台风环境中海-气动量与焓交换观测研究及应用进展.pdf

第32卷第6期 热 带 气 象 学 报 Vol_32．No．6 2016年 12月 J0URNALOFTR0PICAL METE0R0LOGY Dec．．2016 赵中阔．台风环境中海 气动量与焓交换观测研究及应用进展[J]．热带气象学报，2016，32(6)：918-924 文章编号：1004—4965(2016)06-0918-07 台风环境 中海一气动量与焓交换观测研究及应用进展 赵 中阔 (中国气象局广州热带海洋气象研究所 ／广东省区域数值天气预报重点实验室，广东 广州 510640) 摘 要：海一气动量与焓交换对台风大气和海洋环境具有显著影响。在回顾和再现前人观测研究工作的基 础上，总结了近年来外场和实验室观测的研究成果。(1)关于动量交换 比较一致的结论是，即当风速超过一定 闽值时，拖曳系数随风速增加而达到饱和值或衰减；不同观测得到的风速阈值在24～40m／s范围内变动。(2) 关于焓通量，所取得的观测研究结果本身存在较大不确定性 ，对海洋飞沫在焓通量过程中的作用还没有取得一 致的认识，所得焓通量系数几乎都未显示出与风速的明显依赖关系。还总结了这些观测研究结果在数值模式中 的应用情况。基于这些已经发表的外场观测数据，提出了分浅水、中等水深和深水三种情况的台风海一气拖曳系 数参数化方案 ，三种条件下采用同样形式的函数，差异在于函数系数；而对台风海一气焓交换系数则采用概率分 布进行描述。 关 键 词 ：台风海一气交换；动量 ；拖曳系数；焓；焓交换系数 中图分类号 ：P434．5 文献标识码：A Doi：10．16032／j．issn．1004．4965．2016．06．013 浪迎风面与背风面的动压差造成的，一方面波浪 1 引 言 的生长需要这种动压差提供动量，另一方面波形 的演变反过来又对这种动压梯度的空间分布产生 目前，得益于全球／区域数值天气预报模式提 调制，因此海一气动量交换过程与海浪状态密切相 供的高可靠性大尺度环境场，热带气旋／飓风／台 关 ；但波浪对焓通量的影响一直存在争议 J。高 风路径预报精度已经显著改善，但台风强度预报 风速下开尔文一赫姆霍兹不稳定引起波浪充分破 进步迟缓 ¨J。作为影响台风强度的主要物理过程 碎 ，飞沫和气泡的大量产生在海-气界面形成一个 之一_2，大气与海洋之问的通量，包括动量、水汽 两相流层 ¨，造成海况和拖曳机制的重大改变； 和热量交换，一方面对台风强度和结构产生显著 这些过程可能会改变海一气界面层结 ，或产生飞 影响 J，另一方面还决定着上层海洋对台风的动 沫应力_1；同时，对应高风速下激增的海洋飞沫， 力、热力响应 J，如巨浪 和风暴潮 J、海表降温 海．气焓通量增加了飞沫介导途径 ：飞沫蒸发过 和营养物上涌 等，因此进一步认识台风环境下 程引起的交换；相对中低风俗下 占支配地位的海一 的海气相互作用，已经成为提高台风预报效果的 气界面(湍流)扩散过程，由飞沫引起的焓传输过 迫切需要 。 程与风速及其它平均变量间的关系可能存在重