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气溶胶直接和间接效应对台风眼墙和外雨带的影响及其分离贡献

已有 1573 次阅读 2021-12-15 15:16 |个人分类:《中国科学》论文|系统分类:论文交流

近日,《中国科学:地球科学》杂志发表了国防科技大学气象海洋学院梁志超博士、丁菊丽副教授、费建芳教授、程小平副教授、黄小刚教授的研究成果,该研究团队针对0920号台风“卢碧”临近大陆的过程,利用WRF-Chem模式,分离出气溶胶直接和间接效应对台风眼墙和外雨带的影响和贡献。

研究人员发现台风临近大陆的过程中,大量人为气溶胶集中在大气边界层,随着台风的边界层径向入流向外围雨带和眼墙区域均有渗透。气溶胶直接效应(ARI)通过黑碳等吸收性气溶胶,加热了台风远外围(距台风中心大于300km)1~2km高度的低层大气,加热后的低层大气在边界层入流过程中,首先经过台风外围雨带,因低层增温有利于对流发展,使得外围雨带对流发展,抑制了暖湿气流向眼墙的输送,导致眼墙对流和台风强度的减弱。
气溶胶间接效应(ACI)对台风强度、眼墙及外雨带对流和降水变化的影响与ARI正好相反,且ARI相对ACI占主导。ACI主要增强了眼墙中上部冰相水成物的生成,释放更多的冻结潜热促进眼墙对流的增强。ACI的动力反馈使低层入流增强、高层出流增强,眼墙强对流得以维持,因此台风强度增强。
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图 2009年10月20日12时至21日12时期间模拟的时间平均和方位角平均((a)~(f))雷达反射率的径向-高度分布(单位: dBZ)和(g)平均地面小时降水量径向分布.(a)CTL:代表污染大气环境、(b)CLEAN:代表清洁海洋大气环境、(c)CTLARIOFF:同CTL,但关闭气溶胶直接效应、(d) Total=CTL−CLEAN、(e) ARI=CTL−CTLARIOFF、(f)ACI=CTLARIOFF−CLEAN

该研究揭示了台风临近大陆的污染环境中,气溶胶直接效应相对间接效应占主导,忽略气溶胶直接效应可能导致台风强度预报的虚假增强。



研究详情请阅读原文▼
中文版:梁志超, 丁菊丽, 费建芳, 程小平, 黄小刚. 2021. 气溶胶直接和间接效应对台风眼墙和外雨带的影响及其分离贡献. 中国科学: 地球科学, 51, doi: 10.1360/SSTe-2020-0362
英文版:Liang Z, Ding J, Fei J, Cheng X, Huang X. 2021. Direct/indirect effects of aerosols and their separate contributions to Typhoon Lupit (2009): Eyewall versus peripheral rainbands. Science China Earth Sciences, 64(12): 2113-2128,  https://doi.org/10.1007/s11430-020-9816-7




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1 杨正瓴

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