NCEP/NCAR再分析资料垂直风切变对东北太平洋飓风强度的影响的诊断外文翻译资料

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NCEP/NCAR再分析资料垂直风切变对东北太平洋飓风强度的影响的诊断

Cynthia K. Palmer* and Gary M. Barnes*

夏威夷大学，火奴鲁鲁，夏威夷

1. 引言

虽然对热带气旋路径的预测在过去五年有所改善，但是对强度的预测仍有较大误差。联合台风警报中心的预报员依靠德沃夏克技术预测其强度值。他们通过强度预测强度变化的趋势，以及利用大尺度流场来预报未来72小时的强度。这些大尺度环境场对于预报过程是否有用呢？尤其是采自大尺度环境场的水平风垂直切变队友强度变化的预测是否有用呢？高空垂直风切变对于热带气旋的影响有多么紧密呢？我们可以开发一种技术来提高对于强度的预测吗？在过去文献的普遍共识是给定临界值的风的垂直切变对飓风强度有着不利影响。Gray（1968）发现大多数热带气旋形成于风垂直切变较小的赤道槽北侧区域。Mcbride和Zehr（1981）比较了发展中和不发展的系统，他们发现不发展系统的风的垂直切变更大，抑制了他们的发育。Zehr（1992）发现在北太平洋西部，热带气旋不曾在风的垂直切变临界值为12.5m/s的时候形成。DeMaria和Kaplan (1994)发现8m/s的风垂直切变影响热带气旋的中心，使得系统变弱。Frank 和 Ritchie (2001)分别在5m/s,10m/s,15m/s的垂直切变下建立了热带气旋模型，他们发现切变为5m/s时热带气旋在36小时内消亡，切变为10m/s时热带气旋在24小时内开始消亡，而15m/s时消亡过程立刻开始。

1. 资料选取和研究方法

利用东北太平洋最好的跟踪数据（从北美海岸到180°）以及1975-1999年期间的NCEP/NCAR再分析资料，风的垂直切变对台风强度的影响经过了仔细的审查。在2.5 x2.5网格上，再分析数据利用来自水蒸气的卫星导风和可见渠道分别代表大尺度流场的上下边界，由此计算200hPa和850hPa之间的风垂直切变。为了隔离风垂直切变的影响，我们对数据进行分层。由于海洋表面的等温线在5°N-20°N内是一致自西向东分布的，在我们的样本中，热带气旋被限制在西移或西北移路径上，以把海温对其强度的的影响降至最低。这种分层显示在25年间，100个热带气旋在他们生命期的一部分或整个生命期间西移或西北移。在这100个热带气旋中，有45个被随机抽出进行研究。最佳路径上的热带气旋强度数据表明，其生命期分为发展，成熟和消亡阶段。对台风附近的多个区域进行了调查来确定在不同阶段哪一区域和什么切变值对热带气旋的强度有着最大的影响。这些地区包括以环流中心为中心的5°times;5°、10°times;10°、15°times;15°三种网格，并且10°times;10°网格占了一半（北，东，南和西）。风的垂直切变在每一区域上都有两种形式，第一种，风的垂直切变均匀的分布在整个区域上，并且比作强度。第二种，他的最大垂直风切变出现在某一特定区域并且比作强度。由于气候原因，在夏季，有一支西南急流定位于夏威夷，随着热带气旋的西移，他们最终会移动至西南急流最大值处。这使得高空垂直风切变缓慢的移动至该地区的西北角。在分析过热带气旋中心附近地区后，选出两个地区来进一步研究：10°times;10°网格的西半部和北半部。

1. 结论和讨论

在热带气旋的整个发展阶段，通常每三天其强度都会增长大约70节。在这段时间里，平均垂直风切变在16节左右，并且在西北半区变化最小。最大垂直风切变显示在西半部有约2.5节的轻微增长，而在北半部提高到5节。虽然强度是稳定的，但平均垂直风切变在西半部和北半部分别有2和4节的轻微增长。同时，在西半部和北半部最大垂直风切变分别增长了6和8节。随着强度的降低（3天内大约70节），平均垂直风切变在西半部不变，在北半部继续略微增长3节。在西半部和北半部，最大垂直风切变值也增加了大约3节。尽管这些值看起来相对较小，但是问题出现了：衰变点的垂直风切变是多少，或者说强度开始减弱时的点？平均垂直风切变在西半部为21节，在北半部为24节。最大垂直风切变值在西半部为40节，在北半部为38节。那么，在首次检测到高切变值和随后的强度降低之间是否存在时滞？风的垂直切变时间序列表现出垂直风切变在低于或接近于16节时趋于稳定，而强度正在增强或保持稳定，并且它最终开始增强。平均垂直风切变在48小时内在西半部增加17节，在北半部增加20节，而最大垂直风切变值在西半部增加31节，在北半部增加28节。然而，出现在初始切变增强和强度衰变点之间的垂直风切变的增加的重要时间段，也就代表了时滞。初步结果表明，当垂直风切变开始增强时，我们可以看到出现在强度衰变点前12至24小时之间的时滞。某一给定区域的平均垂直风切变是否比该区域的最大切变值对于热带气旋强度的影响更大呢？结果表明，热带气旋可以在环流中心7°以内的地区保持20到30节的唯一最大垂直切变值，而35到40节的切变可以在12至24小时内触发消亡阶段。然而，当西半部和北半部的平均垂直风切变超过20节时，热带气旋在12小时内开始消亡。最大垂直风切变值和平均垂直风切变值都提供有用的信息。在45个被分析的样本中，有40个表现出当风的垂直切变增强时，热带气旋的强度减弱。这些结果表明大尺度场的切变诊断确实对热带气旋的强度有影响。

1. 参考文献

DeMaria, M. and J. Kaplan, 1994: Sea Surface Temperature and the Maximum Intensity of Atlantic Tropical Cyclones. J. Climate, 7, 2076-2087.

Frank, W.M. and E. A. Ritchie, 2001: Effects of Vertical Wind Shear on the Intensity and Structure of Numerically Simulated Hurricanes. Mon. Wea. Rev. , 129, 2249-2269.

Gray, W.M., 1968: Global View of the Origin of Tropical Disturbances and Storms. Mon. Wea. Rev. , 96, 55-73.

McBride, J.L. and R. Zehr, 1981: Observational Analysis of Tropical Cyclone Formation. Part! Comparison of Non-Developing versus Developing Systems. J. Atmos. Sci., 38, 1132-1151.

Zehr, R.M., 1992: Tropical Cyclogenesis in the Western North Pacific. NOAA Tech. Rep. NESDIS 61, Dept. of Commerce, Washington D.C., 181pp.

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