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本文利用2002—2009年8年中6、7、8、9月份的NCEP1°×1°分析资料对登陆我国大陆的41个台风与150hPa高层环境位涡的关系进行了统计,发现:8年中共有23个台风受到150hPa南亚高压南部边缘环境位涡的影响。并且在这23个台风中,仅有7个台风存在高层环境位涡向台风中心运动并与之重合的现象,其中的4个台风为在其生命过程中的后期出现高层环境位涡与台风中心相重合的现象,对强度加强影响不大。在高层环境位涡与台风中心重合的7个台风中,有3个台风(0216森拉克,0604碧利斯,0903莲花),在其发展初期当南亚高压南部的大值环境位涡进入台风中心后,台风中心气压下降,台风强度明显增大。
本研究通过诊断分析得出高层环境位涡与此类台风发展的关系为,在150hPa高层正环境位涡异常的作用下,等熵面向大值环境位涡处汇聚,这种形式可使正环境位涡异常区两侧的等熵面向下倾斜,从而引起台风中高层的暖中心加强以及中层位涡增大,中层的位涡增大以及暖中心的出现又有利于低层气旋性涡度增长,导致台风中心气压下降,使台风强度增强。其因为可能是等熵面倾斜使垂直涡度发展,从而加强对流运动潜热释放使得台风暖中心加强,并导致台风的强度加强。根据位涡理论,其中具体的物理过程可能为,在高空,正环境位涡异常区可诱生出一个气旋性环流并向下伸展(垂直伸展的尺度为Rossby穿透高度),使中层涡度增大,从而位涡增大,而中层的正位涡异常同样可诱生气旋性环流并伸展到低层,引起低层的涡度增大。随后对0216号台风森拉克进行了位涡反演试验。通过位涡反演则发现,高层的环境位涡扰动对于中层和低层台风强度的增强均具有重要的正贡献,其中高层的环境位涡扰动对台风中层的影响要大于它对低层的影响。此外,利用WRF模式,并在模拟的过程中使用台风Bogus方案来改善模拟效果,即用从初始时刻积分12小时后所得到的台风涡旋替换掉原来的初始台风涡旋重新积分的方法,对0903号台风莲花进行数值模拟实验及其相关的诊断分析对上述观点进行了证明。