有限区域风场分解方法及其在台风saomei研究中的应用-物理学报.pdfVIP

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 J’ !$ #$$( !$ ， ， ， T3/ +J’ 73 + !$ D0U3V1W #$$( （ ） !$$$*)#%$:#$$(:J’ !$ :CCJ*!# ;8R; 2SF?E8; ?E7E8; !#$$( 8X46 + 2XO5 + ?30 + 有限区域风场分解方法及其在台风 !#$% 研究中的应用! ） ）） ） 周玉淑! 曹 洁! # 高守亭! !）（中国科学院大气物理研究所，北京 !$$$#% ） # ）（中国科学院研究生院，北京 !$$$% ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） #$$’ ’ !% #$$( ) #$ 介绍了有限区域水平风场分解的调和 余弦计算方法，该方法把函数分成两部分之和 第一部分是 方程 * + ,-./-01 在给定边界条件下的解，由于,-./-01 方程的解是调和函数，这个部分可称为调和部分，又因为其与区域内部值无 关，也称外部部分+ 第二部分是原始函数与调和部分之差，这个函数是齐次边条件下2345536 方程的解，只与区域内 部的涡度或散度有关，故称为内部部分，可以展开成双傅氏的余旋函数系列 调和 余弦计算方法的求导都是用谱 + * 系数进行，计算精度比常用的差分方法高两阶以上 而且，由于外部部分对应的边界条件物理意义清楚，边界光滑， + 成功克服了有限区域流函数和速度势迭代求解出现的计算不稳定、原始风场无法还原、边界上的系统缺失等问题， 可以准确分解和重建有限区域的风场+ 利用 的实时分析资料和日本气象厅区域谱模式（ ） 分辨率的再分析资料，利用调和 7892: 78; != != ?@ #$ AB 余弦算法得到的无辐散风分量和无旋风分量，对 年的 号超强台风“桑美”（ ）进行风场结构的比较分 * #$$C ( ?;D@9E 析 结果发现，低层无辐散风比原始风场与台风中心的对应关系更好；同时，无旋风分量能更好地显示原始风场上 + 并不明显的低层辐合高层辐散的特征，大尺度无辐散风分量可以更清晰地显示出台风的水汽输送通道+ 从与台风 中心的对应关系看，台风在海上发展阶段， 台风的旋转中心与辐合中心并不是时时重合，这个特点只能通 ?;D@9E 过风场分解才能得到 此外， 登陆以后，南部洋面上发展