基本信息
- 項目名稱：
- 西北太平洋臺風眼形態(tài)特征研究
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 利用日本氣象廳的Best Track資料與日本國立情報學研究所和美國海軍研究實驗室的衛(wèi)星遙感圖像資料，對西北太平洋海域臺風眼的形態(tài)特征進行了統(tǒng)計分析研究。研究表明，當臺風強度達到峰值時，臺風眼各形態(tài)的出現(xiàn)頻率由高到低依次為圓形、開放形與多邊形。在臺風生命周期內(nèi)，臺風眼的各形態(tài)可能交替出現(xiàn)，并對臺風強度變化具有指示意義，其中同心眼的特殊性獲得了強調(diào)。此外，還對部分類型臺風眼的時空分布特征進行了討論。
- 詳細介紹：
- 臺風是發(fā)生在西北太平洋洋面上的一種強烈的氣旋性渦旋系統(tǒng)，常伴有大風、暴雨等劇烈的天氣，具有很強的破壞力。在臺風中心附近，通常可以觀測到部分天氣相對平靜的區(qū)域，該區(qū)域一般被稱為“臺風眼”(typhoon eye)?！芭_風眼”的外側(cè)多有眼壁(eyewall)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)發(fā)展旺盛的環(huán)狀或近環(huán)狀雷暴云帶?！芭_風眼”的形態(tài)實質(zhì)上是指臺風眼壁內(nèi)緣的形狀。本文利用日本氣象廳(JMA)的Best Track資料與日本國立情報學研究所(NII)和美國海軍研究實驗室(NRL)的衛(wèi)星遙感圖像資料，對2001年1月1日至2009年12月31日發(fā)生于100°E至180°E間北半球太平洋、南海海域(以下簡稱西北太平洋海域)所有強度達到臺風級別的熱帶氣旋進行研究，對“臺風眼”的形狀以及外圍云帶形態(tài)特征進行分類分析，在自主提出臺風眼分類方法的基礎上，對2001年至2009年西北太平洋共計131個臺風個例進行了分類統(tǒng)計。研究表明，當臺風強度達到峰值時，臺風眼各形態(tài)的出現(xiàn)頻率由高到低依次為圓形、開放形與多邊形。在臺風生命周期內(nèi)，臺風眼的各形態(tài)可能交替出現(xiàn)，并對臺風強度變化具有較強的指示意義，其中同心眼的特殊性獲得了強調(diào)。此外，還對部分類型臺風眼的時空分布特征進行了討論。本研究不僅研究區(qū)域針對性強，而且所涉及的臺風個例較多，統(tǒng)計結(jié)果確實可信。本研究提出的眼區(qū)分類方法基本涵蓋了該十年間西北太平洋出現(xiàn)過的所有眼區(qū)形態(tài)，分類方法簡單，標準明確，易于把握。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文利用2001年1月到2009年12月的日本氣象廳的Best Track資料與衛(wèi)星遙感圖像資料，對發(fā)生在西北太平洋臺風“眼”的形狀以及外圍云帶形態(tài)特征進行分類分析， 歸納總結(jié)過去10年臺風的眼區(qū)形態(tài)以及云帶特征，分析數(shù)據(jù)，提出一種眼區(qū)形態(tài)的分類方案，運用該方案對臺風中心達到最大風速時的眼去形態(tài)進行分類，并對特殊的眼區(qū)形態(tài)進行了深入研究。
科學性、先進性及獨特之處
- 臺風眼區(qū)形態(tài)與結(jié)構(gòu)對熱帶氣旋具有重要意義。本研究利用Best Track數(shù)據(jù)與衛(wèi)星遙感資料，對2001年1月1日至2009年12月31日發(fā)生于100°E至180°E間北半球太平洋、南海海域所有強度達到臺風級別的熱帶氣旋進行研究。本研究不僅研究區(qū)域針對性強，而且所涉及臺風個例較多，統(tǒng)計結(jié)果確實可信。提出的眼區(qū)分類方法基本涵蓋了十年間西北太平洋出現(xiàn)過的所有眼區(qū)形態(tài)，分類方法簡單，標準明確，易于把握。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本研究提出的眼區(qū)分類方法基本涵蓋了該十年間西北太平洋出現(xiàn)過的所有眼區(qū)形態(tài)，分類方法簡單，標準明確，易于把握，具有較好的推廣前景。由于統(tǒng)計樣本的多樣性得到了較好的滿足，所以本研究提出的關于不同眼區(qū)形態(tài)間的聯(lián)系、同心結(jié)構(gòu)相關的統(tǒng)計分析結(jié)果以及臺風強度極大時眼區(qū)形態(tài)的相關統(tǒng)計結(jié)果均確實可信，對于臺風的氣候?qū)W研究以及預報業(yè)務具有一定學術價值。
學術論文摘要
- 利用日本氣象廳(JMA)的Best Track資料與日本國立情報學研究所(NII)和美國海軍研究實驗室(NRL)的衛(wèi)星遙感圖像資料，對西北太平洋海域臺風眼的形態(tài)特征進行了初步統(tǒng)計分析研究。在自主提出臺風眼分類方法的基礎上，對2001年至2009年西北太平洋共計131個臺風個例進行了分類統(tǒng)計。研究表明，當臺風強度達到峰值時，臺風眼各形態(tài)的出現(xiàn)頻率由高到低依次為圓形、開放形與多邊形。在臺風生命周期內(nèi)，臺風眼的各形態(tài)可能交替出現(xiàn)，并對臺風強度變化具有較強的指示意義，其中同心眼的特殊性獲得了強調(diào)。此外，還對部分類型臺風眼的時空分布特征進行了討論。
獲獎情況
- 獲得了2009—2010年XXXX大學本科生研究發(fā)展計劃優(yōu)秀項目獎，并在XXXX大學學報2010年10月份增刊中發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 校審93分，自然科學組第二名。
參考文獻
- [1]Dvorak,V.F.,1975:Tropical Cyclone Intensity Analysis and Forecasting from Satellite Imagery.Mon.Wea.Rev.,103,420–430. [2]Fortner,L.E.,1958:Typhoon Sarah,1956.Bull.Amer.Meteor.Soc.,39,633–639. [3]Haurwitz,B.,1935:The Height of Tropical Cyclones and of the“Eye”of the Storm.Mon.Wea.Rev.,63,45–49.
同類課題研究水平概述
- 臺風是發(fā)生在西北太平洋洋面上的一種強烈的氣旋性渦旋系統(tǒng)，常伴有大風、暴雨等劇烈的天氣，具有很強的破壞力。在臺風中心附近，通?？梢杂^測到部分天氣相對平靜的區(qū)域，該區(qū)域一般被稱為“臺風眼”(typhoon eye)?！芭_風眼”的外側(cè)多有眼壁結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)發(fā)展旺盛的環(huán)狀或近環(huán)狀雷暴云帶?！芭_風眼”的形態(tài)實質(zhì)上是指臺風眼壁內(nèi)緣的形狀。 在對熱帶氣旋的研究中，“臺風眼”很早受到了人們的注意。Haurwitz利用觀測資料估算了“臺風眼”暖心結(jié)構(gòu)的高度，同時描繪了眼區(qū)的基本結(jié)構(gòu)。此后Kuo、Malkus等人初步探討了“臺風眼”形成與維持過程中的一些問題，為早期的熱帶氣旋研究做出了重要貢獻。 隨著氣象觀測技術的進步，一些新的“臺風眼”形態(tài)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。Fortner利用雷達觀測資料首先對同心眼(concentric eye)結(jié)構(gòu)進行了描述，此后該結(jié)構(gòu)一直被認為是特殊個例而未引起廣泛注意。Willoughby分析了1969年至1971年的機載雷達探測資料，指出同心眼通常在臺風最強后出現(xiàn)，并強調(diào)這樣的臺風個例數(shù)目很有可能被低估。Houze等人探討了颶風強度與眼區(qū)替代循環(huán)(eyewall replacement cycle)過程的關系，同心眼被認為是該過程的反映。 Knaff和Kossin對大西洋和東太平洋的熱帶氣旋進行了研究，引入了環(huán)形颶風(annular hurricanes)概念，隨后他們與Cram等人提出了該類颶風的客觀識別方案。Musgrave等人分析了1989年至2006年大西洋上生成的颶風，給出一類以快速增強發(fā)展為特征的小眼區(qū)(pinhole eye)熱帶氣旋的定義。 針對熱帶氣旋的預報業(yè)務，Dvorak提出了一套界定臺風眼區(qū)的有無、大小、完整與否等特征的方案。Dvorak的研究表明臺風眼區(qū)結(jié)構(gòu)與熱帶氣旋強度間存在密切的聯(lián)系。觀測分析也表明，形成眼區(qū)的熱帶氣旋通常有迅速增強的現(xiàn)象，而氣旋的組織性也會得到加強。理論和數(shù)值研究同樣指出，臺風眼區(qū)與眼壁結(jié)構(gòu)對熱帶氣旋狀態(tài)的維持及強度變化有重要作用。 綜上所述可以看出，臺風眼的形態(tài)與結(jié)構(gòu)對臺風具有重要意義，但目前的工作大多局限于北大西洋和東太平洋海域。由于不同海域的地理環(huán)境與氣候背景等多方面存在明顯差異，故是否能將其它海域的研究成果直接應用于西北太平洋還存在較大的疑問。
