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热塔是在热带大气中水平尺度很小,有很强的上升运动并且能达到甚至穿透对流层顶的对流系统。基于卫星数据,本文验证了热带气旋(TC)内核区的热塔和快速增强的关系、研究了热塔出现的大尺度条件,最后提出了当前强度反演的新方法。全文主要内容如下:a.TC内核区热塔对快速增强的指示意义已经在数值模拟和个例观测中得到很好的解释或验证。但是根据已发表的文献,多年气候普查结果表明热塔的预报效果并不显著。本文通过热带雨量测量任务(TRMM)数据证明,出现这样的矛盾结果,主要是由于没有考虑地域差异,尤其是TC发生的纬度和对流层顶高度的差异。在大西洋(NA)海区和中东太平洋(ECP)海区,单纯利用热塔确实没有预报快速增强的能力;但在南印度洋(SI)海区、南太平洋(SP)海区和西北太平洋(WNP)海区,即使不结合其他气象要素信息,热塔也可以用来预报快速增强。如果配合TC前12小时的强度变化(PER)、潜在强度(POT)和垂直风切信息,则在SI海区和SP海区热塔的预报能力可以赶上目前最先进的快速增强指数(RII)方案。在NA海区、ECP海区和WNP海区,利用热塔配合风切、POT和PER信息预报快速增强的技术得分也分别能达到0.24、0.34和0.48。b.针对静止卫星红外通道配合可见光通道的热塔检测方法,提出了一种新的可见光反照率的归一化方案,即准朗伯面调整(Quasi-Lambertian Surface Adjustment,QLSA)。QLSA考虑太阳、卫星和云的相对位置的变化,减小了因为将云顶作朗伯面近似(反射特征各向同性)时引起的可见光图像亮度的不一致。对中国的和日本的静止卫星的数据的评估表明,QLSA比目前的其他三种反照率归一化方法更具有适用性和精确。QLSA适用于太阳天顶角和卫星天顶角小于60°的地区。夏季可见光的可使用时次能扩展到当地时间的8点至16点。c.利用TRMM卫星和飓风统计动力预报模型(the statistical hurricane intensity prediction scheme,SHIPS)的数据,讨论了内核区伴生热塔的TC的大尺度特征。通过比较伴生热塔的TC和没有伴生热塔的TC的特征差异,提出了六个可以诊断和预报内核区热塔的因子,分别是:TC的纬度(LAT),TC生成后持续的时间(HIST),海洋热含量(RHCN),从地面抬升的气块的相当位温与环境的相当位温差异(ENEG),1OOOhPa和150hPa之间的温度差(Tdiff),850hPa到700hPa气压层之间的水平温度梯度(TGRD)。针对飓风Wilma(2005)的诊断和预报试验表明,这六个因子对热塔的出现有很好的警示作用。d.因为无法排除卷云的干扰和对热塔的作用认知不够,利用静止卫星和红外窗区(IRW)(或)水汽(WV)通道图像估计TC当前强度的精度在最近几年提高很慢。本文首次提出了一个基于WV-IRW to IRW Ratio(WIRa)的指标。这个指标既可以排除薄卷云、弱对流,也可以排除热塔及其造成的卷云砧和平流层水汽异常。这个指标与最佳路径最低海平面气压(MSLP)具有很强的相关,因而被用来估计西北太平洋TC强度。详细的分析证明这个基于WIRa的指标显著提高了估计TC当前强度的精度。基于WIRa的指标能够改善目前的TC强度估计和预报现状。这个指数是基于"热塔可能不太适合用来指示TC当前强度"的假设设计出来的,因而利用该指数取得的令人满意的结果也许可以反过来为这个假设提供证据。