近年来热带气旋外眼墙形成动力学研究的前沿研究方向为复杂环境对外眼墙形成的影响机制，其中重要进展之一认为，一定强度的环境垂直风切变有利于热带气旋外眼墙形成。然而，多数研究仅考虑了高低层风速导致的环境垂直风切变的作用，实际大气中环境风廓线较复杂，例如垂直层次上还存在方向的变化（即存在环境螺旋度），那么此类环境风切变对外眼墙形成有何影响？利用WRF理想数值模拟试验，探究在环境风向随高度气旋式和反气旋式变化的切变环境中，即正、负螺旋度环境情形下热带气旋外眼墙形成的特征和机理。
研究表明：在负螺旋度环境下，切变产生的中层干入侵同外雨带层云的位置耦合，由于增强的蒸发冷却引起层云下方下沉入流增强是外眼墙形成的关键；而在正螺旋度环境中，由于干入侵位置同外螺旋雨带层云所在位置不匹配，因此在层云下方并没有明显的下沉入流。不同于以往研究中下沉入流使得边界层切向风加速产生超梯度力引起辐合，该研究发现在负螺旋度环境下，逆切变左侧的下沉入流直接同内核区出流产生辐合，加强该象限对流，对流轴对称化使得外眼墙形成。研究的另一个发现是，顺切变左侧的对流形成后并不能马上顺利得轴对称化，而是随着逆切变右侧象限对流层的增湿才逐渐促进对流轴对称化。特别是逆切变右侧象限层云下方蒸发明显导致对流层中、低层增湿（即“淋浴头效应”），有利于之前在顺切边左侧象限形成的对流能够向下游气旋式轴对称化，，最终在负螺旋度环境中形成次眼墙。
（a）正（CW4）、（b）负（CC4）螺旋度试验中1km高度轴对称切向风（等值线，msˉ¹）和3km高度雷达反射率
负螺旋度环境下外眼墙形成机制的示意图
核心PI
李青青 |
南京信息工程大学
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1、台风动力学
2、中尺度气象学
3、台风内核结构变化和机理
1、国家自然基金气象联合基金项目：复杂环境下登陆热带气旋降雨精细结构特征和机理研究（U2342202）（主持：2024年-2027年）；
2、国家自然基金面上项目：复杂垂直风切变环境下的外雨带活动及其对热带气旋结构和强度变化的影响（42175005）（主持：2022年-2025年）；
3、国家自然基金面上项目：摩擦耗散加热及其对热带气旋结构和强度变化的影响研究（41875054）（主持：2019年-2022年）；
4、国家重点研发计划：台风强度/结构变化的关键动力-热力过程及预报理论研究（2017YFC1501601）（参与；2018年-2022年）；
5、973项目：登陆台风精细结构的观测、预报与影响评估（2015CB452800）（参与；2015年1月-2019年8月）；
文章信息：
上述研究成果发表于国际权威期刊《Journal of the Atmospheric Sciences》。南京信息工程大学大气科学学院硕士研究生王逸昊为论文第一作者，李青青研究员为文章通讯作者。该研究工作受国家自然基金气象联合基金项目“复杂环境下登陆热带气旋降雨精细结构特征和机理研究（U2342202）”以及面上项目“复杂垂直风切变环境下的外雨带活动及其对热带气旋结构和强度变化的影响”资助。
论文发表：
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