海洋環(huán)境對臺風“梅花”的響應【畢業(yè)設計】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設計)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　前言4</b></p><p><b>

2、　　1.臺風概述5</b></p><p>　　1.1 通常說明5</p><p>　　1.2 臺風的結構5</p><p>　　1.3 影響我國海的臺風路徑8</p><p>　　1.4 臺風特點8</p><p>　　1.5 形成及演變9</p><p>　　1.5.

3、1 臺風形成9</p><p>　　1.5.2 臺風演變10</p><p>　　2 臺風“梅花”11</p><p>　　2.1"梅花"路徑及其變化11</p><p>　　2.2“梅花”特點13</p><p>　　3臺風“梅花”過境海洋環(huán)境響應分析14</p><

4、;p>　　3.1數(shù)據(jù)來源14</p><p>　　3.2 過境風場分析15</p><p>　　3.3 過境海表溫度（SST）的分析19</p><p>　　3.3.1 單天海表溫度分析19</p><p>　　3.3.2 連續(xù)多天過境海表溫度22</p><p>　　3.4 過境海表高度分析23&l

5、t;/p><p><b>　　4 結論25</b></p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p>　　海洋環(huán)境對臺風“梅花”的響應</p><p>　　[摘要] 強天氣過程下海洋的響應是海洋環(huán)境預報的重要內容, 它的研究對于防災減災、遠洋運輸、水產養(yǎng)殖等有積極的意義。在臺風“梅花

6、”生成之前, 東中國海海表平均溫度較其他區(qū)域低, 并且在東海盛行東南風, 在臺風生成區(qū)有一明顯的氣旋性渦旋存在。根據(jù)EKMAN輸運原理，臺風過境時會使周圍海水輻散，產生上升流，所以海表溫度會降低。通過后面的分析我們證明了海洋對臺風過程有強烈的響應, 強臺風引起SST 出現(xiàn)大幅降低,風場也有改變，海表高度會降低。</p><p>　　[關鍵詞] 海洋環(huán)境響應、“梅花”臺風、風場、SST海表溫度</p>

7、<p>　　The response of the marine environment of Typhoon "Meihua"</p><p>　　[Abstract] The ocean response to the process of severe weather is an important content of the marine environmental fo

8、recasting.The research has a positive significance for disaster prevention and mitigation, ocean shipping, aquaculture. Before the generation of the typhoon "Meihua", The East China sea sea surface temperature

9、is lower than other regions and the southeasterly winds are prevalent in the South China Sea. A cyclonic vortex is generating in the typhoon area. According to the principle</p><p>　　[Key words] Marine envir

10、onmental response; typhoon "Meihua"; wind field’s Sea surface temperature</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　渤、黃、東海三個海區(qū)由北向南緊靠著我國大陸, 黃海向南開口, 構成一個淺的，并向東海敞開的海灣, 與東海陸架連成一片從而形成寬廣的陸緣淺海。

11、夏季是近海臺風的多發(fā)季節(jié), 在臺風影響下，海洋的溫度、海流和混合層等都會發(fā)生變化,還經常在沿海地區(qū)引起強烈的風暴潮。研究我國近海對于臺風過程的響應, 可提供強天氣過程下的海洋環(huán)境預報, 這對于遠洋運輸、海洋勘探、水產養(yǎng)殖以及防災減災等有著非常積極的意義。海洋環(huán)境對于臺風的響應的研究屬于中尺度海-氣相互作用的范疇,國外早已開展, Adamec 等(1985)利用一個非線性模式指出風應力引起的混合對海洋上混合層的時間變化很大。我國這方面的研

12、究相對國外較少, 朱建榮等(1995c)發(fā)展了一個描述海洋對熱帶氣旋響應的改進模式, 并對于靜止和勻速移動兩種理想狀態(tài)下的臺風進行了模擬;郭冬建等(1997, 1998)對理想海域中臺風引起的潮、流、波進行了分析。但對于考慮海洋背景流場下的真實臺風進行研究的個例卻較少。本文作者進行了對2011年強臺風“梅花”過境時，海洋環(huán)境對其的響應的研究。主要研究內容為，海表溫度SST數(shù)據(jù)及其圖像，臺風過境時的風場數(shù)據(jù)及其圖像以及</p>

13、<p><b>　　1.臺風概述</b></p><p><b>　　1.1 通常說明 </b></p><p>　　臺風是一種具有暖心結構的氣旋性渦旋通常發(fā)生在熱帶海洋上，是達到一定強度的熱帶氣旋。臺風過境的同時經常伴隨著狂風暴雨，是一種災害性天氣系統(tǒng)。世界各地對臺風的稱呼卻不盡相同，在東太平洋和大西洋稱為颶風，在印度洋稱為熱帶風

14、暴，在南半球則稱為熱帶氣旋。</p><p>　　根據(jù)國際慣例，我國對發(fā)生在北太平洋西部和南海的熱帶氣旋，依據(jù)其中心最大風力分為：熱帶低壓（Tropical depression），最大風速＜8級，（＜17.2m/s＝熱帶風暴（Tropical storm）:最大風速（8～9）級，（17.2m/s～24.4m/s）；強熱帶風暴（Severe tropical storm）：最大風速10～11級，（24.5～32.

15、6m/s）；臺風（Typhoon）:最大風速≥12級，（≥32.7m/s）。</p><p>　　臺風的生命期通常為（3～8）天，臺風直徑通常為（600～1000）km，最大的可達2000km，最小的只有100km。在北半球臺風集中發(fā)生在7～10月，尤以8、9月最多。據(jù)統(tǒng)計，每年5～11月臺風可能影響或登陸我國。</p><p>　　全球每年平均大約有80個熱帶氣旋發(fā)生，其中半數(shù)以上可以發(fā)

16、展成臺風，臺風集中發(fā)生在西北太平洋、孟加拉灣、東北太平洋、西北大西洋、阿拉伯海、南印度洋、西南太平洋和澳大利亞西北海域等8個地區(qū)。西太平洋是全球熱帶氣旋發(fā)生最多的地區(qū)，約占全球總數(shù)的三分之一。熱帶氣旋的多發(fā)地帶集中在5°～10°緯度帶內，而南北半球緯度5°以內幾乎沒有熱帶氣旋發(fā)生。</p><p><b>　　1.2 臺風的結構</b></p>&

17、lt;p>　　臺風是一種天氣尺度、暖中心的強氣旋性渦旋，在北半球呈逆時針旋轉，反之，在南半球呈順時針旋轉。發(fā)展成熟的臺風其要素值多呈圓形對稱分布，臺風渦旋半徑通常為（500～1000）km，鉛直范圍通常到對流層頂。臺風中心氣壓值（即風暴強度）通常在960hPa 以下，在地面天氣圖上等壓線表現(xiàn)為一個圓形（或橢圓形）對稱的、氣壓梯度極大的閉合低氣壓系統(tǒng)，水平氣壓梯度能達（5～10）hPa/10km，臺風過境時，測站氣壓自記曲線出現(xiàn)明顯

18、的漏斗狀氣壓深谷（圖1），發(fā)展成熟的臺風往往有臺風眼，即在深厚云區(qū)的中間有一個直徑為幾十千米近似圓形的晴空少云區(qū)，眼區(qū)為微風或靜風，氣壓最低，平均直徑為（30～40）km。臺風眼區(qū)外圍的圓環(huán)狀云區(qū)稱為臺風云墻或眼壁，云墻區(qū)主要是由一些高大對流云組成，其高度通常在15km以上，寬度為（20～30）km，在云墻區(qū)域有強烈的上升運動，其值可達（5～13）m/s，云墻附近是風雨最劇烈的地區(qū)，摧毀性的大風暴雨常常發(fā)生在這里。臺風云墻到臺風外緣是臺

19、風的螺旋云雨帶，它也是臺風的重要特征之一，是由一條或幾條螺旋云帶旋向臺風中心眼壁的，云帶區(qū)對流活動旺盛，有顯著的上升運動。</p><p>　　圖1 1956年8月18日～8月2日07時浙江</p><p><b>　　石浦氣壓變化曲線 </b></p><p>　　Figure August 18, 1956—August 2 Zhejian

20、g the Shipu pressure curve </p><p>　　臺風表現(xiàn)為強烈的氣旋性環(huán)流，低層有強烈的流入，高層有強烈的流出，并有極強烈的上升運動。地面是氣旋式輻合流場，氣流從四周以螺旋曲線的形式流向臺風中心區(qū)。臺風天氣表現(xiàn)為大風、暴雨、狂浪和風暴潮。</p><p>　　Fusita,T.T.等人根據(jù)衛(wèi)星、雷達、飛機和常規(guī)資料給出了成熟臺風的三維結構模式（圖2），圖2a 是

21、臺風頂部流場特征，空氣從臺風中心向四周流出，從眼壁至200km處呈氣旋性輻散流出，之外則呈反氣旋性流出。a圖的右半部表示沒有外雨帶時的流場情況，其左半部為有外部對流云帶的情況，b圖是與a圖對應的臺風鉛直剖面圖，為了清楚地表達鉛直方向上各物理量的分布，這里把鉛直尺度放大了。在臺風低層由于邊界層的摩擦作用，外圍空氣氣旋式旋轉著流向中心區(qū)，到達眼壁附近，內流急劇減小，相應地輻合最強，形成高聳的云墻。臺風頂部空氣輻散外流，在臺風外部開始下沉，形

22、成臺風的鉛直環(huán)流圈。有外雨帶時，內外雨帶之間也存在著一支下沉氣流。臺風中心也有速度不大的下沉氣流。</p><p><b>　　圖2(a)</b></p><p>　　Figure2(a)</p><p><b>　　圖2(b)</b></p><p>　　Figure2(b)</p>

23、<p><b>　　圖3 臺風移動路徑</b></p><p>　　Figure 3 Typhoon moving path </p><p>　　1.3 影響我國海的臺風路徑</p><p>　　臺風形成后，向哪里移動是臺風預報中最關鍵的問題。西太平洋臺風和南海臺風生成后，主要移動路徑有西行、西北行、轉向型等幾種情況（圖3）。但也

24、出現(xiàn)異常路徑，如打轉、突然轉向、蛇行路徑等。</p><p>　　臺風移動除受自身旋轉的影響外，最重要的是受環(huán)境流場的影響。副熱帶高壓對臺風移動的影響是最直接、最主要的大型天氣系統(tǒng)。這不僅是因為副熱帶高壓離臺風近，而且由于其時間持久、空間尺度大。當副熱帶高壓呈東西向帶狀，且較強時，位于其南側的臺風將穩(wěn)定西行。當臺風東側有副熱帶高壓脊南伸，臺風移向具有明顯的北分量。當臺風位于副熱帶高壓西南側時，將轉向北上。當臺風進

25、入西風帶，處于副高北側時，將在副高和西風帶系統(tǒng)共同作用下，向東東北方向移動。此外，臺風的移動還受西風帶天氣系統(tǒng)和熱帶天氣系統(tǒng)等的影響。 </p><p><b>　　1.4 臺風特點</b></p><p>　　根據(jù)近幾年來臺風發(fā)生的相關資料可以看出，臺風發(fā)生的規(guī)律及其特點主要有以下幾個特征：一是有季節(jié)性。臺風（包括熱帶風暴）通常發(fā)生在夏秋之間，最早發(fā)生在五月初期，最

26、遲發(fā)生在十一月中旬。二是臺風中心登陸地點很難準確的預報。臺風的風向時有變化，經常出人預料，臺風中心登陸地點往往與預報相差。三是臺風具有旋轉性。臺風登陸時的風向通常先北后南。四是損毀性嚴重。對不堅固的建筑物、架空的種種線路、樹木、海上的船只，海上網箱養(yǎng)魚、海邊農作物等破壞性很大。五是強臺風發(fā)生常伴隨著大暴雨、大海潮、大海嘯。六是強臺風發(fā)生時，人力是不可抗拒的，易造成人員傷亡。我國把進入東經150度以西、北緯10度以北、近中心最大風力大于8

27、級的熱帶低壓，按每年出現(xiàn)的先后順序編號，這就是我們從廣播、電視里聽到或看到的“今年第×號臺風(熱帶風暴、強熱帶風暴)”。 </p><p><b>　　1.5 形成及演變</b></p><p>　　1.5.1 臺風形成</p><p>　　條件：熱帶海面受太陽直射而使海水溫度升高，海水蒸發(fā)提供了充足的水汽。而水汽在抬升中發(fā)生凝結，釋

28、放大量潛熱，促使對流運動的進一步發(fā)展，令海平面處氣壓下降，造成周圍的暖濕空氣流入補充，然后再抬升。如此循環(huán)，形成正反饋，即第二類條件不穩(wěn)定（CISK）機制。在條件合適的廣闊海面上，循環(huán)的影響范圍將不斷擴大，可達數(shù)百至上千公里?！　∮捎诘厍蛴晌飨驏|高速自轉，致使氣流柱和地球表面產生摩擦，由于越接近赤道摩擦力越強，這就引導氣流柱逆時針旋轉（南半球系順時針旋轉），由于地球自轉的速度快而氣流柱跟不上地球自轉的速度而形成感覺上的西行，這就形成我們

29、現(xiàn)在說的臺風和臺風路徑。　　以下為人教版高一地理書第一冊的描述：　　在海洋面溫度超過26℃以上的熱帶或副熱帶海洋上，由于近洋面氣溫高，大量空氣膨脹上升，使近洋面氣壓降低，外圍空氣源源不斷地補充流入上升去。受地轉偏向力的影響，流入的空氣旋轉起來。而上升空氣膨脹變冷，其中的水汽冷卻凝結形成水滴時，要放出熱量，又促使低層空氣不斷上升。這樣近洋面氣壓下降得更低，空氣旋轉得更加猛烈，最后形成了臺風。 </p><p>　　

30、從臺風結構看到，如此巨大的龐然大物，其產生必須具備特有的條件：　　要有廣闊的高溫洋面。海水溫度要高于26.5℃，而且深度要有60米深。臺風是一種十分猛烈的天氣系統(tǒng)，每天平均要消耗3100~4000卡/厘米&sup2;的能量，這個巨大的能量只有廣闊的熱帶海洋釋放出的潛熱才能供應。另外，臺風周圍旋轉的強風，會引起中心附近60米深的海水發(fā)生翻騰，為了確保海水翻騰中海面溫度始終高于26.5℃，暖水層的厚度必須達60米。　　要有合適的流場

31、。臺風的形成需要強烈的上升運動。合適的流場（如東風波，赤道輻合帶）易產生熱帶弱氣旋，熱帶弱氣旋氣壓中間低外圍高，促使氣流不斷向氣旋中心輻合并作上升運動；上升過程中水汽凝結釋放出巨大的潛熱，形成暖心補給臺風能量，并使上升運動越來越強?！　∫凶銐虼蟮牡剞D偏向力。如果輻合氣流直達氣旋中心發(fā)生空氣堆積阻塞，則臺風不能形成。足夠大的地轉偏向力使輻合氣流很難直接流進低氣壓中心，而是沿著中心旋轉，使氣旋性環(huán)流加強。赤道的地轉偏向力為零，向兩極逐漸增

32、大，故臺風發(fā)生地點大約離開赤道5個緯距以上，在5~20度之間。　　氣流鉛直切變要小。即高低空風向風速相差不大。如果高低空風速相差</p><p>　　1.5.2 臺風演變</p><p>　　一、孕育階段：太陽經過1天照射，海面上形成了很強盛的積雨云，這些積雨云里的熱空氣上升，周圍較冷空氣源源不絕的補充進來，再次遇熱上升，如此循環(huán)，使得上方的空氣熱，下方空氣冷，上方的熱空氣里的水汽蒸發(fā)擴大

33、了云帶范圍，云帶的擴大使得這種運動更加劇烈。經過不斷擴大的云團受到地轉偏向力影響，逆時針旋轉起來（在南半球是順時針），形成熱帶氣旋，熱帶氣旋里旋轉的空氣產生的離心力把空氣都往外甩，中心的空氣越來越稀薄，空氣壓力不斷變小，形成了熱帶低壓—臺風初始階段?！　?lt;/p><p>　　發(fā)展（增強）階段 ：因為熱帶低壓中心氣壓比外界低，所以周圍空氣涌向熱帶低壓，遇熱上升，共給了熱帶低壓較多的能量，超過輸出能量，此時，熱帶低壓

34、里空氣旋轉更厲害，中心最大風力升高，中心氣壓進一步降低。等到中心最大風力達到一定標準時，就會提升到更高的一個級別，熱帶低壓提升到熱帶風暴，再提升到強熱帶風暴、臺風，有時能提升到強臺風甚至超強臺風，這要看能量輸入與輸出比決定，輸入能量大于輸出能量，臺風就會增強，反之就會減弱?！　?lt;/p><p>　　成熟階段：臺風經過漫長的發(fā)展之路，變得強大，具有了造成災害的能力，如果這時登陸，就會造成重大損失?！　?lt;/p&

35、gt;<p>　　消亡階段：臺風消亡路徑有兩個，第一個是：臺風登陸陸地后，受到地面摩擦和能量供應不足的共同影響，臺風會迅速減弱消亡，消亡之后的殘留云系可以給某地帶來長時間強降雨。第二個是：臺風在東海北部轉向，登陸韓國或穿過朝鮮海峽之后，在日本海變性為溫帶氣旋，變性為溫帶氣旋后，消亡較慢。</p><p><b>　　2 臺風“梅花”</b></p><p&g

36、t;　　2.1"梅花"路徑及其變化</p><p><b>　　路徑圖</b></p><p><b>　　2.2“梅花”特點</b></p><p>　　臺風風力強，兩度加強為超強臺風，中心風力一度達到了55m/s。</p><p>　　影響范圍廣。影響沿著海岸線由南向北，華南

37、、華東、華北、東北、朝鮮均受影響。</p><p>　　移動速度慢。“梅花”生成后平均速度為每小時10~15公里，降雨歷時長，雨量大。</p><p><b>　　路徑多變。</b></p><p>　　時間影響長?！懊坊ā鄙芷谠?5天左右。</p><p>　　風雨潮遭遇、“梅花”登陸或者影響期間形成“強風、暴雨、

38、巨浪、高潮”相碰頭的極為不利局面，防御難度大。</p><p>　　3臺風“梅花”過境海洋環(huán)境響應分析</p><p><b>　　3.1數(shù)據(jù)來源</b></p><p>　　本文所用的海溫日資料來源于全球高分辨率海表溫度(global high-resolution sea surface temperature,GHRRST) L4 產品(

39、http://data.nodc.noaa.gov/ghrsst/),其分辨率為25km, 覆蓋區(qū)域為89°52′30″S—ar 89°52′30″N, 年限為1981 年9 月至今。在綜合分析了現(xiàn)有所有可用的海溫資料的基礎上, GHRSST 可提供對海溫的最佳估計。海表溫度衛(wèi)星數(shù)據(jù)初級產品由各國聯(lián)合組成的區(qū)域數(shù)據(jù)集合處理中心(Regional Data Assembly Centres, RDAC)先發(fā)布, 然后該

40、產品實時傳輸給由各國聯(lián)合組成的全球數(shù)據(jù)分析中心(Global Data Analysis Centre, GDAC)。RDAC合并各種衛(wèi)星數(shù)據(jù)并結合實測資料進行質量控制,通過融合技術得到統(tǒng)一為netCDF 格式的區(qū)域海表溫度數(shù)據(jù)產品, 該產品被稱為L2P 數(shù)據(jù)產品; GDAC則在L2P 產品的基礎上進行再分析得到無間隙的全球海表溫度數(shù)據(jù)netCDF 格式產品, 該產品被稱為L4 數(shù)據(jù)產品。</p><p>　　本

41、文采用數(shù)據(jù)為QuikSCAT L3 逐日海面(10m) 風矢量數(shù)據(jù)(http://aspera.jpl.nasa.gov/download/pub/ocean_wind/quikscat/L3/),分為升軌和降軌數(shù)據(jù), 空間分辨率為25km,風向精度為20°,風速精度在不同的風速區(qū)間分別為2m·s-1(3 —20m·s-1)和10%(20—30m·s-1)。為了與海表溫度(seasurface t

42、emperature, SST)與感熱潛熱資料一致, 取每日兩次數(shù)據(jù)的平均值作為該日的平均風場資料。</p><p>　　研究中所用的臺風路徑資料來自我國中央氣象臺臺風預警中心, 該資料包括間隔6h 的臺風中心位置和最大風速。風場資料采用QuikSCAT 衛(wèi)星L3 資料, QuikSCAT 衛(wèi)星由美國于1999 年發(fā)射, 它上面所攜帶的SeaWinds微波散射計工作頻率為13.4GHz, 可測量海面后向散射系數(shù)。

43、Ku 波段的海面后向散射系數(shù)對于海面風矢量的變化較為敏感, 它們之間的聯(lián)系通?？捎玫厍蛭锢砟Ｐ?geophysical model function, GMF)描述。通過對海面后向散射系數(shù)的測量, 可以反演得出海面風矢量。</p><p>　　3.2 過境風場分析</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　Figure

44、3-1</p><p>　　圖3-1為從8月3號的風場圖中可以明顯發(fā)現(xiàn)臺風中心的無風區(qū)域即臺風眼，它大概位于北緯24度、東經129度。反而臺風的云壁區(qū)的風力明顯增大，風力大概在琉球群島上達到最大值。臺風風場在整體上呈現(xiàn)一種螺旋旋轉的形式。中心位于那霸以東洋面上，隨著中心做旋轉的風場卻可以西達浙江沿岸、東南到臺灣、西北至韓國濟州島，北即日本九州。</p><p>　　此時由于臺風風眼距離大陸

45、架較遠，風矢量受大陸架地理環(huán)境微弱，所以風矢量在四個方向的大小相對均勻。臺風形成初期渦度呈增大趨勢。風場可能還受到岸形、水深和地形的影響。在臺風影響的區(qū)域基本上全部是強烈的上升運動, 在臺風中心處速度很小。根據(jù)EKMAN輸運原理，體積運輸只在x方向上存在，也就是說，在北半球海水的體積運輸方向與風矢量垂直，且指向右方。在南半球則相反。淺海風海流的體積運輸，在x與y方向上都存在，其運輸方向偏離風矢量的角度小于90°，且水深越淺，偏

46、角越小。</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　Figure 3-2</p><p>　　圖3-2是8月4日的風場圖，從中可以發(fā)現(xiàn)，臺風中心明顯向西北方向移動，“梅花”的中心位置大致是在東經127度、北緯26度，大致位于日本琉球群島位置。整個臺風已經使得中國東南、日本西南、韓國濟州大大受到影響。長三角附近的風力明顯比

47、8月3日來得大。但是日本九州、四國附近海域的風力有所減小。</p><p>　　與上一天相比，風場強度明顯有所降低，正恰恰和臺風在于8月3日晚上再次減弱為強臺風相符。</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p>　　Figure 3-3</p><p>　　圖3-3為8月5日的風場圖。風場相較8月4日其

48、總體強度有所減小，總體仍向西北運動，中心大致位于即北緯28度、東經124度，地理上位于舟山附近東南海面上。長江口、杭州灣的風力明顯增大。朝鮮半島東南部開始明顯受到臺風“梅花”的影響。臺灣附近洋面的風力有所減少。日本四國附近海域顯著減小，但九州以西洋面風力有所增加。臺灣北部的風向由前一天的西北風轉為西南風。從整個風場圖上可以發(fā)現(xiàn)臺風眼以北的風力似乎要大于臺風眼以南的風力。</p><p><b>　　圖3

49、-4</b></p><p>　　Figure 3-4</p><p>　　圖3-4為8月6日風場圖。臺風中心大致位于北緯34度，東經124度。臺風眼顯著地向北移動了，中心位于江蘇沿岸和朝鮮半島西岸之間。整個風場的作用區(qū)域主要位于黃海、朝鮮海峽。渤海、黃海的風力顯著增大，長三角沿岸的風向由前一天的北風轉為西風。朝鮮海峽的風力也明顯加大了。</p><p>

50、;　　3.3 過境海表溫度（SST）的分析</p><p>　　海洋中的風場并非是均勻性，不穩(wěn)定性導致了海水的體積輸運，使得海洋中的海水會在特定的海域輻散或輻聚，又因為海水的連續(xù)性，引起了海水的某些海域的上升流或下降流，繼而改變了海洋的密度場和壓力場的結構，從而派生出其它的流動。</p><p>　　海表面溫度SST對于臺風的產生、演化和強度具有重要的作用。臺風由于中心低氣壓和巨大的風應力

51、在海洋上層引起強烈的混合和流輻散。臺風通過大風夾卷使得混合層深度加深，臺風誘導的上升流強迫表層海水重新分布，使得海表溫度下降。臺風路徑附近的海表溫度下降導致海洋向大氣輸送的熱通量減少從而減弱臺風強度，逐步形成一個負反饋的過程?？傊?，臺風是一個伴隨著強烈的海氣混合相互作用的復雜過程。</p><p>　　臺風引起的海洋上層強烈混合導致 SST降低, 同時也將大量營養(yǎng)物質帶到海洋表層 , 促進浮游植物生長形成大面積藻

52、華 , 增加海洋初級生產力 , 對海洋生態(tài)系統(tǒng)有極為重要作用。臺風引起的 SST降低程度主要取決于臺風自身的強度、大風半徑、移動速度以及先于臺風存在的局地海洋環(huán)境條件。</p><p>　　3.3.1 單天海表溫度分析</p><p><b>　　圖3-5</b></p><p>　　Figure 3-5</p><p>

53、;　　圖3-5是8月5號海表溫度SST圖。由8月5號的SST圖中可以看出海表溫度SST為降低的海域主要位于北緯26度以南，東經127度以東區(qū)域，而這些區(qū)域正是臺風中心已經經過的海域。由8月5日的風場圖可以知道，臺風眼大致位于即北緯28度、東經124度。而海表溫度SST明顯降低中心的位置北緯26度、東經128度。這表明海表溫度SST降低具有滯后性。另外注意到盤踞在東海大部的海域的海表溫度SST均是較高的。</p><p

54、><b>　　圖3-6</b></p><p>　　Figure 3-6</p><p>　　圖3-6是8月7號的海表溫度SST圖。第9號臺風“梅花”的中心7日14時位于山東省成山頭南偏東方向大約460公里的海面上，即北緯33.4度，東經124.1度，中心附近最大風力12級（35米/秒），中心最低氣壓970百帕。</p><p>　　可以

55、從從8月7日的海表溫度SST圖中發(fā)現(xiàn)黃海北明顯分成了紅藍兩部分，以西部分呈藍色，海表溫度降低，以東部分仍然升高。但是注意到紅黃兩種顏色所占據(jù)的海域已經大大減少了。而從8月7日的海表溫度SST圖中，可以發(fā)現(xiàn)臺風中心以南，已經拖出了一個長長的冷尾跡。先是沿著江蘇以東洋面向南延伸，到舟山附近洋面后在向東拓展，至琉球附近后，再次折向東南。</p><p><b>　　圖3-7</b></p&g

56、t;<p>　　Figure 3-7</p><p>　　圖3-7是8月9日的海表溫度SST圖。臺風于8月8日18時30分前后登陸朝鮮。上圖顯示的是8月9日的海表溫度SST圖。圖中顯示遼寧以東、朝鮮以西洋面出現(xiàn)明顯的海表溫度降低。在整個東中國海海面上已經看不到黃紅兩種色調的分布了，相當部分的海域出現(xiàn)了高達5攝氏度的降溫，這表明臺風“梅花”使得其影響范圍內的海域海表溫度大大降低了。同樣的我們可以從8月

57、9日的圖像中看到一條長長的冷尾跡。具體來說從朝鮮半島一直向南延伸到舟山附近海域。注意圖像的右下方，這一部分的顏色明顯有8月7號的深藍色變淡為淺藍色，這說明由于臺風“梅花”引起的海表溫度SST的降低作用正在消失中。</p><p>　　3.3.2 連續(xù)多天過境海表溫度</p><p>　　8月5日 8月6日 8月7日

58、 </p><p><b>　　圖3-8</b></p><p>　　Figure 3-8</p><p>　　8月8日 8月9日 8月10日 </p><p><b>　　圖3-9</b></p>

59、<p>　　Figure 3-9</p><p>　　從上圖中可以看出, 在臺風在8月5日到8月10日內, 已經已發(fā)了很大片區(qū)域海域SST 下降。并且我們看到, 臺風導致海表溫度的變化也有明顯的右偏性,在臺風路徑右邊降溫的區(qū)域和降溫的幅度都比左邊的大。在舟山群島東南部部海面、長江口外海、黑潮主流偏西北洋面都有較大降溫, SST 下降最大約5℃。在臺風移動方向的右側區(qū)域降溫較大, 這是由于臺風的最大風

60、速位于臺風路徑方向右側, 而風矢量大而引起的垂直混合導致了SST 下降, 因此SST 下降的右偏性同臺風風力大的區(qū)域的分布是相對應的。討論動力作用引起的海溫變化, 一般多認為垂直速度是主要原因, 但本文結果表明, 臺風引起的海流的變化以及地理環(huán)境而導致的平流作用對于海水溫度的水平分布也是不可忽視的。</p><p>　　3.4 過境海表高度分析</p><p><b>　　8月5

61、日</b></p><p><b>　　圖3-10</b></p><p>　　Figure3-10</p><p>　　從上圖我們可以看出臺風“梅花”中心大致位于即北緯28度、東經124度。由于臺風的低壓結構將使得海面升高, 它基本符合“靜壓效應”, 這樣產生的正壓流場非常小, 且它是一個快過程(郭冬建等, 1998);臺風的風應

62、力將產生海面下降, 而且幅度較大, 從上圖可以看到,臺風誘導的氣旋式流場產生了一個明顯的海面下陷區(qū), 文獻(郭冬建等, 1997, 1998)認為, 在開闊海面臺風風應力場下海洋的響應基本滿足地轉關系。從本文的結果看來, 由于背景場的復雜情況(特別是潮汐作用), 海面的下陷中心與氣旋式流場中心并不是嚴格對應, 而是有一段距離。</p><p>　　臺風在沿海即將登陸時會造成沿海較大的增減水現(xiàn)象, 謂之風暴潮。本文

63、作者模擬的實際水位是實時天文潮與風暴潮的疊加并通過非線性相互作用的結果。上圖給出了8 月5 日臺風即將登陸時臺風與海洋相互作用產生的風暴潮的分布。可以清楚看到,臺風誘導了一個明顯的海面下陷區(qū)。從前面已經知道, 臺風渦旋眼區(qū)同海洋氣旋式流場中心并不一致, 同樣也與最大下凹處不一致, 一般水位的變化都較氣旋移動有滯后, 因此, 在舟山東部沿海附近出現(xiàn)了兩個明顯的低值中心。同樣,只有將潮汐因素、背景水位及岸形地形考慮進來,才能確定實際的海面下

64、凹處的位置。并且從結果看到在臺風登陸以后, 這一水位的深陷區(qū)并不是馬上消失,而是在浙江沿海較長時間地存在一個渦。當然實際的最大的風暴增水的時間受臺風路徑、移動速度、背景場影響較大。</p><p><b>　　4 結論</b></p><p>　　在臺風“梅花”路過的地區(qū), 海洋環(huán)境對其響應比較明顯。通過NCEP差值分析我們足以看出SST 大幅下降是海洋對臺風過程響應

65、的一個顯著特征，還有伴隨的海表高度降低。</p><p>　　臺風“梅花”的最佳路徑如路徑圖所示。7月28日在在菲律賓以東洋面形成，中心位于北緯11.7度、東經135.0度, 最大風力8級(18米/秒，相當于65公里/小時) ，最低氣壓998百帕。到7月30日08時許加強為強熱帶風暴，其中心位于沖繩島那霸東南方大約1310公里的西北太平洋洋面上，即北緯15.8度，東經133.7度，中心附近最大風力11級（30米/

66、秒），中心最低氣壓980百帕。 隨后“梅花”在7月31日02時升級為超強臺風，中心位于沖繩島那霸東南方大約1180公里的西北太平洋洋面上，就是北緯16.6度，東經132.6度，中心附近最大風力16級（55米/秒），中心最低氣壓925百帕。在7月31日20：00時，“梅花”減弱為強臺風，8月1日17：00，強臺風“梅花”位于沖繩島那霸東南方大約940公里的西北太平洋洋面上，中心附近最大風力14級（45米/秒）。之后在8月3日凌晨，“梅花”

67、再次升級為超強臺風，3日05時其中心位于沖繩島那霸東偏南方大約590公里的西北太平洋洋面上，就是北緯24.1度，東經133.1度，中心附近最大風力16級（52米/秒），中心最低氣壓930百帕。然后于8月3日</p><p>　　由于臺風中心的移動,該表層流場中心也是移動的, 研究結果顯示, 兩個中心位置上并不一致。仔細分析后發(fā)現(xiàn), 這種現(xiàn)象的出現(xiàn)可能有兩方面原因:其一是海洋是個慢體, 對臺風的響應有一個滯后的過程

68、;其二, 臺風誘導的氣旋式流場受到海洋背景流的影響,主要是黑潮和潮流。當然, 其具體方位可能還受到岸形、水深和地形的影響。在臺風影響的區(qū)域基本上全部是強烈的上升運動, 在臺風中心處速度很小, 這證明了臺風過程中冷水抽吸對于SST 的降溫是很顯著的。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]馮士筰.海洋科學導論.中國：高等教育出版社，19

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