台风“芭玛”数值模拟实验

台风“芭玛”天气过程分析以及数值模

拟实验

姓名：亓晨

学号：S0*******

台风“芭玛”天气过程分析以及数值模拟实验

亓晨

（解放军理工大学气象学院研究生三队211101）

1 台风“芭玛”概况

2009年第17号超强台风“芭玛”（0917号）9月29日在西北太平洋洋面上生成后，30日迅速加强为台风，10月1日加强为超强台风，10月3日13时50分，“芭玛”首次登录菲律宾吕宋岛东北部沿海，晚上入海后迴旋少动。5日中午突然360度大转弯又折回到3日登陆地点。7日“芭玛”一度减弱为热带低压，而后却又重新加强为热带风暴，再次西进挺进南海。10日，在南海海域，它再次减弱为热带低压，并缓慢向西行进，靠近海南并逐渐加强，12日09时50分在海南万宁市北部沿海登陆，登陆时中心风速为23米/秒（9级）。14日以热带风暴强度登陆越南，直到10月14日23时，中央气象台才停止对其编号，它是影响我国的长生命热带风暴之一。一般热带气旋生命期在3～8天左右，但是芭玛在16天的生命史中，它路径诡异，强度反复无常，在菲律宾，海南及越南多次登陆，给菲律宾，台湾，广东，海南，广西及越南等地带来狂风暴雨，菲律宾数百人丧生。本文用天气学原理对台风登陆过程进行分析，并采用WRF模式进行一次数值实验，利用模式输出的高分辨率结果对台风进行初步的分析。

2 天气形势分析

2.1天气图

500hPa 700 hPa

850 hPa

限于篇幅，我以韩国气象厅提供的10月4日00时（UTC）天气图做简要的分析：500hPa 西太副高分裂为两部分，一部分位于48区，一部分在海上。海上副高呈东西分布，脊线位于大约北纬30度，西脊点位于东经135度附近，受其南侧东风气流引导下0918号茉莉台风缓慢向西移动。54区东亚大槽的加深，有利于经向环流的维持，整个大陆中高纬地区逐渐受槽后西北气流控制，西北冷空气的不断向低压区输送，从而使下游冷槽加深发展，这种大的环流形势，有利于台风降水的维持，使得台风不断的产生凝结潜热释放。使得台风稳定发展。菲律宾群岛以东的同时存在0918号台风，孔宁谦等分析1960～2002年南海中北部TC 强度突变，发现这种双台风型往往造成南海中北部TC强度突然减弱。因此芭玛台风在此期间稳定少动。由500hPa分析可知，副高断裂，芭玛台风维持在两高（西太副高和大陆高压）两低（东亚大槽和0918号台风茉莉）之间。处于热带辐合带中。从700hPa上可以看出南支

槽前引导的西南暖湿气流，无论是热量还是水汽输送，对台风的维持非常重要。对于850 hPa 主要考虑这一层的水汽条件，而水气输送主要与路径，即风场有重要关系。从图中可以看到南支槽前的西南气流和芭玛台风北部的偏东气流辐合，为台风输送源源不断的水汽，进一步加强了暖湿水汽的集聚，为台风持续发展提供了充足的水汽条件。

2.2卫星云图

在9月30日18时可见光云图中可以清晰看到在云带的曲率中心处和眼区出现一整片稠密云区，在台风北面有一气旋性扰动云系，说明有一大片强对流云区，云区内的对流活动加强，云系色调变白，同时卷云区的面积在增大，说明低层有强辐合，高空有强辐散。在气旋性对流云的南侧表现有一些向外辐散的卷云线，说明风的垂直切变很小。这个台风还会继续发展。

10月3日12时的卫星云图上可以看到，台风外螺旋带以北的锋面云带呈东北-西南走向，太平洋副热带高压北侧云系散乱，台风云系东侧受东面茉莉台风气旋型环流的作用，东半部的云系减弱消失，稠密云区集中在台风西侧。

10月4日12时锋面云系与台风十分接近，部分云系连接在一起，台风明显受大陆高压阻挡，西太副高东移。台风云区呈“6”字型，此时台风主要受西风环流影响，维持不动。

10月5日受中南半岛大陆高压和西太副高的相互影响，台风维持在两高之间。太平洋副高明显东移，在57-58区高空槽前西南引导气流控制下，芭玛有东移的趋势。台风南部（南海上空）外螺旋带有明显的辐合带云系，说明海水表面温度较高。有利于台风的进一步发展。

3 模式试验设计和物理过程方案

3.1 模式实验设计

本文选用的是WRF3.1版本，试验采用NCEP的最后分析（FNL）资料，每日4次水平分辨率为1×1度的分析场为第一猜测场。空间网格采用二重嵌套的高分辨率设置，粗网格分辨率为15KM，网格点数为65×42。细网格分辨率为5KM.，网格点数为168×84。模式中心点为14°N, 122°E，垂直方向取28层，模式顶为100hpa，模拟时间从2009年9月28日00时（UTC）至2009年10月15日00时。单向嵌套。由于时间和科研条件有限，本文仅做了一次数值模拟试验。采用的物理过程为：Bett-Miller-Janjic积云参数化方案，微物理过程采用Lin等方案，Eta Mellor-Yamada-Janjic TKE行星边界层方案，近地面方案采用Eta similarity方案，陆面过程采用Noah陆面过程方案，每6小时输出一次模拟结果。

4数值模拟结果

4.1台风路径模拟

台风路径实况

路径模拟结果

将模式第一层嵌套输出每天00时的输出的结果，点绘到坐标轴上，上图是9月28日00时至10月12日00时模拟的台风最低气压中心位置。从图上可以看出模式模拟的路径能大致反映整个台风的生命史，尤其是10月5号以后台风回旋的特征描述出来，台风模拟的结果还是可信的。

4.2涡度场和散度场分析

500hpa 涡度场

700hpa 散度场

利用D02嵌套网格输出的物理量对台风芭玛进行初步分析。从数值模拟的500hPa 涡度和700hPa 散度场看，台风芭玛周围环境的引导气流比较弱。在台风中心附近都有正的涡度和负的散度，反映了台风是一个气旋性的，低层有辐合上升运动的系统，台风生成的初期，台风中心与正涡度相对应，其辐合特征不明显，辐合中心难以确定。随着台风的发展增强，负散度和正涡度的特征在台风中心附近很明显。

5 结论

⑴芭玛台风在菲律宾周边滞留的时间特别长，周边环境中没有明显的引导气流，东西两侧各有一个气旋活动，从而牵制了它的运动。

⑵台风芭玛从菲律宾群岛进入南海后，强度有所减弱，但是由于一直处在大洋的环境下，海洋的温度等条件有利于热带气旋的发展。

⑶ 西太平洋副热带高压是芭玛台风重要的影响系统，副高偏强，脊线位置偏北偏东，有利于热带云团在菲律宾海域发展和向西移动。大气环境场上下比较均匀一致，给台风的形成和维持提供了有利的条件。

⑷西风带是芭玛的一个重要的引导系统，西风带对副高的位置与强度也有一定的影响。 ⑸ 高的海温，高层辐散和低层辐合，正相对涡度等大气环境，有利于热带气旋的形成发展和加强。

⑹云系的发展和分布对芭玛的移动具有指示意义。

台风芭玛生命史长，路径诡异，限于篇幅的原因，不能对每一次细微的天气过程做详尽的描述，不当之处请老师指教。