內核及外圍尺度對熱帶氣旋強度影響的數值試驗

吳聯要，雷小途，湯杰

(1.浙江省氣象臺，浙江 杭州 310017; 2.中國氣象局 上海臺風研究所，上海 200030)

內核及外圍尺度對熱帶氣旋強度影響的數值試驗

吳聯要1，雷小途2*，湯杰2

(1.浙江省氣象臺，浙江 杭州 310017; 2.中國氣象局 上海臺風研究所，上海 200030)

采用WRF數值模式模擬并對熱帶氣旋尺度與強度關系進行了探討，且初步診斷分析了內核及外圍尺度對熱帶氣旋強度影響的可能機制，結果表明：(1)內核區較大時的縮放引起角速度變化是其影響熱帶氣旋強度的機制之一；(2)內核區較小時的進一步收縮引起的眼區次級環流破壞是其影響熱帶氣旋強度的一種機制；(3)外圍尺度變化造成低層上升至高層的水汽總量變化，是其影響熱帶氣旋強度的一種機制；另一方面，外圍尺度發生變化使得低層氣流向熱帶氣旋內的輻合減少，亦是其影響熱帶氣旋強度的機制之一。

熱帶氣旋；尺度；強度；數值試驗

1 引言

強度預報是當前熱帶氣旋(簡稱TC，下同)業務預報中的難點，近二三十年來，TC路徑預報水平取得了長足發展，但強度預報水平的進步卻較為緩慢。影響TC強度變化的三大因素為結構、環境場和下墊面及伴隨的物理過程[1—2]。結構及其變化是影響TC強度的重要方面，而TC的尺度(內核及外圍)本身就是TC結構的一部分[3]，其大小的變化反映了TC動、熱力條件狀態，勢必與TC的強度有密切聯系，揭示這一聯系及其內在的物理機制，無疑將有助于對TC強度變化機制的理解和業務預報。

Willoughby等[4—5]對大西洋的TC分析表明，TC眼區的收縮與TC強度增強相關性較高，即眼的收縮常伴隨著TC的顯著加強(此時，TC往往存在明顯的對稱且旺盛的對流)，眼的放大則常伴隨著TC強度的減弱。Houze等[6]，Kossin和Sitkowski[7]亦認為，TC外部眼墻往中心收縮過程中，TC會隨之增強。業務預報中有時根據TC眼的大小變化來定性判斷TC強度的變化趨勢，效果尚好。

然而，并非所有的TC都會出現明顯的眼結構，因此實際業務預報中有時無法根據TC眼的收縮或放大來預判TC強度的變化趨勢。有鑒于此，TC研究者嘗試將眼的變化擴展到TC的內核，并用TC中心附近的最大風速半徑(或最大風速半徑的3倍)來度量TC的內核尺度，因此，如果內核區的縮放會引起TC強度的變化，則可以普遍地應用于日常的TC強度預報業務中。吳聯要和雷小途[8—9]通過統計分析發現，內核區較大時，內核區的縮(放)有利于TC強度的增大(衰減)；而對于較小內核區的TC，其內核區的收縮(放大)反而易引發TC的減弱(增強)。本文將在此基礎上，通過典型個例臺風的數值試驗，進一步探討TC內核的縮放對強度變化的影響機理。

此外，外圍尺度作為TC結構的一部分也會對強度變化產生影響，吳聯要和雷小途[8—9]統計表明，外圍尺度的增大有利于TC增強，而外圍尺度收縮則有利于TC強度的減弱。TC外圍尺度與強度之間的相關性較為單調，不像內核尺度對強度變化影響存在明顯的臨界值現象，但其作用機理同樣尚不明確，本文亦將對TC外圍尺度對強度變化影響機理作進一步分析。

“桑美”(Saomai)是我國臺風強度重新分級后登陸的最強臺風之一，中心底層最低氣壓915 hPa，最大風速60 m/s(資料來源于中國氣象局)?！吧Ｃ馈钡膹姸群軓?，而尺度并不大，但其尺度和強度變化存在著一些相關性特征，如“桑美”在強度由臺風增強至超強臺風前，其外圍閉合等壓線圈半徑有所增大；而在“桑美”強度達到超強臺風時，其最大風速半徑收縮(資料來源于美國聯合臺風預警中心)?？紤]“桑美”臺風的典型性及其尺度和強度變化特征，本文選用“桑美”個例進行數值模擬試驗來分析內核及外圍尺度對TC強度的影響。

2 數值試驗介紹

2.1 模式的設計

本文使用模式為WRF V3.2.1，模式垂直層數為31層，微物理過程采用“WRF Double-Moment 5-class schem”方案，邊界層參數化方案采用“Mellor-Yamada Nakanishi and Niino Level 2.5 PBL”方案，積云參數化方案采用“Kain-Fritsch scheme”方案，初始渦旋形成采用“WRF TC-BOGUS”方案。模擬過程中的邊界條件由FNL資料提供(來自NCAR)。模擬時間段為2006年8月7日18時至2006年8月10日17時，積分過程時間步長取27 s，每隔1 h輸出1次模擬結果。數值模式區域的格點數為391×391，分辨率為9 km。

本文通過改變TC初始渦旋的內核尺度(本文用TC中心附近最大風速半徑(RMX)描述)共設計了5組試驗，1～5組試驗的初始渦旋的內核尺度分別為15 km、35 km、50 km、120 km、150 km，其中120 km為控制試驗。

2.2 控制性試驗與實況的對比

圖1給出了控制試驗的路徑模擬結果。可見，控制試驗模擬的熱帶氣旋路徑與實況基本一致，只在24 h左右發生短暫輕微北折，移動速度較實況略快一些，但總體上看，控制性試驗對于熱帶氣旋移動路徑的模擬效果較好。

圖1 TC路徑的對比Fig.1 The contrast of TC’s track黑色：實況路徑；紅色：控制試驗路徑；每間隔6 h 1個點Black: observation path; red: control experiment path; time interval: 6 h

圖2給出了控制試驗與實況的TC強度對比。從實況的強度變化可以看出，TC強度經歷了先增強再減弱的過程，控制性試驗很好地模擬出了這個強度變化的過程，僅在TC達到的最大強度上與實況相比略偏低，但整體強度變化趨勢基本一致，體現了控制試驗對TC強度較好的模擬效果。

圖2 TC強度(中心氣壓)的對比Fig.2 The contrast of TC’s intensity(represented by sea level pressure)黑線：實況TC強度；紅線：控制試驗TC強度；每間隔6 h 1個點Black: observation TC’s intensity; red: control experiment TC’s intensity; time interval: 6 h

由上面對比可見，不管是對TC路徑還是強度的模擬，控制試驗都取得了較好的效果，尤其是很好地模擬出了實況中TC強度先增強后減弱的變化過程。下面將對建立在控制試驗模擬基礎上的采用不同內核尺度(RMX)的5組數值試驗結果進行統計及診斷分析。

3 尺度與TC強度關系的數值模擬分析

類似于吳聯要和雷小途[8—9]的統計分析，本文采用熱帶氣旋切向正渦度“零線”來表征熱帶氣旋外圍尺度、用熱帶氣旋的最大風速半徑表示熱帶氣旋內核尺度，計算層次亦均選取850 hPa，對5組數值試驗的結果共360個樣本(模式每小時輸出1個模擬結果，每組試驗各有72個時次的樣本)進行計算，共得到360組內核及外圍尺度樣本，以下利用這360組尺度樣本與用平均最低海平面氣壓(MSLP)表示的強度進行統計分析。

圖3展示了TC外圍尺度與強度之間的關系?？梢奣C在不同尺度區間的平均強度大致隨尺度增大而增強，其中在尺度由60 km增加至140 km的過程中，TC強度的增幅顯著。雖然在個別尺度增長階段(如尺度由220 km增至300 km的階段)強度出現了減弱，但總體上TC強度隨著尺度增大而增強，這與吳聯要和雷小途[8-9]對TC外圍尺度和強度關系的統計結果相一致。說明在數值模式的動力學演變過程中，TC強度亦隨著外圍尺度的增大(減小)而增強(減弱)。

圖3 TC外圍尺度與強度的關系Fig.3 Relationship between TC’s outer size and intensity(represented by MSLP)

而圖4中對于內核尺度對TC強度影響的關系統計則顯示：TC強度并不簡單隨內核尺度增大而減弱，而是存在一個臨界值，當TC的內核尺度小于該臨界值時，TC強度隨內核尺度的增大而增強，內核尺度大于該臨界值時，TC強度隨內核尺度的增大而減弱。這與吳聯要和雷小途[8—9]的統計概念模型有相一致的特征，即當TC內核區較大(大于臨界內核尺度)時，內核區的收縮有利于TC的增強；而內核區已經較小(小于臨界內核尺度)時，內核區的收縮則反而會導致TC的減弱。可以看出，在數值模式中這一統一概念模型亦得到較好體現。

圖4 TC內核區尺度與強度的關系Fig.4 Relationship between TC’s inner core size and intensity(represented by mslp)

4 尺度對TC強度影響機理的診斷分析

4.1 內核尺度對TC強度影響機理的診斷分析

(1)角動量守恒是內核較大時的縮放導致TC強衰的原因

當TC內核區較大時，內核區的收縮(放大)有利于TC的增強(減弱)。眾所周知，TC作為一個旋轉體，近似地滿足角動量守恒原理，可用式(1)表示：

(1)

式中，r為距TC中心的距離，V為切向風速，f是科氏力參數。在無摩擦效應、軸對稱的情況下(TC的內核區基本能滿足)，絕對角動量是守恒的[10]。當內核區收縮時，距TC中心的距離r減小，根據角動量守恒公式，切向風速V隨之增大，角速度ω=V/r，由于r和V都是正值，故角速度ω亦增大，角速度增大后，TC內核區的旋轉加快，于是便導致了TC的強度增強；當內核區放大時，距TC中心的距離r增大，根據角動量守恒公式，切向風速V隨之減小，r和V皆為正值故角速度ω=V/r亦減小，角速度減小則TC內核區的旋轉減慢，于是造成了TC的強度減弱。

這種內核縮放伴隨TC角速度增減因而強度增減的現象，的確在TC內核較大(大于臨界值)時的數值試驗中存在。如第5組試驗中8月8日4時次的內核區大小為133.5 km，中心最低氣壓為973.1 hPa，當TC發展到下一時次8月8日5時，內核區大小收縮至66.2 km，中心最低氣壓為971.6 hPa，強度增強，在這一連續時次的TC發展過程中，TC內核區邊界處的平均角速度由2.01×10-4s-1增大至6.66×10-4s-1，內核收縮造成角速度增大，內核區旋轉得到加快的TC其強度也得到增強。又如第5組試驗中8月10日14時次的內核區大小為80.3 km，中心最低氣壓為969.1 hPa，當TC發展到下一時次08月10日15時，內核區大小放大至96.0 km，中心最低氣壓為969.5 hPa，強度有所減弱，在這一連續時次的TC發展過程中，TC內核區邊界處的平均角速度由5.17×10-4s-1減小至3.92×10-4s-1，內核區放大造成角速度減小，繼而TC內核區旋轉減緩，TC強度亦有所減弱。

從總體上分析，如圖5所示，選用4、5兩組試驗(初始RMX分別為120 km和150 km，皆大于60 km)作TC內核區大小與相應時次內核區邊界處平均角速度大小的散點分布圖，由圖中散點分布及線性擬合曲線可清楚看到，當TC內核區較大時，TC內核區大小與內核區邊界處平均角速度大小的負相關性較好，即TC內核區較大時往往對應的角速度較小，而角速度較大時TC常具有較小的內核區范圍，故當TC內核區較大時，內核區的收縮(放大)有利于TC的增強(減弱)。

圖5 TC內核尺度與角速度的散點分布Fig.5 Scatter diagram between TC’s inner core size and angular velocity

(2)眼區次級環流的破壞是內核區較小時的收縮導致TC減弱的原因

當內核區較小時，其內核區的收縮(放大)將導致TC的減弱(增強)。TC環流結構中存在兩個次級環流圈，TC眼區四周的眼墻(云墻)內低層存在著上升氣流，上升氣流到達TC頂部后分為兩支氣流：其中一支向TC眼墻外部流出到達一定距離后形成下沉運動，至低層后轉為徑向流入再匯入云墻，形成云墻外的閉合次級環流圈；另外一支在TC頂部向眼區流入并在眼區形成下沉氣流(是造成眼區少云或無云的主要原因[10])至低層再輻散匯入云墻，形成眼區內的閉合次級環流圈[11]。因此，若眼區內的下沉氣流減弱，上升氣流增強，使得TC眼區填塞或破碎，而造成TC強度減弱。對于內核區較小的TC，若內核收縮，很有可能因空間過于狹窄，眼區內次級環流的TC中心下沉支氣流會受到抑制(極端情況為TC眼四周的云墻因內核收縮而合并，形成一整片的上升氣流區)，從而減少來自眼區內次級環流對云墻內上升氣流的補償，最終導致TC強度減弱。

對數值試驗中內核區與TC次級環流的變化特征的診斷分析表明，這種眼區次級環流的破壞在內核區較小且不斷收縮的過程中的確存在，而且伴隨著TC強度的減弱。如第5組試驗中8月9日4時次的內核區大小為44.1 km，中心最低氣壓為946.7 hPa，當TC發展到其下一時次8月9日5時，內核區收縮到了36.4 km，強度降低至949.0 hPa(中心最低氣壓)。由圖6可以看出從9日4時至9日5時，TC眼區高空300 hPa層的下沉氣流有明顯減弱。進一步分析，圖7為9日4時至9日5時經TC中心的垂直速度的垂直剖面圖，可以看到從9日4時至9日5時，TC的內核區有明顯的收縮，兩側眼墻往TC眼區里面收縮，從850 hPa等低層可以看出，到了9日5時TC眼區出現一定的填塞現象，這種眼區低層的填塞會造成眼區的上升運動加強和眼墻的上升運動減弱。從圖中不難發現，9日4時眼墻內的氣流上升速度最高達到了3 m/s以上，而9日5時TC眼墻內的上升運動速度最大僅為2 m/s左右，與上一時次相比，眼墻內的上升運動發生減弱。再看眼區內的氣流運動，9日4時300 hPa附近眼區高層存在著最高速度達-0.4 m/s以上的下沉運動，到了9日5時，眼區高層的下沉速度明顯減弱，最高速度僅為-0.2 m/s左右。就整個過程而言，眼墻收縮使得眼區低層發生填塞，而眼區高層下沉氣流發生減弱，眼墻內上升運動亦減弱，這使得TC的次級環流發生變化，影響了TC的正常環流循環補給模式，這是較小內核區進一步收縮導致TC強度減弱的一項影響機制。

圖6 9日4時(a)和5時(b)300 hPa層TC垂直速度(m/s)分布(Δ為TC中心)Fig.6 Distribution of TC’s vertical velocity (m/s) at 300 hPa in 9th 4：00 am(a)and 5：00 am(b)(Δrepresents the center of TC)

圖7 9日4時(a)和5時(b)經TC中心的垂直速度(m/s)的垂直剖面圖(圖中箭頭表示TC眼區的次級環流)Fig.7 Profile of TC’s vertical velocity (m/s) through the TC center in 9th 4：00 am(a)and 5：00 am(the arrow represents the secondary circulation of TC’s inner core)

同理，當較小的TC內核區放大時，眼區下沉氣流的增強是導致TC強度增強的機制。如第4組試驗中8月8日22時次的內核區大小為42.8 km，中心最低氣壓為960.8 hPa，當TC發展到其下一時次8月8日23時，內核區收放大至56.2 km，中心最低氣壓達到957.2 hPa，強度增強。如圖8所示，從8日22時至8日23時，TC眼區高空300 hPa層的下沉氣流有所增強，最大速度達到-0.3 m/s。進一步分析，圖9為8日22時至8日23時經TC中心的垂直速度的垂直剖面圖，可以看到TC低層的內核區有一定放大，兩側眼墻向外擴張，這種眼區低層的擴張會造成眼區的上升運動減弱和眼墻的上升運動加強。如圖9所示，8日22時眼墻內的氣流上升速度最高僅為0.5～1 m/s左右，而8日23時TC眼墻內的上升運動速度普遍加快，最大能達到3 m/s左右，與上一時次相比，眼墻內的上升運動顯著增強。而眼區內的氣流運動方面，8日22時300 hPa附近眼區高層存在著-0.1 m/s左右的微弱下沉運動，當TC發展到8日23時，眼區高層的下沉速度大面積增強，最高速度有-0.3 m/s以上。這個過程中，伴隨著低層TC眼區的擴張，眼區上升運動減弱，同時眼區高層下沉氣流得到加強，眼墻內上升運動亦變強，這增進了TC的次級環流循環和氣流補給，是較小內核區放大造成TC強度增強的影響機制。

圖8 8日22時(a)和23時(b)300 hPa層TC垂直速度(m/s)分布(Δ為TC中心)Fig.8 Distribution of TC’s vertical velocity (m/s) at 300 hPa in 8th 22：00 pm(a)and 23：00 pm(b)(Δ represents the center of TC)

圖9 8日22時(a)和23時(b)經TC中心的垂直速度(m/s)的垂直剖面圖(圖中箭頭表示TC眼區的次級環流)Fig.9 Profile of TC’s vertical velocity (m/s) through the TC center in 8th 22：00 pm(a)and 23：00 pm (b)(the arrow represents the secondary circulation of TC’s inner core)

4.2 外圍尺度對TC強度影響機理的診斷分析

由上述得知，TC外圍尺度對強度變化的影響主要表現在：外圍尺度的縮小(增大)，有利于TC的減弱(增強)。本小節將探討TC外圍尺度對強度影響的可能機制。

(1)水汽供應范圍的增減是外圍尺度縮放影響TC強度的機制之一

眾所周知，水汽凝結釋放的潛熱是TC的主要能源，這種加熱作用造就了TC的暖心，亦形成了氣壓梯度并依靠其產生和維持TC的巨大風力，若TC內水汽的收支發生變化，勢必會影響TC的強度。穩態TC中水汽的來源主要有兩方面：一方面為海面的水汽蒸發；另一方面為水汽的水平輻合流入[12]。當TC的外圍尺度收縮時，意味著TC接收海面水汽蒸發的面積縮小，這將造成TC從海面接收的蒸發水汽減少，那么由TC低層上升至高層的水汽總量亦會受到影響而減少，水汽補充的不足將導致TC強度衰減；反之，當TC的外圍尺度放大時，TC接收海面水汽蒸發的面積相應增大，TC從海面接收的蒸發水汽增多，于是由TC低層上升至高層的水汽總量亦得以增加，水汽補充的增加則使得TC強度得到維持或增強。

為分析TC外圍尺度變化對TC低層上升至高層的水汽總量的影響，我們利用5組數值試驗的結果進行分析。本小節選用850 hPa層TC外圍尺度范圍內的q·w總量(其中q為濕度，w為垂直運動速度)來表征TC低層上升至高層的水汽總量，并對5組數值試驗共360個時次進行了逐時次計算，得到了與TC外圍尺度相對應的360組上升水汽總量的樣本，通過對這360組計算樣本進行統計分析，圖10給出了TC低層上升至高層的水汽總量隨外圍尺度大小的變化情況。可見，隨著尺度增大，上升的水汽總量亦隨之增大，僅在部分區間如260～300 km及340～380 km區間有一些衰減的變化，但總體而言，上升的水汽總量隨著TC外圍尺度放大(收縮)而增加(減少)，而TC上升至高層的水汽總量減少勢必會造成釋放的潛熱總量減少，進而影響TC強度，這是TC外圍尺度對強度變化的影響機制之一。

圖10 TC低層上升至高層的水汽總量隨外圍尺度的變化Fig.10 Relationship between vapor and TC’s outer size

(2)低層向TC中心徑向輻合范圍的增減是外圍尺度變化影響TC強度的另一機制

另一方面，低層水平氣流的向內輻合是TC強度維持和發展的重要因素，而隨著TC外圍尺度的收縮，TC的環流范圍亦會有所縮小，那么TC產生的兩個次級環流中向外運動的那一支下沉氣流距眼墻的距離也隨之減小，這將會造成眼墻附近的輻合區域縮小并阻礙更多的低層氣流向內的輻合，導致TC強度難以維系或發生衰減。相反地，若TC外圍尺度擴大，TC的環流范圍亦會得到擴張，那么TC產生的次級環流向外下沉支與眼墻之間的距離也被拉大，這會造成眼墻附近的輻合區域擴大并吸納更多的低層氣流向內的輻合，使得TC強度得以維系或增強。以下利用數值試驗結果簡單分析TC外圍尺度收縮(放大)對TC低層輻合區域變化的影響關系。

圖11給出了第5組數值試驗結果中8月8日8時至14時(前一時次的TC外圍尺度為162.0 km，中心最低氣壓為970.5 hPa；后一時次的外圍尺度擴大至261.6 km，而中心最低氣壓降至966.1 hPa)的TC范圍內水平散度分布變化圖，可見前一時次的TC眼墻附近的輻合(散度為負值表示氣流輻合)區域比較稀松且數值普遍較小，其中輻合數值超過-0.000 2的區域范圍極小，輻合最強處亦僅為-0.000 3左右；而后一時次的TC眼墻外輻合區域密集且數值較大，輻合數值超過-0.000 2的區域較廣，圍繞著TC中心呈環狀分布，其中輻合最強處輻合值達到-0.000 6以上。從水平散度的分布特征上不難看出，后一時次與前一時次相比，隨著TC外圍尺度增大，TC低層向內的輻合氣流增多，亦即低層向內輻合加強，最終導致TC強度增強。

圖12給出了第4組數值試驗結果中8月10日3時至9時(前一時次的TC外圍尺度為136.2 km，中心最低氣壓為949.6 hPa；后一時次的外圍尺度縮小為93.9 km，而中心最低氣壓上升至962.8 hPa)的TC范圍內水平散度分布變化圖，可見前一時次的TC眼墻附近的輻合(散度為負值表示氣流輻合)區域環狀分布比較明顯且數值較大，其中相當一部分輻合區域的輻合數值超過-0.000 6，其中輻合最強處甚至達到-0.001以上；而后一時次的TC眼墻外輻合區域相對稀松，輻合數值超過-0.000 6的區域較小，且輻合最強處的輻合值亦僅有-0.000 8左右。后一時次的TC水平散度特征與前一時次相比容易得出這樣的結論，即隨著TC外圍尺度縮小，TC低層向內的輻合氣流減少，亦即低層向內輻合減弱，這最終導致TC強度衰減。外圍尺度的變化影響了TC低層向內輻合的程度，進而導致TC興衰，這是外圍尺度對TC強度影響的機制之一。

圖11 8日8時(a)和14時(b)850 hPa層TC范圍水平散度分布變化(Δ為TC中心)Fig.11 Distribution of TC’s horizontal divergence at 850 hPa in 8th 8：00 am(a)and 14：00 pm(b)(Δ represents the center of TC)

圖12 10日3時(a)和9時(b)850 hPa層TC范圍水平散度分布變化(Δ為TC中心)Fig.12 Distribution of TC’s horizontal divergence at 850 hPa in 10th 3：00 am(a)and 9：00 am(b)(Δ represents the center of TC)

5 結論與討論

本文采用WRF V3.2.1數值模式，對典型個例臺風內核及外圍尺度與熱帶氣旋強度變化進行了模擬和分析，得出了與基于再分析資料的統計分析相一致的結論，即：內核區較大時，內核區的縮(放)有利于熱帶氣旋強度的增大(衰減)；內核區較小時，其內核區的收縮(放大)反而易使熱帶氣旋減弱(增強)；外圍尺度的增大(減小)有利于熱帶氣旋增強(減弱)。此外，本文還初步診斷分析了內核及外圍尺度對熱帶氣旋強度影響的可能機制：

(1)當TC內核區較大時，內核區收縮造成了TC內核區的角速度增大，旋轉加快，進而導致TC增強；反之，內核區放大時，會造成TC內核區的角速度減小，旋轉減慢而使得TC減弱。即TC內核區較大時的縮放引起角速度變化是其影響TC強度的機制之一。

(2)當TC內核區較小時，內核區進一步收縮造成了眼區內的下沉氣流減弱，眼區破碎或填塞，從而使眼墻的上升氣流減弱，最終導致TC強度減弱；同理，此時內核區的放大將加劇眼墻內的上升運動及眼區高層的下沉運動，使TC次級環流得以維持和強盛，TC強度亦隨之增強。即TC內核區較小時的進一步收縮引起的眼區次級環流破壞是其影響TC強度的一種機制。

(3)TC外圍尺度的增大(減小)對TC的增強(減弱)有利，本章對其可能機制的分析表明：外圍尺度變化造成TC低層上升至高層的水汽總量變化，使得TC內水汽釋放的潛熱總量發生相應變化，從而影響TC強度；另一方面，隨著TC外圍尺度發生變化，次級環流的下沉支距眼墻的距離亦有增減，這將利于或阻礙更多的低層氣流向TC內的輻合，使TC強度發生改變。

(4) 數值模擬試驗所得的內核臨界值與歷史樣本的統計分析數值并不完全相等，這可能是由于模式誤差等因素造成，因此所得結論尚有待進一步檢驗和完善。此外，本文工作僅對TC的內核區和外圍尺度對TC強度變化的可能影響機制做了初步探討，至于TC的尺度、內核區和眼區之間的內在聯系及其對TC強度變化的詳細作用機理，有待進一步的精細化診斷分析。

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Numerical simulation on how the inner core and outer size of tropical cyclones influence the intensity

Wu Lianyao1，Lei Xiaotu2，Tang Jie2

(1.ZhejiangMeteorologicalObservatory，Hangzhou310017，China; 2.ShanghaiTyphoonInstituteOfChinaMeteorologicalAdministration，Shanghai200030，China)

Via WRF numerical simulation experiments，this paper discusses the relationship between tropical cyclone(TC) size and intensity，and diagnose the possible mechanism of how TC inner core and outer size influence TC intensity. Results show that: (1) while TC has large inner core，the balance of angular momentum explains that why changing of inner core will course TC intensifying or weakening. (2) While TC has small inner core，the reason why zoom out(zoom in)of inner core leads to TC weakening (intensifying) might be the damage of secondary circulation. (3) the changing of humidity supply and convergence area in low level may be the mechanism for that outer size increment(decrease) helps TC intensifying(weakening)．

tropical cyclone；size；intensity；numerical simulation

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.09.004

2014-08-20；

2015-06-05。

國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)項目(2013CB430300，2015CB452800)；公益性行業(氣象)科研專項經費項目(GYHY201406010)；浙江省氣象科技計劃項目(2014ZD03-1，2013ZD03)。

吳聯要(1986—)，男，浙江省溫州市人，從事熱帶氣旋動力學及預測技術研究。E-mail：wlydgwlydg@163.com

*通信作者：雷小途，男，研究員，主要從事熱帶氣旋動力學及預測技術研究。E-mail：leixt@mail.typhoon.gov.cn

P732.3

A

0253-4193(2015)09-0029-10

吳聯要，雷小途，湯杰. 內核及外圍尺度對熱帶氣旋強度影響的數值試驗[J]. 海洋學報，2015，37(9):29-38，

Wu Lianyao，Lei Xiaotu，Tang Jie. Numerical simulation on how the inner core and outer size of tropical cyclones influence the intensity[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(9):29-38，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.09.004