影响登陆台风外雨带生成、发展和传播的机制研究

The influencing mechanism on formation, development and propagation of outer rainband of landfalling typhoon will be studied in this research project by diagnosing observation data, numerical simulation, sensitivity experiment, and dynamical analysis. The focuses are the influences of asymmetric (even incomplete) typhoon inner core with decreasing intensity, the change of boundary layer dynamical and thermodynamical structure induced by the contrast between land and ocean surfaces, the orographic flow dynamics associated with mountains on land or island. The advances of this project will extend the theories of outer rainband of landfalling typhoon, and provide the scientific basis for improving the forecast accuracy of high impact weather induced by landfalling typhoon in China.

本项目利用各种观测资料诊断分析、数值模拟、敏感性试验、动力学分析的方法，研究影响登陆台风外雨带生成、发展和传播的机制。主要针对登陆后结构不对称甚至不完整、强度减弱的的台风内核的影响，海陆下垫面差异导致的边界层动力和热力结构变化的影响，岛屿和大陆山脉相关的地形流动力学的影响开展研究。本项目的开展将进一步丰富登陆台风外雨带生成和演变的理论，为提高登陆我国台风产生的高影响天气的预报准确率提供科学基础。

本项目以台风雨带为主要研究对象，特别关注台风登陆过程与在开阔海面上时的区别。选取了包括龙王（2005）、蔷薇（2008）、海葵（2012）、Edouard（2014）在内的几次台风（或飓风）在海上或登陆过程个例展开研究，利用高分辨率数值模式并通过设计理想实验和敏感性实验，结合包括波动分解和分析方法（如小波分析、傅立叶分析等）研究涡旋罗斯贝波等波动特征，定性和定量诊断台风内核影响雨带生成、发展的机制，利用动量倾向收支方程和梯度风平衡方程等诊断登陆过程边界层动力和热力结构变化以及大陆和海岛地形影响雨带对流触发、演变和传播机制。. 该项目考虑了登陆台风的内部结构变异和外部环境的多样性和复杂性，突出台风内动力学和外强迫对雨带的共同作用，获得了一些新的认识。包括发现了辐射日变化在台风生成、发展和成熟阶段对台风雨带的影响机制；从理论上解释了台风次雨带生成和传播的波动特征；从新的角度（“能量锋”）理解登陆台风雨带生成和发展，揭示了大陆山脉对台风雨带生成、发展以及传播的影响；揭示了岛屿对外雨带及外眼墙形成的影响作用；探讨了登陆台风边界层中非梯度力对于雨带中对流触发和发展的影响作用。这些成果将进一步丰富登陆台风雨带生成和演变的理论，为提高台风登陆我国产生的高影响天气的预报准确率提供科学基础。