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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 西北太平洋臺(tái)風(fēng)眼形態(tài)特征研究
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 利用日本氣象廳的Best Track資料與日本國立情報(bào)學(xué)研究所和美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室的衛(wèi)星遙感圖像資料，對(duì)西北太平洋海域臺(tái)風(fēng)眼的形態(tài)特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析研究。研究表明，當(dāng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度達(dá)到峰值時(shí)，臺(tái)風(fēng)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(tái)風(fēng)生命周期內(nèi)，臺(tái)風(fēng)眼的各形態(tài)可能交替出現(xiàn)，并對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化具有指示意義，其中同心眼的特殊性獲得了強(qiáng)調(diào)。此外，還對(duì)部分類型臺(tái)風(fēng)眼的時(shí)空分布特征進(jìn)行了討論。
- 詳細(xì)介紹：
- 臺(tái)風(fēng)是發(fā)生在西北太平洋洋面上的一種強(qiáng)烈的氣旋性渦旋系統(tǒng)，常伴有大風(fēng)、暴雨等劇烈的天氣，具有很強(qiáng)的破壞力。在臺(tái)風(fēng)中心附近，通?？梢杂^測到部分天氣相對(duì)平靜的區(qū)域，該區(qū)域一般被稱為“臺(tái)風(fēng)眼”(typhoon eye)。“臺(tái)風(fēng)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_(tái)風(fēng)眼”的形態(tài)實(shí)質(zhì)上是指臺(tái)風(fēng)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(bào)學(xué)研究所(NII)和美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)的衛(wèi)星遙感圖像資料，對(duì)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(qiáng)度達(dá)到臺(tái)風(fēng)級(jí)別的熱帶氣旋進(jìn)行研究，對(duì)“臺(tái)風(fēng)眼”的形狀以及外圍云帶形態(tài)特征進(jìn)行分類分析，在自主提出臺(tái)風(fēng)眼分類方法的基礎(chǔ)上，對(duì)2001年至2009年西北太平洋共計(jì)131個(gè)臺(tái)風(fēng)個(gè)例進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)。研究表明，當(dāng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度達(dá)到峰值時(shí)，臺(tái)風(fēng)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(tái)風(fēng)生命周期內(nèi)，臺(tái)風(fēng)眼的各形態(tài)可能交替出現(xiàn)，并對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化具有較強(qiáng)的指示意義，其中同心眼的特殊性獲得了強(qiáng)調(diào)。此外，還對(duì)部分類型臺(tái)風(fēng)眼的時(shí)空分布特征進(jìn)行了討論。本研究不僅研究區(qū)域針對(duì)性強(qiáng)，而且所涉及的臺(tái)風(fēng)個(gè)例較多，統(tǒng)計(jì)結(jié)果確實(shí)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(biāo)準(zhǔn)明確，易于把握。
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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(duì)發(fā)生在西北太平洋臺(tái)風(fēng)“眼”的形狀以及外圍云帶形態(tài)特征進(jìn)行分類分析， 歸納總結(jié)過去10年臺(tái)風(fēng)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(yùn)用該方案對(duì)臺(tái)風(fēng)中心達(dá)到最大風(fēng)速時(shí)的眼去形態(tài)進(jìn)行分類，并對(duì)特殊的眼區(qū)形態(tài)進(jìn)行了深入研究。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 臺(tái)風(fēng)眼區(qū)形態(tài)與結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)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(qiáng)度達(dá)到臺(tái)風(fēng)級(jí)別的熱帶氣旋進(jìn)行研究。本研究不僅研究區(qū)域針對(duì)性強(qiáng)，而且所涉及臺(tái)風(fēng)個(gè)例較多，統(tǒng)計(jì)結(jié)果確實(shí)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(biāo)準(zhǔn)明確，易于把握。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)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(biāo)準(zhǔn)明確，易于把握，具有較好的推廣前景。由于統(tǒng)計(jì)樣本的多樣性得到了較好的滿足，所以本研究提出的關(guān)于不同眼區(qū)形態(tài)間的聯(lián)系、同心結(jié)構(gòu)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果以及臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度極大時(shí)眼區(qū)形態(tài)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果均確實(shí)可信，對(duì)于臺(tái)風(fēng)的氣候?qū)W研究以及預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)具有一定學(xué)術(shù)價(jià)值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 利用日本氣象廳(JMA)的Best Track資料與日本國立情報(bào)學(xué)研究所(NII)和美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)的衛(wèi)星遙感圖像資料，對(duì)西北太平洋海域臺(tái)風(fēng)眼的形態(tài)特征進(jìn)行了初步統(tǒng)計(jì)分析研究。在自主提出臺(tái)風(fēng)眼分類方法的基礎(chǔ)上，對(duì)2001年至2009年西北太平洋共計(jì)131個(gè)臺(tái)風(fēng)個(gè)例進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)。研究表明，當(dāng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度達(dá)到峰值時(shí)，臺(tái)風(fēng)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(tái)風(fēng)生命周期內(nèi)，臺(tái)風(fēng)眼的各形態(tài)可能交替出現(xiàn)，并對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化具有較強(qiáng)的指示意義，其中同心眼的特殊性獲得了強(qiáng)調(diào)。此外，還對(duì)部分類型臺(tái)風(fēng)眼的時(shí)空分布特征進(jìn)行了討論。
獲獎(jiǎng)情況
- 獲得了2009—2010年XXXX大學(xué)本科生研究發(fā)展計(jì)劃優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)，并在XXXX大學(xué)學(xué)報(bào)2010年10月份增刊中發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 校審93分，自然科學(xué)組第二名。
參考文獻(xiàn)
- [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(tái)風(fēng)是發(fā)生在西北太平洋洋面上的一種強(qiáng)烈的氣旋性渦旋系統(tǒng)，常伴有大風(fēng)、暴雨等劇烈的天氣，具有很強(qiáng)的破壞力。在臺(tái)風(fēng)中心附近，通?？梢杂^測到部分天氣相對(duì)平靜的區(qū)域，該區(qū)域一般被稱為“臺(tái)風(fēng)眼”(typhoon eye)。“臺(tái)風(fēng)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_(tái)風(fēng)眼”的形態(tài)實(shí)質(zhì)上是指臺(tái)風(fēng)眼壁內(nèi)緣的形狀。 在對(duì)熱帶氣旋的研究中，“臺(tái)風(fēng)眼”很早受到了人們的注意。Haurwitz利用觀測資料估算了“臺(tái)風(fēng)眼”暖心結(jié)構(gòu)的高度，同時(shí)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(tái)風(fēng)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(xiàn)。 隨著氣象觀測技術(shù)的進(jìn)步，一些新的“臺(tái)風(fēng)眼”形態(tài)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。Fortner利用雷達(dá)觀測資料首先對(duì)同心眼(concentric eye)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，此后該結(jié)構(gòu)一直被認(rèn)為是特殊個(gè)例而未引起廣泛注意。Willoughby分析了1969年至1971年的機(jī)載雷達(dá)探測資料，指出同心眼通常在臺(tái)風(fēng)最強(qiáng)后出現(xiàn)，并強(qiáng)調(diào)這樣的臺(tái)風(fēng)個(gè)例數(shù)目很有可能被低估。Houze等人探討了颶風(fēng)強(qiáng)度與眼區(qū)替代循環(huán)(eyewall replacement cycle)過程的關(guān)系，同心眼被認(rèn)為是該過程的反映。 Knaff和Kossin對(duì)大西洋和東太平洋的熱帶氣旋進(jìn)行了研究，引入了環(huán)形颶風(fēng)(annular hurricanes)概念，隨后他們與Cram等人提出了該類颶風(fēng)的客觀識(shí)別方案。Musgrave等人分析了1989年至2006年大西洋上生成的颶風(fēng)，給出一類以快速增強(qiáng)發(fā)展為特征的小眼區(qū)(pinhole eye)熱帶氣旋的定義。 針對(duì)熱帶氣旋的預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)，Dvorak提出了一套界定臺(tái)風(fēng)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(tái)風(fēng)眼區(qū)結(jié)構(gòu)與熱帶氣旋強(qiáng)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(qiáng)的現(xiàn)象，而氣旋的組織性也會(huì)得到加強(qiáng)。理論和數(shù)值研究同樣指出，臺(tái)風(fēng)眼區(qū)與眼壁結(jié)構(gòu)對(duì)熱帶氣旋狀態(tài)的維持及強(qiáng)度變化有重要作用。 綜上所述可以看出，臺(tái)風(fēng)眼的形態(tài)與結(jié)構(gòu)對(duì)臺(tái)風(fēng)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(yīng)用于西北太平洋還存在較大的疑問。
