Тропический циклон представляет собой атмосферный вихрь в тропических широтах с пониженным атмосферным давлением в центральной части. Диаметр тропических циклонов в среднем составляет 100 - 300 км. Барические градиенты в тропическом циклоне очень велики и ветер достигает силы шторма - от 110 до 123 км/ч. Во всей области тропического циклона присутствуют сильные восходящие движения воздуха и развивается мощная облачная система с обильными ливневыми осадками и грозами [6].
Тропический циклон — это опасное для человека природное явление, поэтому требует детального изучения. Изучение тропических циклонов является темой данного исследования.
Рассматриваемые атмосферные вихри зарождаются, существуют и заполняются, в основном, в тропических широтах. Из-за этого большая часть территории России не страдает от последствий, вызываемых тропическими циклонами. Единственная территория страны, которая периодически находится под влиянием ураганов - это Дальний Восток. Причем тропические циклоны выходят сюда, как в своей непосредственно тропической форме, так и в форме внетропических циклонов после регенерации на полярном фронте. Циклоны на Дальнем Востоке называются тайфунами; образуются они в Тихом океане и в течение своего жизненного цикла помимо Приморского края России причиняют ущерб также Филиппинам, Тайваню, Китаю, Корее и Японии.
Объектом исследования данной ВКР бакалавра являются
непосредственно тропические циклоны.
Предмет исследования представляет собой моделирование параметров тропических циклонов для их лучшего обнаружения и прогнозирования.
Рассматриваемая тема исследования является актуальной в связи с эффектом, которые тропические циклоны оказывают на природу и сферы жизнедеятельности человека. В год в пределах изучаемой территории наблюдается около 30 тайфунов. Причем до дальневосточной территории России доходит 2 - 4 циклона. Каждый из вихрей приносит с собой ухудшение погодных условий: резкое усиление ветра и выпадение большого количества осадков, нередко приводящее к наводнениям. Именно поэтому необходимо детальное изучение и прогнозирование всех стадий развития тропических циклонов и элементов погоды каждого из циклонов для избежания опасных последствий или их минимизации. В противном случае неправильный или несвоевременный прогноз может повлечь за собой катастрофические последствия.
Цель работы - исследование тропических циклонов, образующихся в северо-западной части Тихого океана.
Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучение механизма формирования тропических циклонов, их структуры и стадий развития;
2. Отыскание и изучение базы данных о тропических циклонах северо-западной части Тихого океана;
3. Отбор тех циклонов, которые в силу своей траектории повлияли на изменение погодных условий на Дальнем Востоке;
4. Моделирование тропических циклонов в течение всего периода их существования с использованием мезомасштабной модели WRF-ARW;
5. Анализ тропических циклонов на основе результатов гидродинамического моделирования...
В работе было проведено исследование тропических циклонов северо-западной части Тихого океана. Были определены основные районы их возникновения, структура циклонов и основные стадии развития.
Особое внимание в работе уделялось тропическим циклонам, которые влияют на погоду Дальнего Востока Российской Федерации. Более подробно были рассмотрены тайфуны за 2015 - 2020 годы. В соответствии с изученной информацией исследовательского центра наблюдений за Землей на базе Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA/EORC [14] была составлена собственная база данных о тайфунах, вышедших на территорию Приморского края, в период с 2015 по 2020 год.
Помимо сбора теоретических данных о тропических циклонах также была выполнена практическая часть. Она заключалась в выполнении моделирования основных метеорологических величин двух тайфунов: Лайонрок и Хайшен. В работе применялась модель «Weather Research and Forecasting - Advanced Research WRF» (WRF-ARW).
Как уже предварительно указывалось в работе, исходя из выбранных начальных данных модели «Global Forecast System» (GFS) с разным шагом сетки, а именно 0,25° и 2,5°, лучшие окончательные результаты были получены при использовании более мелкого шага сетки, то есть 0,25°. Это можно увидеть при сравнении реальных траекторий изучаемых тропических циклонов с данными, полученными моделированием. Можно заметить, что с более мелким шагом сетки получаемы изображения более детально описывают рассматриваемые метеорологические величины.
В ходе работы были выполнены все поставленные задачи. Это значит, что цель исследуемой работы выполнена.
