台风边界层结构和台风眼区边界层中的上升流

The porposed research begins from such essential question:"does there exist the updraft inside the eye of typhoon?" Through the combination of modern typhoon dynamics and bounday layer dynamics, we could find the way to set up theoreticaltyphoon bounday model(including five-force balance, i.e., pressure gradient force,Coriolis force, centrifugal force,turbulent eddy or friction, inertia term). Such theoretical framework and the corresponding analytical solution, to be sure, will help us to correctly answer the propose, that is the updraft does exist in the eye of typhhon under the bounday layer, alough the downdraft remains in the troposphere. And at the end, it will further solve some questions raised from new observations, e.g.,the strong divergence appeared at the top of bounday;some sc.cub cloud found inside the eye of typhoon. We believe that such research will be able to establish the theoretical framework to improve typhoon boundary parameterization and corresponding boudanry flux calculation between typhoon atop and the bounday underlaying.

本研究的基本出发点来自于台风研究中的一个基本科学疑问:"台风眼区可能存在上升流吗？"。结合现代台风动力学和边界层动力学的观测和理论进展，本项目通过建立梯度风动量近似意义下的台风边界层模型（即考虑能够反映台风边界层特征的气压梯度力、科氏力、湍流摩擦力、离心力和惯性力五力平衡的控制方程组），从理论上解析台风边界层的基本动力结构。最终将能够清晰地回答：尽管台风眼区在对流层内存在着显著的上升流，但在台风眼区边界层中仍然存在上升流！台风眼区边界层中上升流的存在，将有助于深入了解台风眼区边界层顶附近径向水平辐散流的存在，有助于理解台风眼区为什么会存在层状云这些最新的观测奥秘；并最终有助于理解台风和边界层强迫的相互作用的基本动力机制，而这种机制无疑是改进台风数值预报模式边界层参数化方案，改善边界层通量传输的理论基础。

本研究的基本出发点来自于台风研究中的一个基本科学疑问:“台风眼区可能存在上升流吗？”。结合现代台风动力学和边界层动力学的观测和理论进展，本项目通过建立梯度风动量近似意义下的台风边界层模型（即考虑能够反映台风边界层特征的气压梯度力、科氏力、湍流摩擦力、离心力和惯性力五力平衡的控制方程组），从理论上解析台风边界层的基本动力结构。最终能够清晰地回答：尽管台风眼区在对流层内存在着显著的下沉流，但在台风眼区边界层中仍然存在上升流！台风眼区边界层中上升流的存在，将有助于深入了解台风眼区边界层顶附近径向水平辐散流的存在，有助于理解台风眼区为什么会存在层状云这些最新的观测奥秘；并最终有助于理解台风和边界层强迫的相互作用的基本动力机制，而这种机制无疑是改进台风数值预报模式边界层参数化方案，改善边界层通量传输的理论基础。