通过敏感性实验证明,TC抵御环境VWS的能力与TC自身强度有关,当TC较弱时,由于惯性稳定度较小,TC无法抵御环境VWS,增强过程受到抑制。此外研究发现环境VWS在上午最大,而上半夜最小,同时雨带在后半夜开始组织,上午达到最活跃的状态,下午消散。辐射日变化是造成环境VWS和雨带准周期变化的原因。改变辐射日变化的相位不仅可以改变环境VWS,还可以改变TC雨带的活跃时间,从而影响TC内核的深对流活动。辐射日变化对RI过程有显着影响,其中夜间更有利于TC增强。最后研究了TC增强过程中的平衡动力学问题。利用SE方程对TC次级环流进行了诊断分析,研究证明TC内核RMW以内的相变潜热加热是TC次级环流最重要的强迫项,因此RMW内侧深对流活动对TC加强过程有重要影响。同时证明云顶辐射冷却并不足以解释平流层低层浅薄入流,而出流层的涡动涡度通量才是关键强迫因子。结合切向风收支方程研究了边界层摩擦的作用,发现摩擦倾向于增大眼区的切向风,而减弱眼区外围的切向风,表明底层摩擦的净作用仍是减弱TC强度。
魏娜[9]（2016）在《东亚季风环流背景下热带气旋生成发展研究》文中研究指明热带气旋（TC）的生成和发展问题是热带气旋研究领域最具挑战性的问题之一,也是业务预报的难点。我国近海生成TC往往出现在典型东亚季风区内,其形成和发展与大尺度东亚季风环流、中小尺度初始扰动以及强对流等多尺度相互作用有关。本文采用统计研究、诊断分析和数值模拟等方法对东亚季风环流背景下TC生成和发展问题进行初步研究,取得的结果有助于对此类TC生成机理的认识,并可为业务预报提供一定参考。首先利用中国气象局（CMA）、美国联合台风预警中心（JTWC）和日本气象厅（JMA）三家不同热带气旋资料,对西北太平洋地区TC的生成和发展进行统计和分析对比,发现:1)各家关于TC的生成和发展情况记录差异明显,主要是对不发展热带低压（NTC,最大强度为TD）的不同记录造成的;2)对发展热带低压（DTC,最大强度在TD以上等级）的地理分布、季节分布、年际变化等,各家记录相差不大,但对NTC存在较大差异。这给热带气旋生成发展研究带来了某些不确定性。利用CMA热带气旋资料对1983-2013年间对TC的生成活动进行统计,发现1)西北太平洋上34%TC形成于东亚季风区（130oE以西）,其中25%为NTC,75%为DTC。DTC中只有7%可加强为强台风或者超强台风;2)5-9月南海北部是DTC发展的高频区域,5月和10月NTC在东亚季风区生成比例较高,登陆是NTC消亡的主要原因之一。影响夏季东亚季风区TC生成发展的低层环流有明显差异。可归纳为东风波型（EW）、季风切变线型（MS）、季风辐合区型（MC）和反向季风槽型（MI）。其中东风波类型只占14%。而与季风相关的TC生成占86%,以MS型最多。各类型中高空影响系统也有所不同,其中EW型和MC型TC生成时高空存在大洋中部槽（TUTT）,而MI型生成时明显受中纬度高空槽的影响。在不同的高低空配置下,以MC型热带低压发展概率最高,MI型最低。不同环流类型NTC和DTC生成时环境因子和对流发展特征存在差异。1)海温和陆地是影响EW型TC发展的显着因子,低层初始扰动强弱显着影响MC型TC发展。而海温和风速垂直切变对MI型TC发展产生显着影响;2)DTC在生成过程中垂直运动对涡度平流作用随时间持续增长,且明显强于NTC;3)MS和MI环流下DTC深对流发展相比NTC更为集中,且多位于低压中心的西南侧。季风背景下TC生成过程中也具有很多共性:1)季风气流持续为TC发展提供充足的水汽输送,中层湿度相对气候态明显增加;2)低层涡度出现聚集,增强约一倍左右TD生成,主要依靠低层辐合作用。3)深对流面积均有显着的增加,且在生成前1218h内存在深对流爆发。反向季风槽环流形势（MI）是较为特殊的季风环流背景,且热带低压的发展率最低。针对这一类型典型台风个例“莫兰蒂”（Meranti,1010号）的生成和发展进行诊断分析和数值模拟试验。结果表明,其低层季风气流在另一个成熟TC“玛瑙”的引导下呈西南-东北走向,并在台湾岛附近存在季风气流弯曲和较大风速水平切变,为莫兰蒂的生成提供初始扰动。敏感性试验结果表明:若无此扰动,季风气流内对流减弱,且无法有效地组织起来形成TC。而“玛瑙”可以显着促进TC后期发展,一方面增强了季风环流对生成地的水汽输送,加大中层湿度;另一方面其气旋性环流加大了涡旋北侧低层向南气流,影响低层辐合和上升运动,促进了深对流的爆发和TC增强。另外,台湾岛地形也对涡旋的后期发展起着促进作用。“莫兰蒂”生成期间还受自东向西移动的高空冷涡系统影响。数值试验表明此系统虽不是影响TC生成的关键性因子,但促进了TC的发展。一方面有利于TC高层形成多向流出通道,另一方面与热带低压的位涡柱之间形成位涡波列,并从高层不断分裂、平流传输至中层与TC的位涡柱合并,对TC涡度发展产生正作用。在较强风速垂直切变的环境条件下,“莫兰蒂”内核结构呈现显着不对称特点:顺切变方向呈显着低层流入、高层流出次级环流结构,且集中了深对流的爆发和发展。深对流触发前,一方面在活跃的季风云团北部边缘存在补偿性下沉气流,蒸发冷却形成干冷空气进入边界层内,随低层西南季风气流向北卷入近地面环流中,与北侧高熵空气相遇触发深对流;另一方面中层存在显着的气旋性环流,并存在明显加湿现象,为深对流的爆发和持续性增长提供良好的湿度环境。深对流触发后,中低层涡旋同时加强且中心逐渐靠近,最大风速半径向内收缩,中心气压显着下降,最终导致莫兰蒂生成。基于以上研究结果,利用logistic模型筛选环境因子,发现低压生成时的200h Pa散度、低层相对湿度、海温、500h Pa涡度、850h Pa涡度和陆地覆盖率六个因子的差异与TD是否发展关系密切。进一步通过逻辑回归分析建立TD是否发展的预报方程,试预报的准确率约80%左右,但空报率偏高。
朱琳[10]（2015）在《热带气旋Debby（2006）在非洲东风波中生成机制研究以及集合对比分析》文中提出生成于大西洋,源自非洲东风波的热带气旋生成机制的研究仍然不够透彻。特别是,非洲东风波,高层运动,强对流以及涡旋相互作用在热带气旋生成中的作用,还需要进一步研究。本文利用一系列最高分辨率为1.33 km的高分辨率模式来模拟研究北大西洋2006年热带气旋Debby的生成,希望通过对Debby的分析,能够为热带气旋的预报提供一定的参考依据,从而减少热带风暴造成的灾害。除了利用控制模拟来研究热带气旋生成的中尺度过程,并利用其它两个不同大尺度背景下的个例来验证我们的结论,我们还进行了一组包含20个样本的集合模拟来研究热带气旋生成过程中的物理机制。结果表明一些对流层中层涡旋系统在先导对流带中形成,并随后被平流到层结区域。当这些对流层中层涡旋系统逐步接近时,它们合并成一个中尺度涡旋系统。我们发现热带气旋Debby生成的触发机制是对流层中层的中尺度涡旋,由于对流形成的对流层低层涡旋系统,以及一个强烈的对流层低层辐合区域的垂直一致。同时,我们还发现对流层高层的暖空气对热带气旋的生成也很重要,它能够通过静力平衡维持对流层中层的"pouch"并导致中尺度海平面气压的下降。同时,利用两个在不同大尺度环境场中的个例,我们验证了对流层高层的暖空气对海平面气压的下降起决定性作用。研究还表明,强对流层高层的流场和垂直风切变抑制对流层高层暖心的形成和发展。所以,这些结果表明在研究热带气旋的生成时,对流层低层的运动和高层的运动都应予以考虑。另外,我们还利用集合模拟,对比分析强度较强的样本和较弱的样本,进一步研究不同因素在热带气旋中的作用,从而验证了我们的结果,强对流系统在热带气旋生成期间的持续发展会通过对流层低层涡旋系统对对流层中层涡旋系统做出贡献和影响。
二、涡旋相互作用及其对强度和路径的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、涡旋相互作用及其对强度和路径的影响（论文提纲范文）
（1）西北太平洋季风涡旋和高层冷涡影响热带气旋强度及路径的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 热带气旋活动 |
| 1.2.1 热带气旋移动 |
| 1.2.2 热带气旋发展 |
| 1.3 西北太平洋季风涡旋对热带气旋活动的影响 |
| 1.3.1 季风涡旋与热带气旋移动 |
| 1.3.2 季风涡旋与热带气旋发展 |
| 1.4 西北太平洋高层冷涡对热带气旋活动的影响 |
| 1.4.1 高层冷涡与热带气旋移动 |
| 1.4.2 高层冷涡与热带气旋发展 |
| 1.5 研究内容和拟解决的问题 |
| 1.6 章节安排 |
| 第二章 资料、模式和方法 |
| 2.1 资料 |
| 2.2 模式 |
| 2.3 方法 |
| 2.3.1 空间滤波方法 |
| 2.3.2 片段位涡反演 |
| 2.3.3 理想轴对称涡旋构建方法 |
| 2.3.4 涡度倾向方程诊断 |
| 2.3.5 位涡倾向方程诊断 |
| 第三章 季风涡旋水汽分布对热带气旋路径的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水汽纬向分布敏感性试验设计 |
| 3.3 结果和分析 |
| 3.3.1 热带气旋路径和强度变化 |
| 3.3.2 涡度方程诊断 |
| 3.3.3 热带气旋和季风涡旋相互作用 |
| 3.3.4 罗斯贝波能量频散 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 季风涡旋垂直结构对热带气旋路径的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 季风涡旋垂直结构敏感性试验设计 |
| 4.3 结果和分析 |
| 4.3.1 热带气旋路径和强度变化 |
| 4.3.2 涡度方程诊断 |
| 4.3.3 热带气旋与季风涡旋的相互作用 |
| 4.3.4 罗斯贝波能量频散 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 季风涡旋对热带气旋强度的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验设计 |
| 5.3 强度演变 |
| 5.4 诊断分析 |
| 5.4.1 对流分布 |
| 5.4.2 正压不稳定 |
| 5.4.3 垂直风切变的影响 |
| 5.5 讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 高层冷涡对2018 年“云雀”台风路径和强度的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 “云雀”台风概述 |
| 6.3 试验设计 |
| 6.4 路径和强度演变 |
| 6.5 高层冷涡对台风路径影响 |
| 6.5.1 位涡收支的诊断分析 |
| 6.5.2 引导气流 |
| 6.5.3 藤原效应 |
| 6.6 高层冷涡对台风强度影响 |
| 6.6.1 高层出流 |
| 6.6.2 涡通量辐合 |
| 6.6.3 垂直风切变 |
| 6.6.4 地形作用 |
| 6.7 讨论 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 结论及讨论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本文特色和创新点 |
| 7.3 讨论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（2）次季节尺度引导气流对西北太平洋热带气旋路径的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 热带气旋运动研究进展 |
| 1.2.2 引导气流对热带气旋运动的影响 |
| 1.2.3 大气季节内振荡对热带气旋运动的影响 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 章节安排 |
| 第二章 资料、模式与方法 |
| 2.1 资料 |
| 2.2 WRF模式简介 |
| 2.3 方法 |
| 2.3.1 Lanczos滤波方法 |
| 2.3.2 Kurihara台风涡旋滤波方案 |
| 2.3.3 涡度方程诊断 |
| 第三章 次季节尺度引导气流对东亚沿岸热带气旋路径的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 资料和方法 |
| 3.2.1 资料 |
| 3.2.2 东亚沿岸热带气旋的挑选 |
| 3.2.3 东亚沿岸北行与东北行热带气旋的划分 |
| 3.2.4 不同时间尺度引导气流的计算 |
| 3.3 不同时间尺度环流对北行与东北行热带气旋的影响 |
| 3.4 次季节尺度引导气流对东亚沿岸北行与东北行热带气旋特例的影响 |
| 3.4.1 八月份东北行热带气旋特例 |
| 3.4.2 九月份北行热带气旋特例 |
| 3.5 结论与讨论 |
| 第四章 次季节尺度引导气流对西北太平洋径直北行热带气旋的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 资料和方法 |
| 4.3 径直北行热带气旋频数年际变化的影响因子 |
| 4.4 次季节尺度引导气流对不同类型径直北行热带气旋的影响 |
| 4.4.1 低频季风涡旋型 |
| 4.4.2 低频波列型 |
| 4.4.3 低频槽型 |
| 4.5 季节平均与次季节尺度引导气流对径直北行热带气旋的相对重要性 |
| 4.6 结论与讨论 |
| 第五章 “三巴”(2012)径直北行路径的数值模拟及机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 资料和方法 |
| 5.3 观测分析 |
| 5.4 数值试验结果 |
| 5.5 涡度诊断分析 |
| 5.6 不同初始模拟时刻的敏感性试验结果 |
| 5.7 结论与讨论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（3）热带气旋多元回归与机器学习方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 热带气旋生成的研究现状 |
| 1.2.2 热带气旋强度变化的影响因子研究现状 |
| 1.2.3 热带气旋强度预报方法研究现状 |
| 1.2.4 机器学习方法在气象领域应用的研究现状 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 第二章 数据和方法介绍 |
| 2.1 数据介绍 |
| 2.2 R语言及回归方法介绍 |
| 2.3 随机森林机器学习方法介绍 |
| 第三章 2018年8月西北太平洋热带气旋频数异常的成因分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 方法介绍 |
| 3.3 2018年8月热带气旋频数异常特征 |
| 3.4 影响热带气旋生成的各因子分析 |
| 3.4.1 整体因子分析 |
| 3.4.2 850hPa相对涡度分析 |
| 3.4.3 600hPa相对湿度分析 |
| 3.5 因子异常原因分析 |
| 3.5.1 850hPa相对涡度异常分析及对热带气旋频数影响的物理机制 |
| 3.5.2 600hPa相对湿度异常分析及对热带气旋频数影响的物理机制 |
| 3.6 结论 |
| 第四章 海温与强度的相关分析及强度预报统计模型的建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热带气旋强度快速增强的空间特征统计及海温与强度的关系研究 |
| 4.2.1 热带气旋强度快速增强的空间特征统计 |
| 4.2.2 33个快速增强热带气旋样本介绍 |
| 4.2.3 33个快速增强热带气旋强度和海温关系分析 |
| 4.3 强度预报统计模型的建立 |
| 4.3.1 强度预报因子的选择 |
| 4.3.2 强度预报统计模型的建立 |
| 4.4 与多模式集合平均强度预报结果对比检验 |
| 4.4.1 风速变率变量的预报检验对比 |
| 4.4.2 风速变量的预报检验对比 |
| 4.5 强度预报模型的进一步改进 |
| 4.6 改进后预报模型与多模式集合平均强度预报结果对比检验 |
| 4.6.1 风速变率变量的预报检验对比 |
| 4.6.2 风速变量的预报检验对比 |
| 4.7 结论 |
| 第五章 机器学习方法对强度预报的效果检验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 随机森林机器学习预报模型的建立 |
| 5.2.1 机器学习方法对几种不同数据风速变率变量的学习结果 |
| 5.2.2 机器学习方法对几种不同数据风速变量的学习结果 |
| 5.3 随机森林算法对不同变量的预报结果检验 |
| 5.3.1 随机森林算法对不同数据风速变率变量的预报结果检验 |
| 5.3.2 随机森林算法对不同数据风速变量的预报结果检验 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 机器学习方法和统计方法的对比讨论 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 随机森林机器学习和统计预报模型的建立及预报对比 |
| 6.2.1 热带气旋24小时强度预报的对比 |
| 6.2.2 热带气旋48小时强度预报的对比 |
| 6.2.3 热带气旋72小时强度预报的对比 |
| 6.3 不同预报时次的重要影响因子对比讨论 |
| 6.3.1 热带气旋24小时强度预报影响因子讨论 |
| 6.3.2 热带气旋48小时强度预报影响因子讨论 |
| 6.3.3 热带气旋72小时强度预报影响因子讨论 |
| 6.4 预报误差原因的讨论 |
| 6.5 结论 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间主要研究成果 |
| 致谢 |
（4）南海北部及其周边海域典型中尺度涡动力过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 中尺度涡研究概述 |
| 1.3 南海涡旋特征 |
| 1.3.1 南海中尺度涡统计特征 |
| 1.3.2 南海中尺涡结构特点 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.4.1 卫星观测资料 |
| 1.4.2 数值模拟方法 |
| 1.5 研究目的与内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 涡旋结构分析 |
| 2.1 中尺度涡运动特征 |
| 2.2 理论分析 |
| 2.3 数值模式 |
| 2.3.1 模式设置 |
| 2.3.2 涡旋结构分析 |
| 2.3.3 中尺度涡模型构建 |
| 2.4 模式结果 |
| 2.4.1 f平面中尺度涡垂向结构 |
| 2.4.2 β平面涡垂向结构 |
| 2.4.3 β作用敏感性分析 |
| 2.4.4 海洋层化敏感性分析 |
| 2.5 涡度诊断 |
| 2.6 南海应用:南海北部中尺度涡的移动路径与其三维结构 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 中尺度涡-黑潮相互作用 |
| 3.1 涡与黑潮相互作用研究进展 |
| 3.2 海表高度数据资料分析 |
| 3.3 海洋模型 |
| 3.4 模拟结果 |
| 3.4.1 涡与海流相互作用 |
| 3.4.2 吕宋海峡地形对涡-流相互作用的影响 |
| 3.4.3 强黑潮对涡-流相互作用的影响 |
| 3.4.4 涡旋大小和位置影响 |
| 3.4.5 冷涡-黑潮相互作用 |
| 3.5 机制分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 涡旋与孤立地形相互作用 |
| 4.1 孤立地形导致的涡分裂 |
| 4.2 涡旋结构 |
| 4.2.1 结构构建 |
| 4.2.2 涡旋识别与边界定义 |
| 4.3 数值模式及其初始化 |
| 4.4 结果 |
| 4.4.1 冷暖涡运动路径 |
| 4.4.2 涡分裂 |
| 4.4.3 岛屿尺度对涡分裂过程的影响 |
| 4.4.4 海山淹没深度的影响 |
| 4.4.5 海山水平尺度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 孤立地形后尾涡数值模拟 |
| 5.1 海洋孤立地形后尾涡概述 |
| 5.2 绿岛后尾涡模拟 |
| 5.2.1 模型建立与验证 |
| 5.2.2 不同雷诺数条件下岛后尾流分布 |
| 5.2.3 科氏力参数对岛后尾涡的影响 |
| 5.2.4 背景场涡度的影响 |
| 5.2.5 底摩擦的影响 |
| 5.3 三维理想淹没地形尾流模拟 |
| 5.3.1 圆柱体 |
| 5.3.2 椎体 |
| 5.3.3 半圆地形 |
| 5.4 淹没高斯地形后尾流 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论及建议 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）西太平洋热带气旋活动对副热带高压经向移动的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 热带气旋活动对海洋和大气的反馈作用 |
| 1.2.2 西太平洋副热带高压的移动特征及其影响因子 |
| 1.3 拟解决科学问题和本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 拟解决的科学问题 |
| 1.3.2 本文主要研究内容 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 资料 |
| 2.2 数值模式介绍 |
| 2.2.1 WRF模式介绍 |
| 2.2.2 TC bogus模块介绍 |
| 2.3 指数定义 |
| 2.3.1 WPSH脊线 |
| 2.3.2 WPSH主体质心 |
| 2.3.3 TC路径转向点 |
| 2.4 研究个例选取 |
| 第三章 WPSH的经向运动特征和TC活动对WPSH经向运动的影响 |
| 3.1 WPSH经向移动特征的统计分析 |
| 3.2 TC活动影响WPSH经向移动的数值试验 |
| 3.2.1 试验设计 |
| 3.2.2 试验结果 |
| 3.3 TC移动与TC波动 |
| 3.3.1 试验设计 |
| 3.3.2 试验结果 |
| 3.4 TC能量频散影响大尺度环流的动力学理论分析 |
| 3.4.1 非对称TC基流中的涡旋Rossby波和波射线 |
| 3.4.2 波射线方程的数值求解 |
| 3.4.3 基流非对称性对涡旋Rossby波群速度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 TC活动影响WPSH经向运动的敏感性数值试验 |
| 4.1 试验设计 |
| 4.2 试验结果 |
| 4.2.1 不同TC影响下WPSH脊线的分布及偏移特征 |
| 4.2.2 不同TC影响下WPSH脊线偏移差异的原因分析 |
| 4.2.3 WPSH经向移动与TC转向 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 TC活动对WPSH脊线垂直分布的影响分析 |
| 5.1 试验设计 |
| 5.2 试验结果 |
| 5.2.1 TC活动期间WPSH脊线的垂直分布及偏移特征 |
| 5.2.2 不同高度WPSH脊线移动出现差异的原因分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 西太平洋TC活动影响WPSH的集合数值试验 |
| 6.1 试验设计 |
| 6.2 试验结果 |
| 6.2.1 模拟效果检验 |
| 6.2.2 TC活动对大尺度环流场的影响 |
| 6.2.3 TC活动对WPSH经向运动的影响及可能机理 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要成果 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（6）黑潮延伸体多尺度海洋变化及其对东亚气候的影响（论文提纲范文）
| 全文缩写名词列表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 相关研究进展 |
| 1.2.1 KE多尺度变化特征 |
| 1.2.2 KE多尺度变化对大气的影响 |
| 1.3 本文的研究工作 |
| 1.3.1 问题的提出 |
| 1.3.2 论文框架 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 研究使用资料 |
| 2.1.1 SST和 SSH数据 |
| 2.1.2 大气环境场数据 |
| 2.1.3 气候指数 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 GEFA方法 |
| 2.2.2 小波分析方法 |
| 2.2.3 线性相关和回归分析 |
| 第三章 黑潮延伸体大尺度变化特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 KE大尺度低频变化特征 |
| 3.3 AL活动低频变化特征 |
| 3.4 AL活动对KE大尺度低频变化的影响 |
| 3.4.1 小波相干谱分析 |
| 3.4.2 超前回归分析 |
| 3.4.3 物理机制分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 黑潮延伸体海洋锋变化特征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 KEF探测方法 |
| 4.3 KEF强度和位置的季节变化特征 |
| 4.4 KEF强度和位置的年际-年代际变化特征 |
| 4.5 KEF强度和位置低频变化与风生Rossby波的关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 黑潮延伸体中尺度涡旋活动变化特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 KEEAI的定义方法 |
| 5.3 KE中尺度涡旋的低频变化特征 |
| 5.4 与海洋Rossby波的关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 大气环流对黑潮延伸体多尺度海洋变化的响应 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 KE多尺度变化指数 |
| 6.3 大气对KE多尺度变化的响应 |
| 6.4.1 响应的空间分布 |
| 6.4.2 风暴轴天气尺度瞬变涡动反馈 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 黑潮延伸体多尺度变化对东亚气温和降水的影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 KE多尺度变化影响的季节性特征 |
| 7.3 对东亚SAT和降水影响显着季节的环流异常 |
| 7.3.1 冬季 |
| 7.3.2 春季 |
| 7.3.3 夏季 |
| 7.3.4 秋季 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 黑潮延伸体海表温度与东亚夏季风关系的年代际变化 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 观测事实 |
| 8.3 机制分析 |
| 8.3.1 与东亚夏季环流关系的变化 |
| 8.3.2 夏季PDO的年代际增强 |
| 8.3.3 夏季KE SST和 PDO的大气强迫变化 |
| 8.4 讨论 |
| 8.5 本章小结 |
| 第九章 结论与展望 |
| 9.1 主要研究内容和结论 |
| 9.1.1 KE多尺度变化对大气的影响 |
| 9.1.2 大气对KE不同尺度变化的响应研究 |
| 9.1.3 KE多尺度变化对东亚气候的影响研究 |
| 9.1.4 夏季KE SST和 EASM关系的年代际变化研究 |
| 9.2 论文创新点 |
| 9.3 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录 AAL活动指数的定义 |
（7）中尺度海气浪耦合模式预报适应性比对及其在台风预报中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 区域海气浪耦合模式及其应用研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 模式及资料介绍 |
| 2.1 区域海气浪耦合模式 |
| 2.2 资料简介 |
| 2.2.1 GFS资料 |
| 2.2.2 CFS资料 |
| 2.2.3 FNL资料 |
| 2.2.4 台风观测资料 |
| 2.2.5 OI SST资料 |
| 2.3 统计检验方法介绍 |
| 第三章 区域中尺度海气浪耦合模式的适应性预报效果分析 |
| 3.1 试验方案设计 |
| 3.1.1 控制试验 |
| 3.1.2 耦合试验 |
| 3.2 预报效果分析 |
| 3.2.1 海表气象要素 |
| 3.2.2 台风路径及强度 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 海洋垂直混合对预报效果的敏感性试验 |
| 4.1 试验方案设计 |
| 4.2 预报结果分析 |
| 4.2.1 海表气象要素 |
| 4.2.2 台风路径及强度 |
| 4.2.3 海表面温度 |
| 4.2.4 混合层温度 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 BOGUS涡旋重定位在耦合模式台风预报中的应用 |
| 5.1 涡旋初始化方案 |
| 5.2 试验方案设计 |
| 5.3 预报结果分析 |
| 5.3.1 台风“凤凰” |
| 5.3.2 台风“鲇鱼” |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 存在问题及下一步工作计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）南海热带气旋迅速增强的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 TC强度变化研究进展 |
| 1.2.1 TC增强机制 |
| 1.2.2 TC强度的影响因子 |
| 1.3 TC迅速增强研究进展 |
| 1.3.1 RI定义和分布特征 |
| 1.3.2 RI触发机制 |
| 1.3.3 RI的预报 |
| 1.3.4 南海TC迅速增强研究现状 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 1.4.1 科学问题及创新点 |
| 1.4.2 论文结构 |
| 第二章 个例及模式、资料介绍 |
| 2.1 个例选取 |
| 2.2 模式介绍 |
| 2.3 资料说明 |
| 第三章 迅速增强过程数值模拟及诊断 |
| 3.1 模拟强度及路径 |
| 3.2 模拟TC结构验证 |
| 3.3 RI前后环境场及TC结构演变 |
| 3.4 TC内核对流活动 |
| 3.5 RI的触发机制 |
| 3.6 小结 |
| 第四章“双暖心”结构及其对迅速增强过程的影响 |
| 4.1 台风眼及暖心结构概述 |
| 4.2“双暖心”结构 |
| 4.3“双暖心”的形成机制 |
| 4.3.1 位温收支诊断 |
| 4.3.2 对流爆发的作用 |
| 4.3.3 眼区气团追踪 |
| 4.3.4 非绝热加热的作用 |
| 4.4“双暖心”结构对RI的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 环境因子对迅速增强过程的影响 |
| 5.1 季风水汽输送 |
| 5.1.1 大气可降水量收支分析 |
| 5.1.2 环境水汽敏感性试验 |
| 5.2 环境垂直风切变 |
| 5.2.1 环境垂直风切变的演变特征 |
| 5.2.2 TC非对称结构 |
| 5.2.3 进动与中心对齐过程 |
| 5.2.4 切向风收支诊断 |
| 5.2.5 TC强度敏感性实验 |
| 5.3 辐射日变化对RI过程的影响 |
| 5.3.1 辐射日变化信号 |
| 5.3.2 辐射日变化的敏感性实验 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 次级环流诊断分析 |
| 6.1 S-E方程基本原理及诊断结果 |
| 6.2 不同强迫项对次级环流的影响 |
| 6.3 潜热加热位置的敏感性实验 |
| 6.4 边界层摩擦在TC增强过程中的作用 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与讨论 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点与不足 |
| 参考文献 |
| 附录 1：英文缩写列表 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）东亚季风环流背景下热带气旋生成发展研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 热带气旋生成定义和时空分布 |
| 1.2.1 定义 |
| 1.2.2 时空分布 |
| 1.3 热带气旋生成发展的影响因子 |
| 1.3.1 下垫面因子 |
| 1.3.2 环流因子 |
| 1.4 热带气旋生成理论研究进展 |
| 1.4.1 经典理论 |
| 1.4.2 多尺度相互作用机制 |
| 1.5 论文研究内容 |
| 1.5.1 科学问题 |
| 1.5.2 论文框架 |
| 第二章 研究方法和模式简介 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 资料说明 |
| 2.3 中尺度模式WRF简介 |
| 2.3.1 动力框架和模块 |
| 2.3.2 WRF-ARW系统简介 |
| 2.4 位涡分段反演技术方法 |
| 第三章 西北太平洋热带气旋生成发展的统计特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 资料与方法 |
| 3.3 三家资料对TC生成发展的观测对比 |
| 3.3.1 生成频数 |
| 3.3.2 最大强度 |
| 3.3.3 时空分布 |
| 3.3.4 维持时间 |
| 3.3.5 路径及消失地 |
| 3.4 东亚季风区TC生成发展特征 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 东亚季风区热带气旋生成发展的大尺度环流特征及初步诊断 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 资料和方法 |
| 4.3 大尺度环流主要型态 |
| 4.3.1 低层环流特征 |
| 4.3.2 高空环流形势 |
| 4.4 不同环流形态下涡旋发展对比 |
| 4.4.1 涡度收支 |
| 4.4.2 水汽输送 |
| 4.4.3 对流发展 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 热带低压发展环境因子定量分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 资料和方法 |
| 5.3 环境因子对比分析 |
| 5.3.1 环境因子异常特征 |
| 5.3.2 时间变化特征 |
| 5.4 阈值分析 |
| 5.5 回归预报模型 |
| 5.5.1 Logistic回归模型简介 |
| 5.5.2 回归模型的建立与检测 |
| 5.5.3 发展概率阈值的讨论 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 季风背景下典型个例生成发展过程的诊断分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 台风“莫兰蒂”（Meranti，1010）简介 |
| 6.3 大尺度环流背景 |
| 6.3.1 低层季风环流特征 |
| 6.3.2 高层环流演变特征 |
| 6.3.3 风速垂直切变 |
| 6.4 涡旋非对称发展 |
| 6.4.1 涡柱倾斜发展 |
| 6.4.2 对流组织过程 |
| 6.5 高空强迫作用 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 季风背景下热带气旋内核形成发展的数值模拟分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 模式设计和验证 |
| 7.2.1 模式设计 |
| 7.2.2 模拟结果验证 |
| 7.3 TC内核结构演变 |
| 7.3.1 结构特点 |
| 7.3.2 非对称特征 |
| 7.4 对流发展机制 |
| 7.4.1 对流活动特征 |
| 7.4.2 对流触发机制 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 季风环流影响热带气旋生成发展的数值试验 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 试验设计 |
| 8.3 敏感性试验结果对比分析 |
| 8.3.1 路径和强度 |
| 8.3.2 低层环流演变 |
| 8.3.3 风速垂直切变 |
| 8.4 动力过程对比分析 |
| 8.4.1 涡度变化 |
| 8.4.2 湿度变化 |
| 8.4.3 对流发展 |
| 8.5 小结 |
| 第九章 高空冷涡影响热带气旋生成发展的数值试验 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 模式设计 |
| 9.2.1 模拟结果验证 |
| 9.2.2 试验设计 |
| 9.3 模拟结果对比 |
| 9.3.1 路径和强度 |
| 9.3.2 高空强迫 |
| 9.3.3 风速垂直切变 |
| 9.4 高空冷涡影响TC发展的动力机制 |
| 9.4.1 高层流出通道 |
| 9.4.2 高空强迫作用 |
| 9.5 小结 |
| 第十章 结论与讨论 |
| 10.1 全文总结 |
| 10.2 论文创新点及存在问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）热带气旋Debby（2006）在非洲东风波中生成机制研究以及集合对比分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.3 研究目的以及内容 |
| 1.4 章节安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 热带气旋Debby(2006)生成中对流中层和低层涡旋运动的作用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 个例介绍 |
| 2.3 模式设置 |
| 2.4 模拟结果的验证 |
| 2.5 热带气旋Debby在非洲东风波中的生成 |
| 2.6 热力学结构变化 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 高层暖心对热带气旋生成的作用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静力平衡方程证明高层暖心的作用 |
| 3.3 台风Nari(2001)的生成研究—“理想”台风 |
| 3.4 台风Chanhu(2006)的生成研究—具有强垂直风切变 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 热带气旋Debby(2006)的集合对比分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模式的设置 |
| 4.3 WRF-LETKF同化和集合模拟结果初步分析 |
| 4.3.1 WRF-LETKF同化系统 |
| 4.3.2 集合模拟结果的路径和强度 |
| 4.3.3 集合模拟中代表样本的选择 |
| 4.4 对比分析集合模拟的样本 |
| 4.4.1 样本之间模拟结果和观测卫星云图的对比 |
| 4.4.2 样本之间天气尺度环境场和风暴尺度的对比 |
| 4.4.3 样本之间对流系统的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 论文的主要结论 |
| 5.2 本文的创新点 |
| 5.3 讨论和展望 |
| 致谢 |
| 在读期间科研工作情况 |
四、涡旋相互作用及其对强度和路径的影响（论文参考文献）
- [1]西北太平洋季风涡旋和高层冷涡影响热带气旋强度及路径的机理研究[D]. 闫梓宇. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]次季节尺度引导气流对西北太平洋热带气旋路径的影响研究[D]. 刘俏. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [3]热带气旋多元回归与机器学习方法研究[D]. 张润宇. 国家海洋环境预报中心, 2020(03)
- [4]南海北部及其周边海域典型中尺度涡动力过程研究[D]. 杨盛牧. 清华大学, 2019(02)
- [5]西太平洋热带气旋活动对副热带高压经向移动的影响研究[D]. 王天驹. 国防科技大学, 2019
- [6]黑潮延伸体多尺度海洋变化及其对东亚气候的影响[D]. 余沛龙. 国防科技大学, 2018(02)
- [7]中尺度海气浪耦合模式预报适应性比对及其在台风预报中的应用研究[D]. 陈晓斐. 国防科技大学, 2017(02)
- [8]南海热带气旋迅速增强的数值模拟[D]. 张兴海. 中国气象科学研究院, 2017(07)
- [9]东亚季风环流背景下热带气旋生成发展研究[D]. 魏娜. 中国气象科学研究院, 2016(02)
- [10]热带气旋Debby（2006）在非洲东风波中生成机制研究以及集合对比分析[D]. 朱琳. 南京信息工程大学, 2015(10)