用AMSU-A资料分析西北太平洋

用AMSU-A资料分析西北太平洋变性台风的热力结构特征钟颖旻徐明中国气象局上海台风研究所王元南京大学中尺度灾害性天气教育部重点实验室内容提要•引言•资料和方法•台风变性前后热力结构特征的对比分析•结论引言•热带气旋（TC）发生温带变性的问题受到了中外研究人员的关注。•TC变性是一个复杂的四维演变过程，因观测资料缺乏，相对成熟TC的热力学和动力学研究，变性TC的许多问题至今仍是认识不清。•微波温度探测（AMSU-A）资料应用于TC强度估算和热力结构特征分析，更好地揭示TC内部暖异常的变化。•运用AMSU-A探测反演的温度场资料，揭示TC发生变性前后热力结构特征的变化。资料和方法1、资料运用2004年7-9月由美国NOAA/NESDIS（国家环境卫星资料信息中心）反演的1º×1º（经纬度）NOAA-15AMSU-A资料：共40层（0.1，0.2，0.5，1，1.5，2，3，4，5，7，10，15，20，25，30，50，60，70，85，100，115，135，150，200，250，300，350，400，430，475，500，570，620，670，700，780，850，920，950及1000hPa）的温度场资料。资料和方法1、资料TC的路径和强度取自JointTyphoonWarningCenter(JTWC)每6小时1次的最佳路径分析资料。根据JTWC，2004年7-9月，西北太平洋上共发生了32个TC。由于极轨卫星一天中对同一地区仅能扫描两次（约12h一次），因此，在将6小时一次的最佳路径资料线性内插到1小时一次后，在这32个TC的生命史中与卫星过境扫描相匹配的资料仅有60个时次。通过筛选，60个样本中，TC发生变性的样本仅有17号Chaba台风，台风变性后经过卫星扫描的样本发生时间是8月31日07时（UTC）（1次），该台风变性前最后经过卫星扫描的样本是8月28日09时（1次）。因此，本文取Chaba台风在变性前8月28日09时及变性后8月31日07时共2个时次的AMSU-A资料样本进行TC变性过程前后热力结构的对比分析研究。资料和方法1、资料诊断分析TC变性演变过程中还用到的高度场、湿度场等资料，取自美国NCEP的1º×1º（经纬度）的再分析资料。其中湿度场和垂直速度场有21层资料，高度场和风场有26层资料。本文中还用到的TBB资料是由日本静止气象卫星(GMS-5)红外(IR1)通道资料反演得到的,单位为℃，空间分辨率为0.2°(约22.4km)。资料和方法2、方法•受AMSU反演资料的分辨率和卫星扫描范围所限，因此本文对17号台风8月28日09时及8月31日07时2个时次的样本进行分析，先得到各层温度距平场，绘制过TC中心的纬向温度距平垂直剖面图，分析变性前后TC中心区的热力结构变化特征。•相应的高度场、湿度场及温度平流场等物理量场，结合红外云图TBB等值线，对比AMSU资料反演的温度距平垂直剖面的变化。台风变性前后热力结构特征的分析Chaba台风的路径及气压变化30日18时前后，气旋原闭合的环流已演变成为西风波动，Chaba进入西风环流继续向东北方向移动，气旋发生变性，31日00时在北海道附近演变为成熟的温带气旋，最低气压仍达984hPa中心位置（27.5ºN、133.1ºE），中心气压仍达930hPa，最大风速为59m/sAMSU-A探测资料反演的温度距平剖面图(a)、NCEP资料计算的相对湿度剖面图(b)(2004年8月28日09UTC)(a)(b)c.082918a.082912b.082918NCEP资料的500hPa天气图(a)和500hPa温度平流(b，实线为暖平流，虚线为冷平流)，GMS-5红外云图的TBB等值线(c)a.083100b.083107GMS-5红外云图的TBB等值线AMSU-A探测资料反演的温度距平剖面图(a)、NCEP资料计算的相对湿度剖面图(b)(2004年8月31日07UTC)中心位置（43.7ºN、143.4ºE），强度明显减弱，中心气压为988hPa，最大风速减弱为25m/s结论揭示出TC变性前后的热力结构及TC变性发展过程的一些特征：变性前TC暖核结构呈对称分布，在高空存在一强暖心；变性后气旋暖核整体下沉，TC暖心的原对称结构破坏，呈现出倾斜的非对称分布，在高、低层各形成一弱暖心，锋面的斜压特性显著。TC在与中纬度系统相互作用下，逐步转变成温带气旋的基本演变模型：（1）热带气旋在向高纬方向移动时，与中纬度系统相互作用发生温带变性，实质上是热带气旋消亡和温带气旋生成发展的两个前后相继过程的发生。（2）热带气旋的消亡是由于其在北上过程中，遇中纬度系统，致使干冷空气由西北侧高空入侵下沉，破坏了其发展所需的水汽条件，造成TC对称暖心结构的削弱和毁坏。（3）温带气旋的生成发展是由于TC暖气团与冷空气相交发展形成斜压过程的结果。相比其它区域，TC残留所在的区域，因为空气较暖且存在气旋式环流，暖空气在东侧呈气旋式上升，与西侧高空入侵下沉的干冷空气形成偶极，为温带气旋的生成和发展创造了更有利条件，最终使正压结构的热带气旋逐步演变成斜压结构的温带气旋。结论参考文献1.Matano,H.,andM.Sekioka,1971：Someaspectsoftheextratropicaltransformationofatropicalcyclone.JMeteorSocJapan,49，736-743.2.Brand.S.,andC.P.Guard,1979：AnobservationalstudyofextratropicalstormsevolvedfromtropicalcyclonesinthewesternNorthPacific.JMeteorSocJapan,57，479-482.3.KleinPM,HarrPA,ElsberryRL.,2000：ExtratropicaltransitionofWesternNorthPacifictropicalcyclones:Anoverviewandconceptualmodelofthetransformationstage.WeaForecasting,15，373-395.4.HarrP.A.,andR.L.Elsberry,2000：ExtratropicaltransitionoftropicalcyclonesoverthewesternNorthPacific.PartI:Evolutionofstructuralcharacteristicsduringthetransitionprocess.Mon.Wea.Rev.,128,2613-2633.5.朱佩君，郑永光，陶祖钰,2003：发生在中国大陆的台风变性加强过程分析.热带气象学报，Vol19,No2,157－162.6.李英，陈联寿，雷小途,2005:Winnie（1997）和Bilis（2000）变性过程的湿位涡分析.热带气象学报，Vol21,No2,142－152.7.谭锐志，梁必骐,1990:登陆台风变性过程的诊断研究.大气科学，Vol14,422－4318.徐祥德，陈联寿，解以扬等,1998:环境场大尺度锋面系统与变性台风结构特征及其暴雨的形成.大气科学，Vol22,744－752.9.孙建华，赵思雄,2000:登陆台风引发的暴雨过程之诊断研究.大气科学，Vol24,223－237.10.KidderSQ,GrayWM,VonderHaarTH.,1978:Estimatingtropicalcyclonecentralpressureandouterwindsfromsatellitemicrowavedata.MonWeaRev,106,144-152.11.VeldenCS.,1989:ObservationalanalysesofNorthAtlantictropicalcyclonesfromNOAApolar-orbitingsatellitemicrowavedata.JApplMeteor,28,59-70.12.VeldenCS,GoodmanBM,MerillRT.,1991:WesternNorthPacifictropicalcycloneintensityestimationfromNOAApolar-orbitingsatellitemicrowavedata.MonWeaRev,119,159-168.13.MerrillRT,1978:SimulationsofphysicalretrievalofTCthermalstructureusing55-GHzbandpassivemicrowaveobservationsfrompolar-orbitingsatellites.JGeophysRes,83,1857-1868.14.KidderSQ,GoldbergMD,ZehrRM.,2000:SatelliteanalysisofthetropicalcyclonesusingtheAdvancedMicrowaveSounding(AMSU).BullAmerMeteorSoc,81,1241-1259.15.HuiYU,JohnnyC.L.CHAN,YihongDUAN,2006:IntensityEstimationofTropicalCyclonesoverWesternNorthPacificwithAMSU-ATemperatureData.JMeteorSocJapan,84,519-52716.王瑾，江吉喜,2005:用AMSU资料揭示的不同强度热带气旋热力结构特征.应用气象学报，Vol16,No2,159-165.17.邱红，谷松岩，朱元竞,2004:星载微波估计热带气旋中心气压的研究.电波科学学报，Vol19,No4,393-398.参考文献谢谢！