一個區域海-氣耦合模式的建立:模式驗證及其對熱帶氣旋“云娜”的模擬*

黃 偉 鄭運霞 沈 淇 于潤玲

(1.中國氣象局臺風數值預報重點實驗室 上海 200030;2.中國氣象局上海臺風研究所 上海 200030;3.上海河口海岸科學研究中心 上海 201201)

熱帶氣旋是在熱帶洋面上發展起來的劇烈的大氣渦旋,它可以產生破壞性的大風、風暴潮、暴雨和洪澇,導致嚴重的生命財產損失。由于熱帶氣旋在較暖的海洋上生成和發展,海-氣相互作用對熱帶氣旋及其經過洋面的影響日益受到關注。熱帶氣旋過境時的強風引起冷水上翻,導致海表溫度(SST)下降(Jordanet al,1964),最大降溫可超過6°C(Benderet al,1993);而海洋對熱帶氣旋的影響主要表現為,一方面,大風條件下,海表風應力增強,海-氣間熱通量交換明顯增強,有助于熱帶氣旋繼續發展,另一方面,SST的降低,又導致海洋為熱帶氣旋提供的能量減少,不利于熱帶氣旋進一步增強。由于海洋觀測資料的稀少和最近幾十年數值模式的進步,海-氣耦合模式成為研究熱帶氣旋條件下海-氣相互作用的重要工具。最近幾十年國內外已有大量的研究(Schadeet al,1999;黃立文等,2005;Renet al,2006;Zhuet al,2006;蔣小平等,2009;劉磊等,2011)利用海-氣耦合模式模擬動態SST對熱帶氣旋的影響。

最近 20a,熱帶氣旋路徑的預報水平穩步提高,但與此同時,對熱帶氣旋強度的預報能力則鮮有進步。對于數值模式來說,在熱帶氣旋強度預報方面的一個明顯的缺陷就是對熱帶氣旋和海洋的相互作用的模擬仍然有很大的局限性。例如,目前絕大多數的業務熱帶氣旋模式仍假定 SST是不變的。美國地球流體力學實驗室(GFDL)的海-氣耦合的颶風數值模式實驗結果指出,熱帶氣旋引起的海洋冷卻可改善其對熱帶氣旋強度的預報。其對 1995—1998年颶風季節的163個個例實驗結果表明,相比單獨的颶風模式,包括了海洋反饋的耦合模式可使強度預報誤差降低26%(Benderet al,2000),最終考慮動態SST的海-氣耦合模式在 2001年投入業務運行(Benderet al,2007)。目前美國國家颶風中心(NHC)業務運行的Hurricane Weather Research and Forecast System(HWRF)也包含了大洋環流模式(Gopalakrishnanet al,2012)。

自2006年Global/Regional Assimilation and Prediction System-Tropical Cyclone Model(GRAPES- TCM)正式投入業務運行以來,初始渦旋方案不斷改進,路徑預報明顯改善,但越來越受到重視的強度預報水平的改善并不明顯(黃偉等,2007)。圖1是GRAPESTCM對2009年熱帶氣旋季的強度預報誤差以及與實際強度的比較,從圖1中可見GRAPES- TCM對最大風速小于30m/s的熱帶氣旋強度預報偏強,而對最大風速大于50m/s的熱帶氣旋強度預報明顯偏弱。對較弱熱帶氣旋預報偏強的一個重要原因是沒有考慮海洋對大氣的負反饋作用。基于此,我們以 GRAPESTCM 為基礎,發展了一個區域海-氣耦合模式,并選擇 0414號熱帶氣旋“云娜”為個例,對該區域海-氣模式的模擬能力進行驗證,評估了海-氣相互作用對熱帶氣旋“云娜”的影響。

圖1 GRAPES-TCM對2009年熱帶氣旋季的強度預報誤差和實際強度散點圖Fig.1 Intensity prediction error of typhoons in 2009 by GRAPES-TCM vs.observed typhoon intensity

1 耦合模式介紹

1.1 區域大氣模式

GRAPES-TCM是基于全球/區域同化和預報系統(Global/Regional Assimilation and Prediction System,GRAPES(Chenet al,2008))發展起來的區域熱帶氣旋預報系統。GRAPES是一個完全可壓縮的模式,它采用三維半拉格朗日半隱式差分方案解原始歐拉方程,垂直方向采用伴隨地形的高度坐標。黃偉等(2007)利用GRAPES區域模式,引進熱帶氣旋的初始渦旋重定位技術(Kuriharaet al,1993,1995),建立了GRAPESTCM熱帶氣旋數值預報業務系統;進一步地,利用模式約束的3維變分(MC-3DVAR)技術(Lianget al,2007),結合熱帶氣旋渦旋重定位技術和BOGUS資料同化(BDA,Zouet al,2000),發展了初始渦旋的循環同化技術。此技術在GRAPES-TCM中得到應用(黃偉等,2010),初步的實驗結果顯示,新的GRAPES-TCM業務系統與原業務系統相比,不但路徑預報性能有較大的改善,對熱帶氣旋強度也有了一定的預報能力。目前,GRAPES-TCM的水平分辨率為0.15o×0.15o,垂向分31層,對流參數化過程采用Kain-Fritsch方案(Kain,1993),邊界層過程則采用Yongsei University(YSU)邊界層參數化方案(Honget al,2006b),用以診斷可識別降水的顯式云方案是WRF single moment 6-class(WSM6)(Honget al,2006a)方案。

1.2 區域海洋模式

ECOM-si(Estuarine,Coastal and Ocean Model(semi-implicit),Blumberget al,1987)是當今國內外應用較為廣泛的河口海岸海洋模式,是在普林斯頓海洋模式(POM)基礎上發展起來的三維水動力模式,該模式經改進后已成功地應用到世界沿海各海區河口、海岸和海洋的動力學研究。模式嵌套了一個二階湍流封閉模型;垂向采用σ坐標;動量方程中的正壓梯度力采用隱式格式,水平方向采用半隱式格式,整個模式耦合了完整的熱力學過程。眾多學者對原ECOM-si不斷改進,使其更好地應用于河口近岸的水動力和物質輸運研究。史峰巖等(2000)扣除局域平均密度層結,提高了σ坐標系下斜壓壓強梯度力的計算精度。Chen等(2001)將ECOM-si改成非正交曲線坐標系下的模式,使其能擬合復雜的岸線。Zhu等(2001)采用Euler-Lagrange方法改進物質輸運方程中的平流項計算方法。朱建榮等(2003)應用預估修正法提高模式的穩定性。沈淇等(2011)把垂向σ坐標改進為S坐標,使海洋上層趨于同一水深的物理平面,同時底層擬合海底的變化。模式側開邊界條件包括流速、海溫和鹽度,邊界采用法向通量形式給出,各月資料取自Simple Ocean Data Assimilation(SODA)資料,保證整個計算區域內的水體質量進出守恒．海溫和鹽度由美國國家海洋資料中心(NODC)資料給出。

1.3 耦合器和耦合方案

GRAPES-TCM和ECOM-si是通過Ocean Atmosphere Sea Ice Soil 3(OASIS3)耦合器(Valcke,2006)進行信息交換的。OASIS由位于法國的“歐洲氣候模擬和全球變化研究中心(CERFACS)”開發,目前已廣泛應用于全球的各種海-氣耦合模式和地球系統模式(周天軍等,

2004);在區域模式方面,鄒立維等(2012)利用OASIS構建了一個區域氣候海氣耦合模式,并利用該模式進行了短期氣候預測的嘗試(Zouet al,2013)。本文耦合過程中,大氣模式向海洋模式提供海表感熱通量,潛熱通量,入射短波輻射,長波輻射和風應力;而海洋模式向大氣模式提供SST。兩個模式之間交換數據的時間間隔為300s,由于大氣模式積分步長較短,相當于大氣模式積分5步(每步60s),海洋模式則是每2步交換一次信息。雖然兩個模式設定的水平分辨率都是 0.15°,但兩者的網格并非完全一致,因而在兩個模式信息交換的過程中,需要通過插值處理,本文中采用的是OASIS耦合器中的mosaic方法。圖2給出了大氣模式、海洋模式和耦合器各分量組成的耦合模式示意圖。

圖2 區域耦合模式的框架示意圖Fig.2 The framework of regional coupled model

2 實驗設計

為了適應對西太平洋及南海區域熱帶氣旋,特別是近海熱帶氣旋的模擬研究和預報實驗的需要,大氣模式預報區域為 100°—150°E,5°—45°N,水平分辨率為 0.15°×0.15°,積分步長為 60s;海洋模式預報區域為 103.94°—145.19°E,7.85°—43.45°N,水平分辨率 0.15°×0.15°,積分步長 150s。

為了檢驗區域海-氣耦合模式對熱帶氣旋條件下海-氣間相互作用的模擬能力以及海-氣相互作用對熱帶氣旋的路徑、強度和結構的影響,本文選取了2004年14號熱帶氣旋“云娜”作為個例進行模擬實驗(模擬時段:2004年8月10日00時(UTC)—2004年8月13日 00時(UTC))。實驗分為 2組,一組為單獨大氣實驗(CTL實驗),SST采用1°×1°的NCEP分析資料;另一組為海-氣耦合實驗(ASC實驗)。

大氣模式的初始場來自于NCEP全球模式(GFS)1°×1°分析場,側邊界則采用了其6h一次的預報場。由于采用的分析場的水平分辨率較粗,難以準確分辨當時“云娜”熱帶氣旋的強度和位置,所以實驗中嵌入了實時報文中生成的BOGUS渦旋(黃偉等,2010)。海洋模式的初始化則由兩步組成,首先由氣候態的水位、流場、溫度和鹽度,多年月平均的表面風應力、熱通量、蒸發和降水、側邊界的大洋環流作為外強迫經過 5a長期積分,達到準平衡態,之后以個例起報前一個月作為起始時間,以 NCEP最終分析資料(Stunder,1997)每日4次的風應力,短波輻射,熱通量和水通量作為外強迫繼續驅動海洋模式 1個月形成最終的海洋初始場。

“云娜”的路徑和強度來自于中國氣象局上海臺風研究所(CMA-STI)整編的西北太平洋及南海海域熱帶氣旋最佳路徑資料(http://www.typhoon.gov.cn/en/data/)。為了檢驗耦合模式對熱帶氣旋條件下海-氣相互作用的模擬能力,本文用到的觀測和分析資料包括熱帶降雨觀測衛星微波成像(TRMM/TMI)逐日SST資料(Wentzet al,2000);客觀分析海氣通量計劃(OAflux)海-氣通量資料(Jinet al,2008);Quikscat海表面風(Ebuchi,2001)和分辨率約為20km的基于日本區域模式的再分析資料(Yeunget al,2005);另外,本文還采用了 TRMM 反演的逐 3h的瞬時降水率資料(Kummerowet al,1998)。

3 結果與分析

3.1 對“云娜”路徑和強度的模擬

圖3給出的兩個實驗模擬的熱帶氣旋“云娜”的路徑和實況,模式對“云娜”的路徑模擬較為一致,控制實驗和耦合實驗都略偏北,距離誤差最大均為150km左右(48h),接近登陸時,距離誤差減小,特別是耦合實驗 72h時距離誤差 80km,而控制實驗后期西移速度偏快,距離誤差偏高。總體而言,海-氣相互作用的考慮,對熱帶氣旋“云娜”的路徑影響不大,這與之前很多相關工作的結論一致(Zhuet al,2006;蔣小平等,2009)。

從對熱帶氣旋“云娜”的強度模擬結果(圖4)來看,兩個實驗都基本模擬出“云娜”增強,成熟到登陸后衰減3個階段。但動態海洋的引入對熱帶氣旋“云娜”的強度模擬有很大的影響。單獨大氣實驗在18h之后迅速增強,直至54h達到最強,近中心最大風速65m/s,

圖3 模式模擬的2004年8月10日00時—2004年8月13日00時熱帶氣旋“云娜”的路徑和“最佳路徑”Fig.3 The simulated and best track to tropical cyclone Rananimfrom 00 UTC 10 Aug 2004 to 00 UTC 13 Aug 2004

海平面中心氣壓 905hPa,大大強于同期實況;而耦合實驗模擬的“云娜”強度在42h達到峰值,近中心最大風速 49m/s,海平面中心氣壓 942hPa,之后保持這一強度直到登陸后衰減,這與實況十分接近。相比單獨大氣實驗,耦合實驗模擬的“云娜”峰值強度低32hPa,最大風速相差16m/s,這一結果與Zhu等(2006)模擬的颶風“Bonnie”強度結果接近。

3.2 對海-氣耦合合理性的驗證

由于本文中所謂海-氣耦合僅考慮了SST的變化對大氣的影響,因而海洋熱力狀況的模擬,特別是SST對熱帶氣旋的響應是耦合模式中海-氣相互作用是否合理的主要指標。圖5給出了耦合實驗模擬的48h的SST分布與TMI的SST比較。可以看到,耦合實驗模擬的SST分布與TMI的SST十分接近,特別是對熱帶氣旋經過附近區域的降溫的模擬。實況中在熱帶氣旋路徑右側有兩個明顯的降溫大值區,其一位于 23.5°N,128.5°E,另一個位于 48h熱帶氣旋中心右側,最大降溫均在 3°C左右。在靠近浙江省沿海地區,耦合模式模擬的降溫偏大,這可能是由海洋模式對近岸的淺水區域熱力結構刻畫不足所致(蔣小平等,2009)。圖6給出了圖5中耦合實驗模擬的“云娜”路徑上各點SST與TMI的SST以及控制實驗的SST的差異,結果表明耦合實驗模擬的SST無論絕對值還是降溫峰值分布均與實況接近,而控制實驗的SST來自NCEP的初始場,比實際SST明顯偏高。

圖4 兩組實驗對“云娜”強度的模擬Fig.4 Observed and simulated intensity of Rananim over 72h

SST的改變主要是通過海表面熱量通量的改變對大氣產生影響。圖7給出了控制實驗和耦合實驗模擬的 24—48h平均的海表面潛熱和感熱通量與相同時段OAFlux分析的熱通量水平分布。與OAFlux的結果一致,熱帶氣旋中心附近為熱量交換的大值區,海表面的熱交換主要以潛熱通量為主,且大值區在熱帶氣旋路徑的右側。控制實驗模擬的潛熱通量最大值達到 400W/m2,耦合實驗模擬的近熱帶氣旋中心潛熱通量約為200W/m2,與OAFlux的分析結果更為一致;感熱通量也有類似的特征,但兩組實驗模擬的感熱通量相比OAFlux普遍偏弱。

控制實驗模擬的海-氣熱通量明顯強于耦合實驗,這一方面與耦合實驗中海表面 SST的下降有關,但近地面的風速的差異也是決定海-氣通量的重要因子。圖8給出了CTL實驗和ASC實驗模擬的10m風和日本再分析資料的10m風以及Quikscat近地面風場的結果對比。CTL實驗模擬的10m風場強于ASC,8級風區域明顯偏大,內核極端風速比ASC實驗高1個等級(與圖4的結果對應)。從與日本的再分析資料的對比來看,ASC實驗模擬的10m風的8級風區域和內核風速都更接近實況;但 2個實驗的內核最強風的分布均與日本再分析資料的結果有很大差異,模擬

圖5 耦合實驗模擬的48h SST分布(ASC,a)和實況的SST(TMI,b)對比(°C)Fig.5 Comparison in SST after 48 h between the simulated by ASC(a)and the observation(b)

圖6 積分48h后,耦合實驗模擬的“云娜”路徑各點SST與TMI SST和控制實驗(初始NCEP SST)的比較Fig.6 Comparisonin the simulationfor SST after 48 h by ASC,TMI,and CTL(initial NCEP SST) at Rananim’s path

的最大風速均出現在熱帶氣旋北側,而日本再分析資料的最大風速出現在熱帶氣旋東南側。Quikscat的風場要更弱一些,這與這一資料本身的特點有關(Maet al,2010),但從Quikscat風場反應的熱帶氣旋近地面風場水平結構來看,其最大風速正位于北側,表明2個實驗模擬的熱帶氣旋的不對稱結構與觀測接近,而日本再分析資料可能因為模式分辨率等的原因,其風場結構與實況有一定差異。另外,2個實驗模擬的10m風場結構也與圖7給出的OAFlux通量的北高南低的水平分布有很好的對應關系,這從另外一個角度說明模式模擬的熱帶氣旋風場分布的可靠性。

圖7 各實驗模擬的日平均海表熱通量和OAFlux的通量分布(W/m2)Fig.7 Comparison in the distribution of daily mean surface fluxes from CTL(a,d),ASC(b,e) and OAFlux(c,f),where a,b,c is latent heat flux and d,e,f is sensible heat flux(W/m2),respectively

圖8 2004年8月12日00時(UTC)的10m風場水平分布Fig.8 Distribution of 10-m wind at 00 UTC 12 Aug 2004,where a,b is simulate by CTL and ASC,and c,d is from JRA and Quikscat,respectively

3.3 海-氣相互作用對熱帶氣旋結構的影響

在海-氣耦合實驗中,由于下墊面受強風影響,SST發生改變,并通過改變海-氣熱通量影響熱帶氣旋熱力結構,進而影響了熱帶氣旋的動力結構。圖9給出了CTL實驗和ASC實驗模擬的48h熱帶氣旋“云娜”平均軸向風場結構。兩組實驗均模擬出一個強臺風的典型風場結構,最大風速半徑均為 50km左右,從近地面到 850hPa存在明顯的入流(輻合)層,而在200hPa左右,則有明顯的出流(輻散)層,但兩者的平均入流和出流差異并不明顯;2組實驗的主要差異表現為熱帶氣旋眼區 CTL實驗模擬的切向風明顯強于ASC實驗。(劉磊等,2011)利用熱散度,即200hPa和850hPa的散度差反應熱帶氣旋對流發展的強弱,正值代表上升氣流,而負值代表下沉氣流。圖10給出了2組實驗模擬的12h和30h熱散度,從12h的結果來看,2組實驗差別不大,熱散度正、負值交替,呈螺旋狀分布,總體分布較為零散;到 30h,無論正值還是負值,均呈帶狀分布,CTL實驗熱散度正值基本閉合,相比12h有顯著增強,特別在熱帶氣旋北部有大片的強上升氣流存在,ASC實驗與CTL實驗結果有很大差異,主要表現為總體的對流上升較弱,非對稱性更強。2組實驗模擬的對流的不同分布反映到熱帶氣旋降水上表現為降水強度和非對稱結構的差異,圖11給出了兩個實驗模擬的2004年8月11日06時的小時平均降水和TRMM資料反演的該時刻的平均降水率的比較。ASC實驗相比CTL實驗的主要差異是熱帶氣旋眼區降水強度明顯減弱,特別是熱帶氣旋前進的前方強降水區明顯縮小,這與圖10a,圖10b的結果一致,也與 TRMM 資料反演的降水率的結果更為接近。需要指出的是,由于模式的水平分辨率的局限等原因,無論是CTL實驗還是ASC實驗,對熱帶氣旋“云娜”的降水的模擬與實況有較大差異。

圖9 模擬的2004年8月12日00時(UTC)熱帶氣旋“云娜”的軸對稱風場Fig.9 Simulated Axisymmetric wind of CTL and ASC at 00 UTC 12 Aug 2004

圖10 2組實驗不同的模擬時間得到的熱散度(×10-4m/s2)Fig.10 Comparison of thermal divergence(×10-4m/s2) simulate by CTL and ASC

圖11 2組實驗模擬的和TRMM反演的2004年8月11日06時(UTC)瞬時降水強度的差異Fig.11 Comparison of instantaneous precipitation intensity from CTL,ASC and TRMM at 06 UTC 11 Aug 2004

4 結論和討論

本文基于 1個業務運行的區域熱帶氣旋模式GRAPES-TCM,引入OASIS耦合器和1個成熟的海洋環流模式 ECOM-si,初步建立了一個可進行熱帶氣旋數值模擬的區域海-氣耦合模式。以0414熱帶氣旋“云娜”作為研究個例,對熱帶氣旋條件下耦合模式的性能進行了檢驗,初步評估了耦合模式的引入對熱帶氣旋“云娜”的強度和結構模擬的影響,主要結論包括:

1)相比控制實驗,耦合實驗對熱帶氣旋“云娜”的路徑影響不大,但可顯著改善對“云娜”強度的模擬;通過控制實驗和耦合實驗模擬的 10m風場與實況的對比,發現耦合實驗不但改善了對 10m風速強度的模擬,而且對其非對稱結構的模擬也有改進。

2)在耦合實驗中,熱帶氣旋“云娜”過境導致附近海區最高達3°C的降溫,這與TMI反演的SST的結果一致;SST的下降,引起了海-氣間潛熱通量和感熱通量的減弱,與控制實驗相比,耦合實驗模擬的海-氣熱通量與OAFlux的分析結果更為接近。

3)耦合實驗模擬的熱帶氣旋“云娜”的切向風明顯弱于控制實驗,另一方面,受下層入流和上層出流的控制,耦合實驗模擬的臺風眼壁的對流活動也明顯弱于控制實驗,且有更明顯的不對稱性;2個實驗對“云娜”降水結構的模擬均比實況偏強,但耦合實驗削弱了熱帶氣旋運動前方的虛假強降水,相比控制實驗,模擬的降水結構更接近實況。

需要指出的是,雖然這一區域海氣耦合模式是基于業務的區域熱帶氣旋模式發展起來的,上述的模式驗證和評估工作也為日后海-氣耦合模式的業務化做了一些初步的嘗試,但要將該模式應用于日常熱帶氣旋數值預報仍有很多工作需要開展。首先,由于缺少可用的海洋環流資料,目前海洋的初始化仍然是初步的和粗糙的;其次,為了進一步評估該模式對熱帶氣旋預報能力,有必要針對過往大樣本熱帶氣旋進行批量實驗,綜合檢驗動態 SST的引入該模式預報水平的影響;另外,海-氣相互作用事實上并不限于 SST的變化對海-氣熱通量的改變,熱帶氣旋條件下海洋粗糙度的改變也會影響海-氣通量交換,而海洋飛沫進入大氣,則會從另一方面影響海-氣間能量的傳輸,這也是目前熱帶氣旋條件下海-氣耦合數值模擬研究的前沿問題。

史峰巖,朱首賢,朱建榮等,2000.杭州灣、長江口余流及其物質凈輸運作用的模擬研究,I.杭州灣、長江口三維聯合模型.海洋學報,22(5):1—12

朱建榮,朱首賢,2003.ECOM模式的改進及在長江河口、杭州灣及鄰近海區的應用.海洋與湖沼,34(4):364—374

沈 淇,朱建榮,端義宏等,2011.西北太平洋環流和海溫數值模擬.華東師范大學學報(自然科學版),6:26—35

周天軍,俞永強,宇如聰等,2004.氣候系統模式發展中的耦合器研制問題.大氣科學,28(6):993—1007

鄒立維,周天軍,2012:一個區域海氣耦合模式的發展及其在西北太平洋季風區的性能檢驗:不同大氣分量的影響.中國科學:地球科學,42(4):614—628

劉 磊,費建芳,林霄沛等,2011.海氣相互作用對 “格美”臺風發展的影響研究.大氣科學,35(3):444—456

蔣小平,劉春霞,莫海濤等,2009.利用一個海氣耦合模式對臺風 Krovanh 的模擬.大氣科學,33(1):99—108

黃立文,吳國雄,宇如聰,2005.中尺度海氣相互作用對臺風暴雨過程的影響.氣象學報,63(4):455—467

黃 偉,梁旭東,2010.臺風渦旋循環初始化方法及其在GRAPES-TCM中的應用.氣象學報,(3):365—375

黃 偉,端義宏,薛紀善等,2007.熱帶氣旋路徑數值模式業務試驗性能分析.氣象學報,65(4):578—587

Bender M A,Ginis I,2000.Real-case simulations of hurricaneocean interaction using a high-resolution coupled model:Effects on hurricane intensity.Monthly Weather Review,128(4):917—946

Bender M A,Ginis I,Kurihara Y,1993.Numerical simulations of tropical cyclone-ocean interaction with a high-resolution coupled model.Journal of Geophysical Research:Atmospheres(1984–2012),1993,98(D12):23245—23263

Bender M A,Ginis I,Tuleya Ret al,2007.The Operational GFDL Coupled Hurricane–Ocean Prediction System and a Summary of Its Performance.Monthly Weather Review,135(12):3965—3989

Blumberg A F,Mellor G L,1987.A description of a threedimensional coastal ocean circulation model.Threedimensional coastal ocean models,4:1—16

Chen C,Zhu J,Ralph Eet al,2001.Prognostic modeling studies of the Keweenaw current in Lake Superior.Part I:Formation and evolution.Journal of Physical Oceanography,31(2):379—395

Chen D H,Xue J S,Yang X Set al,2008.New generation of multi-scale NWP system(GRAPES):general scientific design.Chinese Science Bulletin,53(22):3433—3445

Ebuchi N,Graber H C,Caruso M J,2002.Evaluation of wind vectors observed by QuikSCAT/SeaWinds using ocean buoy data.Journal of Atmospheric &Oceanic Technology,19:2049—2062

Gopalakrishnan S,Liu Q,Marchok Tet al,2012.Hurricane Weather Research and Forecasting(HWRF) Model:2011 Scientific Documentation.In:Bernardet L ed.Developmental Testbed Center.NOAA Earth System Research Laboratory,and CIRES/University of Colorado,Boulder,CO:36—42

Hong S Y,Lim J O J,2006a.The WRF single-moment 6-class microphysics scheme(WSM6).J Korean Meteor Soc,42(2):129—151

Hong S Y,Noh Y,Dudhia J,2006b.A new vertical diffusion package with an explicit treatment of entrainment processes.Monthly Weather Review,134(9):2318—2341

Jin X,Weller R A,2008.Multidecade Global Flux Datasets from the Objectively Analyzed Air-sea Fluxes(OAFlux) Project:Latent and Sensible Heat Fluxes,Ocean Evaporation,and Related Surface Meteorological Variables Lisan Yu.OAFlux Project Tech Rep OA-2008-01

Jordan C,Frank N L,1964.On the influence of tropical cyclones on the sea surface temperature field.Florida State University:614—622

Kain J,1993.Convective parameterization for mesoscale models:The Kain-Fritsch scheme.The representation of cumulus convection in numerical models,Meteor Monogr,46:165—170

Kummerow C,Barnes W,Kozu Tet al,1998.The tropical rainfall measuring mission(TRMM) sensor package.Journal of Atmospheric and Oceanic Technology,15(3):809—817

Kurihara Y,Bender M A,Ross R J,1993.An initialization scheme of hurricane models by vortex specification.Mon Wea Rev,121:2030—2045

Kurihara Y,Bender M A,Tuleya R Eet al,1995.Improvements in the GFDL hurricane prediction system.Mon Wea Rev,123(9):2791—2801

Liang X,Wang B,Chan J C Let al,2007.Tropical cyclone

forecasting with model‐constrained 3D‐Var.I:Description.Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society,133(622):147—153

Ma LM,Tan Z M,2010.Tropical cyclone initialization with dynamical retrieval from a modified UWPBL model.Journal of the Meteorological Society of Japan,88(5):827—846

Ren X,Perrie W,2006.Air-sea interaction of typhoon Sinlaku(2002) simulated by the Canadian MC2 model.Advances in Atmospheric Sciences,23(4):521—530

Schade L R,Emanuel K A,1999.The ocean's effect on the intensity of tropical cyclones:Results from a simple coupled atmosphere-ocean model.Journal of the Atmospheric Sciences,56(4):642—651

Stunder B J B,1997.NCEP Model Output–FNL Archive Data.TD-6141,National Climatic Data Center.http://www.arl.noaa.gov/fnl.php

Valcke S,2006.OASIS3 user guide(prism_2-5).PRISM support initiative report,3:1—64

Wentz F J,Gentemann C,Smith Det al,2000.Satellite measurements of sea surface temperature through clouds.Science,288(5467):847—850

Yeung L,Chan H P,Lai E,2005.Impact of radar rainfall data assimilation on short-range quantitative precipitation forecasts using four-dimensional variational analysis technique.In:The 11th AMS Conference on Mesoscale Processes.Albuquerque,New Mexico,USA:1—7

Zhu J,Chen C,Ralph Eet al,2001.Prognostic modeling studies of the Keweenaw current in Lake Superior.Part II:simulation.Journal of Physical Oceanography,31(2):396—410

Zhu T,Zhang D L,2006.The impact of the storm-induced SST cooling on hurricane intensity.Advances in Atmospheric Sciences,23(1):14—22

Zou L W,Zhou T J,2013.Can a regional ocean–atmosphere coupled model improve the simulation of the interannual variability of the western north pacific summer monsoon?J Climate,26:2353—2367

Zou X,Xiao Q,2000.Studies on the initialization and simulation of a mature hurricane using a variational bogus data assimilation scheme.Journal of the Atmospheric Sciences,57(6):836—860