衛(wèi)星資料連續(xù)同化在臺(tái)風(fēng)過程模擬中的應(yīng)用.pdf

1、衛(wèi)星資料連續(xù)同化在臺(tái)風(fēng)衛(wèi)星資料連續(xù)同化在臺(tái)風(fēng)過程過程模擬中的應(yīng)用模擬中的應(yīng)用ApplicationofContinualAssimilationofSatelliteDatainSimulationofTyphoonProcesses學(xué)科專業(yè)：水利工程作者姓名：李明星指導(dǎo)教師：張慶河教授企業(yè)導(dǎo)師：楊華教授級(jí)高工天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一六年十二月I摘要基于中尺度非靜力大氣預(yù)報(bào)模式WRF，以1409號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”臺(tái)風(fēng)為例，通過WRF

2、DA同化模塊及快速輻射傳輸模式CRTM進(jìn)行微波輻射資料AMSUA連續(xù)同化的模擬試驗(yàn)來探究衛(wèi)星資料同化對(duì)臺(tái)風(fēng)模擬的影響，并以同化后的風(fēng)場(chǎng)作為驅(qū)動(dòng)風(fēng)場(chǎng)，利用海浪模式SWAN和海洋模式FVCOM模擬“威馬遜”過程的浪流及海溫，以進(jìn)一步探究風(fēng)場(chǎng)同化對(duì)波浪場(chǎng)，流場(chǎng)及溫度場(chǎng)模擬效果的影響。將模擬方案應(yīng)用在臺(tái)風(fēng)“彩虹”過程模擬中，以進(jìn)一步驗(yàn)證模擬方案的合理性，論文的主要內(nèi)容及結(jié)論為：利用大氣模式WRF、WRFDA同化模塊及快速輻射傳輸模式CRTM進(jìn)行

3、AMSUA資料同化，模擬1409號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”過程，結(jié)果表明衛(wèi)星資料連續(xù)同化能夠改善臺(tái)風(fēng)的模擬效果。根據(jù)模擬結(jié)果，分析了臺(tái)風(fēng)場(chǎng)和氣壓場(chǎng)的特征，指出臺(tái)風(fēng)過程中大風(fēng)區(qū)呈現(xiàn)偏右特征，臺(tái)風(fēng)靠近陸地時(shí)，陸地對(duì)風(fēng)速有明顯的減弱作用，但對(duì)氣壓場(chǎng)的分布影響較小。利用海浪模式SWAN和海洋模式FVCOM模擬“威馬遜”過程的波流及海溫。選取測(cè)點(diǎn)的波高過程與衛(wèi)星資料對(duì)比，結(jié)果表明由同化試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的波浪場(chǎng)模擬結(jié)果較非同化試驗(yàn)更為合理，風(fēng)場(chǎng)同化可以有效地

4、改善臺(tái)風(fēng)浪的模擬效果。分析臺(tái)風(fēng)驅(qū)動(dòng)下的波浪場(chǎng)特征，指出波浪場(chǎng)與風(fēng)場(chǎng)一致，存在偏右特征，且波浪場(chǎng)相對(duì)風(fēng)場(chǎng)存在延時(shí)響應(yīng)特征。海洋溫度的垂向分布獲得實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證，模式能夠合理反映流場(chǎng)偏右性及延時(shí)響應(yīng)特征，以及臺(tái)風(fēng)過程海表降溫特點(diǎn)。利用“威馬遜”臺(tái)風(fēng)過程采用的模擬方案，對(duì)“彩虹”過程中的波，流，溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬，以進(jìn)一步驗(yàn)證本文所采用的風(fēng)場(chǎng)同化方案對(duì)于臺(tái)風(fēng)過程模擬的合理性，并分析臺(tái)風(fēng)“彩虹”過程中的波浪場(chǎng)特征，流場(chǎng)特征和溫度場(chǎng)特征。結(jié)果表明，方案