热带气旋生成原理

热带气旋研究回顾与工作展望热带气旋形成机制的经典理论CISK理论合作加强理论WISHE理论目前的改进及新的理论：

中尺度对流涡旋（MCV）涡度热塔（VHTs）：1、通过非绝热过程生成对流层低层的多重小尺度气旋式PV异常，2、低层的PV异常合并，形成非对称结构。由深积云对流释放的潜热由强涡度锢囚在热塔中。眼区及眼墙结构眼区有利于形成云顶混合层（Lilly1968;Stevensetal.2003;Brethertonetal.2004）Emanuel’s(1986)的理论没有考虑眼墙和眼区的相互作用，眼区的高湿位温在边界层低层外流向眼墙，Smith（2008）考虑了这个过程。眼墙的波数1非对称性主要有两点原因：（1）TC在环境场中的移动（眼墙是近惯性稳定的，TC在其移动方向产生辐合，导致非对称（Shapiro1983））；（2）大尺度环境场的风切变。螺旋雨带结构下沉气流发生在螺旋雨带外侧，与对流尺度降水相联系，将中层的低湿位温卷入边界层（作为TC加强的刹车器），流向眼墙，穿过了外雨带核心，大概在3km高度，是降水和蒸发的结果。在外雨带，边界层内的水平涡度及切变向内流，当流到上升气流处，水平涡度转变为垂直涡度，上升气流将垂直涡度向上输送，向上聚集的垂直涡度在中层加强了切向环流。二级眼墙的形成是因为产生了涡旋罗斯贝波(MontgomeryandKallenbach1997)，由原眼墙径向向外传播，在停滞半径处（相速度与平均旋转流相匹配），波将角动量聚集。另外一个产生的原因（TerweyandMontgomery(2008)）是，在停滞半径处（平均切向速度的径向梯度有一种性能，对流涡度和动能异常导致尺度变大以及轴对称化形成一种气流），该气流导致表面通量加大，产生降水（二级眼墙）。雨带对流和眼墙对流最大的不同之处在于雨带对流细胞表现出深厚的下沉气流，一直穿透到边界层。边界层结构边界层内是径向内流，边界层顶是外流（超梯度风的存在（Smithetal.2008）。以前的研究表明，随着拖曳系数的增加，TC强度减弱。现在发现随着表面拖曳系数的增长，涡旋强度和最大强度不断增长，直到达到一个阙值，才会出现减弱。

研究所关注的问题眼墙非对称性主要是由TC移动及垂直风切变引起的：1、绝热涡度中，垂直移动非对称性与涡旋倾斜有关以。开始，上升运动发生在下倾方向，随后当平均涡旋流沿着等熵面移动，垂直运动转移到右侧（(Jones1995;WangandHolland1996;FrankandRitchie1999).）2、非绝热涡度中，上升运动发生在顺切变方向，或者左侧，而降水发生在顺切变左侧（WangandHolland1996;FrankandRitchie1999,2001）。非对称性可以在没有涡旋倾斜的情况下发生（Reasoretal.2000）。当存在倾斜时，上升气流与倾斜方向一致（Rogersetal.2003;Braunetal.2006;Wuetal.2006）。3、当涡旋在单向切变中，顺切变方向的低层内流和高层外流产生低层辐合和高层辐散，以及深垂直上升。海洋在非对称结构中的作用TC引起的非对称降温，主要发生在涡旋后部，引起了热通量输送的减少，Zhu等在2004年研究发现，海面非对称降温使得眼墙处最大上升气流由右后方，转移到前部。近年来，海洋对TC眼墙非对称性影响的研究，很少有人关注。我的主要工作：（1）在月底前建立好三向耦合模式；（2）展开海洋对TC眼墙非对称性的研究，主要从以下几个方面着手：1、海温非对称性对TC眼墙结构的影响；2、两种海洋飞沫对