1、天气动力学与诊断分析(2)第一部分：热带气旋生成过程主要教学内容主要教学内容1 1、热带气旋生成过程研究进展热带气旋生成过程研究进展（2 2学时）学时）2 2、热带气旋生成过程多尺度相热带气旋生成过程多尺度相互作用机制互作用机制（3 3学时）学时）热带气旋生成过程多尺度相互作用机制1985-2005年全球热带气旋路径图年全球热带气旋路径图（http:/zh.wikipedia.org/wiki/熱帶氣旋）热带气旋生成过程多尺度相互作用机制热带气旋等级热带气旋等级描述描述超超强台风强台风（Super TY）底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速51.0 米米/秒，即秒，即16级或以级或
2、以上上强台风（强台风（STY）底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速41.5-50.9 米米/秒，即秒，即14-15 级级 台风（台风（TY）底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速32.7-41.4 米米/秒，即秒，即12-13 级级 强热带风暴强热带风暴(STS)底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速24.5-32.6 米米/秒，即风力秒，即风力10-11 级级热带风暴热带风暴(TS)底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速17.2-24.4 米米/秒，即风力秒，即风力8-9 级级 热带低压热带低压(TD)底层中心附近最大平均风速底层中心附近最大平均风速
3、10.8-17.1 米米/秒，即风力秒，即风力为为6-7 级级热带热带扰动扰动热带气旋生成过程多尺度相互作用机制生成前期生成前期生成后期生成后期关于生成期的定义（关于生成期的定义（Zehr 1992)热带气旋生成过程多尺度相互作用机制lCISK机制lWISHE机制l多尺度相互作用机制 大尺度扰动：季风槽、东风波等 中尺度对流系统(MCS或MCC）中层中尺度涡旋(MCV)积云对流热塔热带气旋生成过程多尺度相互作用机制台风台风“榴莲榴莲”生命期最优观测路径及强度变化生命期最优观测路径及强度变化等值线为等值线为20012001年年6 6月月2929日日1212时（时（UTCUTC）地面气压）地面气压
4、2001年年6月月29日日06时（时（UTC）TD生成生成7月月1日日12时时,加加强成为台风强成为台风(TY)，地面最大风速约地面最大风速约33m/s6月月30日日06时，时，TD发展加强为热发展加强为热带风暴带风暴(TS)7月月1日日19时时30分分在广东湛江市沿在广东湛江市沿海地区登陆海地区登陆7月月2日日06时减弱时减弱为为TS，并在广西，并在广西钦州市沿海地区钦州市沿海地区再次登陆再次登陆7月月3日日12时在越时在越南北部地区消亡南北部地区消亡热带气旋生成过程多尺度相互作用机制清晰的台风眼清晰的台风眼20012001年年0707月月0101日日1515UTCUTC卫星云图卫星云图热带
5、气旋生成过程多尺度相互作用机制台风榴莲生成前期台风榴莲生成前期850hPa850hPa绝对涡度（阴影）和流线绝对涡度（阴影）和流线.(a)26.(a)26日日1212时（时（UTCUTC）；（）；（b b）2727日日1212时时（UTCUTC）；（）；（c c）2828日日1212时（时（UTCUTC）；（）；（d d）2929日日1212时（时（UTCUTC）。图中粗实线为等风速线，点线）。图中粗实线为等风速线，点线代表季风槽切变线。代表季风槽切变线。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制生成前期，热带对流层低层为一支大范围的较强偏西风气流，西起生成前期，热带对流层低层为一支大范围的较强偏西风
6、气流，西起55E55E，东至，东至125E125E，南北宽约，南北宽约2020个经度，源头是索马里越赤道低空急流；该偏西气流与副热带高压东南侧较强的偏东气流，个经度，源头是索马里越赤道低空急流；该偏西气流与副热带高压东南侧较强的偏东气流，在南海及菲律宾附近海域形成季风槽辐合区。在南海及菲律宾附近海域形成季风槽辐合区。2626日日1212时，南海呈现弱季风槽，季风槽切变线附时，南海呈现弱季风槽，季风槽切变线附近为带状正涡度区；近为带状正涡度区；2727日日1212时，时，105E105E越赤道气流活跃起来，两支越赤道气流合并，季风槽切变越赤道气流活跃起来，两支越赤道气流合并，季风槽切变线以南的低
7、空急流（对流层低层水平风速线以南的低空急流（对流层低层水平风速12m/s12m/s的强风速带）强度增强，范围增大。的强风速带）强度增强，范围增大。2828日日1212时时,南海地区西南急流前锋到达南海地区西南急流前锋到达13N13N附近附近,另一方面，西太副高加强西伸，另一方面，西太副高加强西伸，14N14N以北南海地以北南海地区基本被东南气流控制，南海地区季风槽显著加强。区基本被东南气流控制，南海地区季风槽显著加强。2929日日1212时，一个闭合气旋性环流系统已经时，一个闭合气旋性环流系统已经在南海建立，最大风速呈收缩态势，涡旋结构紧凑，与涡度中心基本重合，台风榴莲初步形成。在南海建立，最
8、大风速呈收缩态势，涡旋结构紧凑，与涡度中心基本重合，台风榴莲初步形成。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制台风榴莲生成前期卫星云图台风榴莲生成前期卫星云图.(a)26.(a)26日日1212时（时（UTCUTC）；（）；（b b）2727日日1212时（时（UTCUTC）；（）；（c c）2828日日1212时时（UTCUTC）；（）；（d d）2929日日1212时（时（UTCUTC）热带气旋生成过程多尺度相互作用机制2626日日1212时，随着南海季风槽的逐步建立，热带西风带中孟加拉湾、中南半岛及南海北部上空不时，随着南海季风槽的逐步建立，热带西风带中孟加拉湾、中南半岛及南海北部上空不断有云
9、系生消发展。断有云系生消发展。到到2727日日1212时，中南半岛上空季风云系有所合并时，中南半岛上空季风云系有所合并加强，特别是南海中南部地加强，特别是南海中南部地区上空的对流云系开始发展加强；区上空的对流云系开始发展加强；2828日日1212时，中南半岛上空季风云系变化不大，而南海中南部呈现出一个时，中南半岛上空季风云系变化不大，而南海中南部呈现出一个MCCMCC（TBBTBB资料分析显资料分析显示，符合示，符合MCCMCC定义），南海北部为晴空区；定义），南海北部为晴空区；2929日日1212时，台风榴莲的涡旋云系在南海中部形成，时，台风榴莲的涡旋云系在南海中部形成，涡旋云系南侧为强涡旋
10、云系南侧为强MCSMCS系统，需要注意的是台风涡旋云系和系统，需要注意的是台风涡旋云系和MCSMCS云系有明显分界线，表明涡旋云系有明显分界线，表明涡旋云系不是由云系不是由MCCMCC直接转化而来。直接转化而来。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制850hPa850hPa温度场（单位：温度场（单位：）.（a a）2727日日1212时；（时；（b b）2828日日1212时；时；方框表示南海平均区域，字母方框表示南海平均区域，字母T T表示台风榴莲初生位置表示台风榴莲初生位置台风榴莲是一个在正压环境下生成的台风。在生成前期，既没有明显的高空槽影响，也没有地台风榴莲是一个在正压环境下生成的台风。在
11、生成前期，既没有明显的高空槽影响，也没有地面锋面系统活动。南海地区温度等温线稀少，温度梯度较小，逐日变化不大。从图看到，南海面锋面系统活动。南海地区温度等温线稀少，温度梯度较小，逐日变化不大。从图看到，南海地区地区2727日日1212时与时与2828日日1212时的时的850hPa850hPa的温度场基本相似，的温度场基本相似，1919等温线沿西南等温线沿西南-东北对角线的走向基东北对角线的走向基本没有变化，南海地区西北略偏暖，东南略偏冷。本没有变化，南海地区西北略偏暖，东南略偏冷。LEELEE（20062006）在气候统计分析中同样把台风）在气候统计分析中同样把台风榴莲划定为正压环境下榴莲划
12、定为正压环境下TCTC发生的个例。发生的个例。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制20012001年年6 6月月2626日日2929日的海温和相对湿度演变显示，南海地区（日的海温和相对湿度演变显示，南海地区（10-20N10-20N，110-120E110-120E）平均海温为）平均海温为29.229.2，700-500hPa700-500hPa层的平均相对湿度为层的平均相对湿度为85%85%，逐日变化很小。因此在台风，逐日变化很小。因此在台风“榴莲榴莲”生成前期，生成前期，环境场已经具备了环境场已经具备了TCTC发生所需的海温条件和较厚的湿层，但由于其变化很小，因此对台风生成发生所需的海温条件
13、和较厚的湿层，但由于其变化很小，因此对台风生成的指示意义并不大。的指示意义并不大。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制弱水平风垂直切变是弱水平风垂直切变是TCTC发生发展的关键条件之一。发生发展的关键条件之一。垂直切变垂直切变是影响风暴发展的主要因子。垂直切变弱，则对流层上下层是影响风暴发展的主要因子。垂直切变弱，则对流层上下层空气相对运动小，可以使得积云单体群释放的凝结潜热集中空气相对运动小，可以使得积云单体群释放的凝结潜热集中在一个相当小的区域内，加热同一气柱使其中上层增温，从在一个相当小的区域内，加热同一气柱使其中上层增温，从而而有利于暖心结构建立、中心气压下降和低层气旋性环流加有利于暖心
14、结构建立、中心气压下降和低层气旋性环流加强强。高、低层大气之间的垂直耦合是热带气旋发生的重要因。高、低层大气之间的垂直耦合是热带气旋发生的重要因素，弱的风垂直切变素，弱的风垂直切变也有利于垂直耦合也有利于垂直耦合。垂直切变小，从另。垂直切变小，从另一角度看，就是基本气流斜压性小，而台风有在近于正压环一角度看，就是基本气流斜压性小，而台风有在近于正压环境中发展的倾向。境中发展的倾向。不同海区的垂直切变临界值可能是不同的不同海区的垂直切变临界值可能是不同的，ZehrZehr（19921992）得到西太平洋得到西太平洋TCTC生成的垂直切变临界值是生成的垂直切变临界值是10m/s10m/s。Gall
15、ina Gallina 和和 Velden Velden（20022002）得到得到TCTC发生发展的临界值发生发展的临界值在大西洋是在大西洋是7-8m/s7-8m/s，而西太平洋是，而西太平洋是9-10m/s9-10m/s。西太平洋地区的。西太平洋地区的临界值略大，可能与经常有临界值略大，可能与经常有MCSMCS或或MCCMCC活动，造成大量凝结活动，造成大量凝结潜热释放有关。潜热释放有关。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制南海地区水平风垂直切变时间演变（单位：南海地区水平风垂直切变时间演变（单位：m/sm/s）和不同尺度天气系统发生时间）和不同尺度天气系统发生时间.热带气旋生成过程多尺度相
16、互作用机制200hPa200hPa流场（流场（a a）2727日日1212时；（时；（b b）2828日日1212时时.等值线为风速（单位：等值线为风速（单位：m/sm/s，阴影，阴影15 m/s15 m/s），），字母字母T T表示台风榴莲初生位置表示台风榴莲初生位置造成垂直切变转折变化的主要原因是南海地区高层环流形势的变化造成垂直切变转折变化的主要原因是南海地区高层环流形势的变化，2828日日1212时时以前，南海地区主要受南压高压外围的东北大风控制，与低层偏西南大风产生以前，南海地区主要受南压高压外围的东北大风控制，与低层偏西南大风产生强垂直切变；从强垂直切变；从2828日日1212时开
17、始，高层环流形势发生显著变化，南亚高压向东伸时开始，高层环流形势发生显著变化，南亚高压向东伸展，向北收缩，南海地区转为受弱偏东风控制，而此时对流层低层偏西风速变展，向北收缩，南海地区转为受弱偏东风控制，而此时对流层低层偏西风速变化相对较小，垂直切变减弱。由此可见，化相对较小，垂直切变减弱。由此可见，南亚高压对南海南亚高压对南海TCTC生成的影响因其与生成的影响因其与垂直切变的紧密联系而变得十分重要垂直切变的紧密联系而变得十分重要。统计分析同样表明发现（张燕霞等，。统计分析同样表明发现（张燕霞等，20042004），），西北太平洋西北太平洋TCTC数量的年际及年代际变化和南亚高压有密切关系数量的
18、年际及年代际变化和南亚高压有密切关系。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制季风槽南侧较强的偏西气流将孟加拉湾暖湿空季风槽南侧较强的偏西气流将孟加拉湾暖湿空气不断向南海地区输送，同时也增强了南海地气不断向南海地区输送，同时也增强了南海地区洋面的水汽蒸发。区洋面的水汽蒸发。2626日日1212时至时至2929日日1212时南海地时南海地区对流层低层满足条件性对流不稳定，区对流层低层满足条件性对流不稳定，CAPECAPE（对流有效位能）基本维持在（对流有效位能）基本维持在1400J/kg1400J/kg左右左右。能。能够满足积云对流发展的需求。够满足积云对流发展的需求。条件性对流不稳条件性对流不稳定为
19、季风槽中小尺度单体对流的发生发展提供定为季风槽中小尺度单体对流的发生发展提供了重要的不稳定机制。了重要的不稳定机制。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制2828日日1212时（时（UTCUTC）相当位温）相当位温.（a a）沿）沿116E116E的剖面；（的剖面；（b b）850hPa.850hPa.热带气旋生成过程多尺度相互作用机制台风榴莲生成前期台风榴莲生成前期850hPa850hPa绝对涡度（阴影）和流线绝对涡度（阴影）和流线.(a)26.(a)26日日1212时（时（UTCUTC）；（）；（b b）2727日日1212时时（UTCUTC）；（）；（c c）2828日日1212时（时（UT
20、CUTC）；（）；（d d）2929日日1212时（时（UTCUTC）。图中粗实线为等风速线，点线）。图中粗实线为等风速线，点线代表季风槽切变线。代表季风槽切变线。在不稳定条件满足的情况下，低层辐合就成为决定对流是否产生的关键性因子。在不稳定条件满足的情况下，低层辐合就成为决定对流是否产生的关键性因子。低空急流的加强活动（或称低空急流的加强活动（或称“风涌风涌”）可以强迫低层辐合增强。）可以强迫低层辐合增强。2727日日1212时时2828日日1212时，季风槽南侧的低空急流经历了一次增强然后减弱的振荡过程，提供了低层时，季风槽南侧的低空急流经历了一次增强然后减弱的振荡过程，提供了低层辐合机制
21、。辐合机制。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制沿经向（沿经向（116E116E）剖面纬向风速）剖面纬向风速(单位：单位：m/s)m/s)、位势高度的环境场偏差（、位势高度的环境场偏差（-1-1，阴影），水平风风，阴影），水平风风向杆向杆.（a a）2727日日1212时；（时；（b b）2828日日1212时时 2727日日1212时，季风槽切变风场主要在时，季风槽切变风场主要在600600、700hPa700hPa以下，以下，14N14N附近附近。高度场高度场尚尚没有没有出现显著负偏差；出现显著负偏差；2828日日1212时，季风槽切变风场达到时，季风槽切变风场达到500hPa500hPa，
22、仍位于，仍位于14N14N附近附近。高高度场呈现出显著负偏差。季风槽南侧是比较宽广深厚的西风，在对流层度场呈现出显著负偏差。季风槽南侧是比较宽广深厚的西风，在对流层700hPa700hPa以下表现出以下表现出12 m/s12 m/s的强风速带。的强风速带。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制沿经向（沿经向（116E116E）剖面风矢量（单位：）剖面风矢量（单位：m/s,m/s,垂直速度扩大了垂直速度扩大了5050倍）和相对湿度（倍）和相对湿度（90%90%，阴影），阴影）及绝对涡度（细实线，及绝对涡度（细实线，8 81010-5-5s s-1-1）（a a）2727日日1212时；（时；（b b
23、）2828日日1212时时 2727日日1212时，季风槽中深对流发展尚不明显，到时，季风槽中深对流发展尚不明显，到2828日日1212时，深对流在季风槽中得时，深对流在季风槽中得到显著发展，饱和空气柱、垂直上升气流及正涡度中心位置接近于重合。到显著发展，饱和空气柱、垂直上升气流及正涡度中心位置接近于重合。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制正压不稳定正压不稳定被认为是热带辐合区扰动发展的一种机制。设基本纬向气流具有正压不稳定被认为是热带辐合区扰动发展的一种机制。设基本纬向气流具有水平切变，即，水平切变，即，正压不稳定判据正压不稳定判据是：是：即要求绝对涡度在切变气流的宽度区间内有极大值，或绝对
24、涡度梯度在区间即要求绝对涡度在切变气流的宽度区间内有极大值，或绝对涡度梯度在区间内变号内变号。基本气流越强，切变区域越窄，越容易发生正压不稳定。基本气流越强，切变区域越窄，越容易发生正压不稳定。台风台风“榴莲榴莲”生成生成前期，南海地区没有明显的冷空气活动，属于正压环境。前期，南海地区没有明显的冷空气活动，属于正压环境。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制900hPa900hPa沿沿116E116E剖面剖面 (a)(a)纬向风速（实线：西风；虚线：东风；单位：纬向风速（实线：西风；虚线：东风；单位：m/sm/s）及水平风（风向杆）及水平风（风向杆）随时间演变随时间演变.(b).(b)绝对涡度经向
25、梯度随时间演变绝对涡度经向梯度随时间演变.虚线：负值；实线：正值虚线：负值；实线：正值.图（图（a a）中阴影表示）中阴影表示绝对涡度（绝对涡度（8 81010-5-5s s-1-1）榴莲生成前期榴莲生成前期，槽线南侧西风风速在，槽线南侧西风风速在2727日日0000时增强到约时增强到约12m/s12m/s，2828日日1212时接近时接近14m/s14m/s，西风不断增强导致纬向风切变不断增大，低层绝对涡度相应不断增大，西风不断增强导致纬向风切变不断增大，低层绝对涡度相应不断增大，绝对涡度大值带出现在强风速切变区以内。从绝对涡度大值带出现在强风速切变区以内。从2828日日0000时开始，在时
26、开始，在12-15N12-15N切变气流切变气流区间内，绝对涡度经向梯度增大，并且在区间内，绝对涡度经向梯度增大，并且在14N14N附近经向梯度由正变负，说明附近经向梯度由正变负，说明季风季风槽在发展过程中逐步满足正压不稳定条件。槽在发展过程中逐步满足正压不稳定条件。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制2828日日1212时绝对涡度的经向梯度（时绝对涡度的经向梯度（a a）700hPa700hPa层；层；(b)900hPa.(b)900hPa.虚线表示负值虚线表示负值.700hPa700hPa，在南海，在南海14N14N附近环境场满足正压不稳定条件，即附近环境场满足正压不稳定条件，即经向绝对涡度
27、梯度改变符号；经向绝对涡度梯度改变符号；900hPa900hPa，梯度符号改变的，梯度符号改变的所占区域更广，占据了南海的大部地区。所占区域更广，占据了南海的大部地区。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制MolinariMolinari（19971997）曾经用）曾经用位涡经向梯度位涡经向梯度讨论东风波的正压不稳定，并指出讨论东风波的正压不稳定，并指出深对流深对流是产生位涡经向梯度变号的主要原因是产生位涡经向梯度变号的主要原因。下图给出了。下图给出了2828日日1212时位涡以及位涡经向时位涡以及位涡经向梯度的垂直剖面。与深对流对应，在对流层的梯度的垂直剖面。与深对流对应，在对流层的700-40
28、0hPa700-400hPa出现了位涡高值中心出现了位涡高值中心,与该正位涡中心相对应，在与该正位涡中心相对应，在700-400hPa700-400hPa出现了经向位涡梯度变号区。出现了经向位涡梯度变号区。分析表明正分析表明正压不稳定可能是压不稳定可能是2828日日0000时之后中尺度扰动维持或发展的一种重要的动力不稳定时之后中尺度扰动维持或发展的一种重要的动力不稳定机制，而且最不稳定波长与机制，而且最不稳定波长与MCCMCC的尺度相当。的尺度相当。（a a）2828日日1212时时900hPa900hPa层沿层沿116E116E位涡剖面，位涡剖面，(b)28(b)28日日1212时时900h
29、Pa900hPa层沿层沿116E116E位涡经向梯度剖面位涡经向梯度剖面.图中三角形表示图中三角形表示MCCMCC发生位置。发生位置。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制季风槽的条件性对流不稳定特征和低季风槽的条件性对流不稳定特征和低层辐合为对流的发生提供了条件；而层辐合为对流的发生提供了条件；而在季风槽显著增强后，正压不稳定可在季风槽显著增强后，正压不稳定可能为能为MCCMCC的维持或发展提供不稳定机的维持或发展提供不稳定机制。制。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制MCCMCC演变过程云图演变过程云图 （a a）2727日日1212时；时；（b b）2727日日1515时；时；（c c）272
30、7日日1818时；时；（d d）2727日日2121时；时；（e e）2828日日0000时；时；（f f）2828日日1212时时.“V V”代表代表MCCMCC2828日日0000时时,TC,TC发生地南侧，发生地南侧，以（以（12.5N 12.5N、117E117E）为中心）为中心形成了一个直径约形成了一个直径约500km500km的的强对流云团，云团近于圆形，强对流云团，云团近于圆形，是一个是一个MCCMCC系统。对流云团系统。对流云团一方面通过潜热释放导致一一方面通过潜热释放导致一个有利于紧凑气旋性涡旋发个有利于紧凑气旋性涡旋发展的较小区域，另一方面其展的较小区域，另一方面其层 状
31、云 降 水 区 可 能 产 生层 状 云 降 水 区 可 能 产 生MCVMCV，形成，形成TCTC环流的环流的“胚胚胎胎”。2828日日1212时，时，MCCMCC边缘边缘变得不清晰，表明变得不清晰，表明MCCMCC经过经过旺盛发展阶段后开始进入成旺盛发展阶段后开始进入成熟或逐渐减弱阶段，尤其是熟或逐渐减弱阶段，尤其是北部边缘出现明显扰动，可北部边缘出现明显扰动，可能有中层能有中层MCVMCV生成。生成。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制（a a）2727日日1212时；（时；（b b）2727日日1515时；（时；（c c）2727日日1818时；（时；（d d）2727日日2121时；（
32、时；（e e）2828日日0000时；（时；（f f）2828日日1212时时.“V V”代表代表MCCMCC2727日日1212时（时（a a），），710 N710 N、108114E108114E，有一条西南有一条西南东北走向弱带状云系东北走向弱带状云系（云系云系1 1），），3 3小时后该云带发展加强小时后该云带发展加强并东移到并东移到116 E116 E（b b），同时其北侧），同时其北侧111114 N14 N、115-118 E115-118 E的西南的西南东北带状地东北带状地区有点状对流发展；区有点状对流发展；2727日日1818时（时（c c），），云系云系1 1东端发展东移
33、到东端发展东移到117.5 E,117.5 E,并向北移并向北移动到动到11N11N，同时北侧点状对流群发展加，同时北侧点状对流群发展加强为另一带状强为另一带状云系云系2 2，长约，长约400km400km，宽，宽约约200km200km，两条云系的间隔约为，两条云系的间隔约为100km100km。3 3小时后（小时后（d d），云系），云系2 2向东北移动约向东北移动约80km80km，移速约，移速约8m/s8m/s，并有所加强，同，并有所加强，同时云系时云系1 1向东移约向东移约160km160km，向北移动约，向北移动约100km100km，移动速度约，移动速度约16m/s,16m/s,
34、两条云系相两条云系相遇，构成一个多边形对流云团。遇，构成一个多边形对流云团。2828日日0000时，两条云系合并而且对流明显加时，两条云系合并而且对流明显加强，同时注意到两条带状云系的尺度强，同时注意到两条带状云系的尺度相近，长度为宽度的相近，长度为宽度的2-32-3倍，倍，合并后云合并后云团在形状上正好接近椭圆形，形成了团在形状上正好接近椭圆形，形成了MCCMCC云团。云团。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制900hPa900hPa层散度和风。（层散度和风。（a a）2727日日1212时；（时；（b b）2727日日1818时；（时；（c c）2828日日0000时；（时；（d d）282
35、8日日1212时时.细实线细实线表示等风速线，断续线表示散度表示等风速线，断续线表示散度.（b b）中）中A A、B B分别表示与云系分别表示与云系1 1及及2 2对应的辐合区对应的辐合区.“V V”代表代表MCCMCC2727日日1212时时2828日日1212时，季风时，季风槽南侧低空急流最大风速由槽南侧低空急流最大风速由1616增大到增大到20m/s20m/s，然后又减，然后又减小到小到16m/s16m/s，这次低空急流，这次低空急流加强活动（风涌）导致南海加强活动（风涌）导致南海中南部对流活动增强。南北中南部对流活动增强。南北宽度约宽度约6 6个经纬度的低空急流个经纬度的低空急流由两支
36、气流汇合而成，南侧由两支气流汇合而成，南侧部分与部分与105E105E越赤道气流相联越赤道气流相联系，北侧部分与中南半岛偏系，北侧部分与中南半岛偏西气流（源头是索马里越赤西气流（源头是索马里越赤道气流）相联系。由于两支道气流）相联系。由于两支气流分别受到更大尺度环流气流分别受到更大尺度环流控制，因而控制，因而低空急流南北部低空急流南北部分气流加速时间可以不同步分气流加速时间可以不同步。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制900hPa900hPa层散度和风。（层散度和风。（a a）2727日日1212时；（时；（b b）2727日日1818时；（时；（c c）2828日日0000时；（时；（d d
37、）2828日日1212时时.细实线细实线表示等风速线，断续线表示散度表示等风速线，断续线表示散度.（b b）中）中A A、B B分别表示与云系分别表示与云系1 1及及2 2对应的辐合区对应的辐合区.“V V”代表代表MCCMCC2727日日1212时，时，12m/s12m/s等风速线向南等风速线向南伸展到伸展到5N5N，表明，表明105E105E越赤道气越赤道气流加强，但辐合区不明显；流加强，但辐合区不明显；2727日日1818时，急流中心在时，急流中心在112E112E附近分附近分别向南和向北伸展，表明别向南和向北伸展，表明105E105E越赤道气流和中南半岛偏西气越赤道气流和中南半岛偏西气
38、流都加强，流都加强，9-16N,113-118E9-16N,113-118E辐合辐合区经向度较大，在区经向度较大，在9-12N9-12N和和12-12-15N15N形成了两个较强辐合区，分形成了两个较强辐合区，分别对应云系别对应云系1 1和和2 2，可见云系，可见云系2 2生生成加强，是由中南半岛偏西气成加强，是由中南半岛偏西气流增强引起的。这样在不同时流增强引起的。这样在不同时间、不同纬度先后产生了云系间、不同纬度先后产生了云系1 1和和2 2，两条云系尺度大致相当。，两条云系尺度大致相当。急流加强引起的低层辐合主要急流加强引起的低层辐合主要发生在槽线以南，对流首先在发生在槽线以南，对流首先
39、在槽线以南发展。槽线以南发展。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制900hPa900hPa层散度和风。（层散度和风。（a a）2727日日1212时；（时；（b b）2727日日1818时；（时；（c c）2828日日0000时；（时；（d d）2828日日1212时时.细实线细实线表示等风速线，断续线表示散度表示等风速线，断续线表示散度.（b b）中）中A A、B B分别表示与云系分别表示与云系1 1及及2 2对应的辐合区对应的辐合区.“V V”代表代表MCCMCC由于季风槽南部以由于季风槽南部以12N12N为界南北为界南北部分有明显风速差异，产生不一部分有明显风速差异，产生不一致的引导气流，
40、使得云系致的引导气流，使得云系2 2移动移动相对缓慢，而云系相对缓慢，而云系1 1向东北相对向东北相对快速移动，出现两条云带追赶，快速移动，出现两条云带追赶，直到合并。直到合并。低空急流主要活动在低空急流主要活动在700-950hPa700-950hPa，12N12N以南深厚的西以南深厚的西风急流的速度约为风急流的速度约为16m/s16m/s，12N12N以北风速约以北风速约6-8 m/s6-8 m/s，与通过云，与通过云图分析得到的云系图分析得到的云系1 1及及2 2的移动速的移动速度相当。度相当。2828日日1212时，与云团对应时，与云团对应的辐合区处于槽东端（底部），的辐合区处于槽东端
41、（底部），正压不稳定可能为正压不稳定可能为MCCMCC的进一的进一步发展提供了动力不稳定机制，步发展提供了动力不稳定机制，MCCMCC进入成熟阶段，同时由于进入成熟阶段，同时由于槽底部引导气流的旋转性加强，槽底部引导气流的旋转性加强，MCCMCC移动不明显。移动不明显。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制沿沿116E116E绝对涡度（阴影绝对涡度（阴影4 4）和水）和水平风垂直剖面平风垂直剖面.（a a）2727日日1212时；时；（b b）2727日日1818时；（时；（c c）2828日日0000时；时；（d d）2828日日1212时；（时；（e e）2929日日1212时时2727日日1
42、212时，在时，在8N8N、12 N12 N分别分别有涡度中心，此时季风槽的有涡度中心，此时季风槽的风场切变比较零乱；风场切变比较零乱；2727日日1818时时,8N,8N的对流增强，的对流增强，12 N12 N的的对流减弱，对流减弱，14 N14 N对流发展起对流发展起来；来；2828日日0000时时,8N,8N的对流北的对流北移到移到9N9N，同时，同时14 N14 N对流南移对流南移到到13N13N，呈现合并特征；，呈现合并特征；2828日日1212时时,两个对流合并为一两个对流合并为一个强对流，此时季风槽的风个强对流，此时季风槽的风场切变显著加强；到场切变显著加强；到2929日日121
43、2时时,一个与从地面到对流层一个与从地面到对流层中高层的强烈的绝对涡度柱中高层的强烈的绝对涡度柱建立起来，表明建立起来，表明TCTC初始涡初始涡旋环流已经生成。旋环流已经生成。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制季风槽中季风槽中MCCMCC形成概念模型（灰色椭圆表示形成概念模型（灰色椭圆表示云系云系1 1，长箭头表示云系，长箭头表示云系1 1移动速度；绿色椭移动速度；绿色椭圆表示云系圆表示云系2 2，短箭头表示云系，短箭头表示云系2 2移动速度；移动速度；红色椭圆表示红色椭圆表示MCCMCC云系；黑色曲线表示季风云系；黑色曲线表示季风槽；棕色直线表示季风槽切变线）槽；棕色直线表示季风槽切变线）季
44、风槽中季风槽中MCCMCC形成过程形成过程概述如下：概述如下：首先季风槽切变线南侧存在南北宽度约首先季风槽切变线南侧存在南北宽度约6N6N的低空急流，低空急流由中南半岛偏的低空急流，低空急流由中南半岛偏西气流与西气流与105E105E越赤道气流汇合而成。越赤道气流汇合而成。第一阶段，第一阶段，105E105E越赤道气流加强，产生云越赤道气流加强，产生云系系1 1；第二阶段，中南半岛偏西气流加强，；第二阶段，中南半岛偏西气流加强，产生云系产生云系2 2，两条云系长度约为，两条云系长度约为2-32-3经纬度；经纬度；第三阶段，由于季风槽切变线南部偏西引第三阶段，由于季风槽切变线南部偏西引导气流的经
45、向分布不均匀，导致两条云系导气流的经向分布不均匀，导致两条云系“追赶合并追赶合并”，形成椭圆形，形成椭圆形MCCMCC。其后由。其后由于槽底部引导气流旋转性加强，于槽底部引导气流旋转性加强，MCCMCC稳定稳定少动，逐渐成熟和消亡。少动，逐渐成熟和消亡。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制热带气旋生成过程多尺度相互作用机制位势高度（单位：位势什米）和风矢量（单位：位势高度（单位：位势什米）和风矢量（单位：m/s m/s）对比。左边为）对比。左边为NCEPNCEP再分析资料，右边为粗网再分析资料，右边为粗网格（格（54km54km）模拟资料。（）模拟资料。（a a）、（）、（b b）6 6月月28
46、28日日1212时，时，850 hPa850 hPa；（c c）、（）、（d d）6 6月月2929日日1212时时,200 hPa,200 hPa 热带气旋生成过程多尺度相互作用机制海平面气压对比。左边为海平面气压对比。左边为NCEPNCEP再分析资料，右边为粗网格（再分析资料，右边为粗网格（54km54km）模拟资料。（）模拟资料。（a a）、（）、（b b）为）为6 6月月 2929日日1212时；（时；（c c）、（）、（d d）为）为7 7月月1 1日日1212时；（时；（b b）中的矩形方框内闭合等压线的值为）中的矩形方框内闭合等压线的值为1000hPa.1000hPa.热带气旋生
47、成过程多尺度相互作用机制榴莲的最优观测路径（实心圆圈）、模拟路径（实心方框）以及榴莲的最优观测路径（实心圆圈）、模拟路径（实心方框）以及2828日日0000时的海平面气压（实线，单时的海平面气压（实线，单位：位：hPahPa）热带气旋生成过程多尺度相互作用机制模拟的模拟的TCTC的闭合低压中心出现在的闭合低压中心出现在6 6月月2929日日9 9时，位于（时，位于（15.6N15.6N，116.8E116.8E），与最优观测报告相比，生成时间的误差在），与最优观测报告相比，生成时间的误差在3 3小时以内，小时以内，生成地点的误差在生成地点的误差在50km50km以内。但是应注意到，中国气象局和
48、以内。但是应注意到，中国气象局和JTWCJTWC（Joint Typhoon Warning CenterJoint Typhoon Warning Center）发布的台风榴莲最优观测）发布的台风榴莲最优观测报告在热带低压阶段的差异相对较大，这与这一阶段报告在热带低压阶段的差异相对较大，这与这一阶段TCTC环流偏弱环流偏弱有关。有关。TCTC初生位置的模拟成功的最重要的标志是反映出了初生位置的模拟成功的最重要的标志是反映出了TCTC初生位置初生位置与与MCSMCS的关系的关系。西太平洋季风槽类型。西太平洋季风槽类型TCTC生成的观测研究表明，生成的观测研究表明，TCTC生成于季风槽切变线北侧
49、的弱垂直切变区，同时也处于生成于季风槽切变线北侧的弱垂直切变区，同时也处于MCSMCS北北侧边缘的层状云降水区。在模式初始场中，侧边缘的层状云降水区。在模式初始场中，MCSMCS位于位于9-13N9-13N、114-114-119E119E，基本呈东西走向的季风槽切变线位于，基本呈东西走向的季风槽切变线位于14N14N以南，模拟的以南，模拟的TCTC初生地点恰好位于初生地点恰好位于MCSMCS北侧，因此它们之间的位置关系与已有观北侧，因此它们之间的位置关系与已有观测研究结果一致。测研究结果一致。热带气旋生成过程多尺度相互作用机制模拟结果表明，模拟结果表明，TCTC生成以后的移动方向、未来登陆地
50、点和移动速生成以后的移动方向、未来登陆地点和移动速度与最优观测报告基本一致。在模拟的第度与最优观测报告基本一致。在模拟的第36-6036-60小时期间，即小时期间，即20012001年年6 6月月2929日日1212时时-30-30日日1212时，时，TCTC向偏北方向移动，反映了向偏北方向移动，反映了TCTC在季风在季风槽的东端（底部）生成后，尚没有完全摆脱季风槽的影响，而受槽的东端（底部）生成后，尚没有完全摆脱季风槽的影响，而受槽底部的偏南气流引导，这期间移动路径的最大误差在槽底部的偏南气流引导，这期间移动路径的最大误差在150km150km以以内。内。在模拟的第在模拟的第60-8460-
