台风背景下基于北部湾海岛多层观测的风场及空气动力学参数特征分析OA

基于广西北海涠洲岛近地面多层观测数据,选取2023~2024年台风摩羯、三巴和泰利影响时段,首先对各台风过程的观测数据进行质量控制和订正,随后分析北部湾海岛复杂下垫面影响下的台风边界层结构特征,主要包括近地面层风场演变、风廓线特征及空气动力学参数[摩擦速度(u*)、粗糙度长度(z_(0))和拖曳系数(C_(d))]随近地面风速和风向的变化特征。研究表明,10~32 m的台风边界层接近中性稳定层结,平均风速廓线符合对数律分布。在北部湾海岛复杂下垫面作用下,u*、z_(0)和C_(d)随近地面风速的变化特征接近陆地下垫面影响情况,均表现出明显的非单调性,不能简单归为均质海洋下垫面情况。其中,u*的数值范围为0.5~1.5 m s^(−1);当10 m风速大于15 m s^(−1)时,z_(0)和C_(d)的量级分别为10^(−2) m和10^(−3);偏东风影响下的u*、z_(0)和C_(d)数值较偏西风条件下偏大。研究结果有利于加深对复杂海岛下垫面类型下台风边界层结构的理解与认识,对北部湾区域台风数值模拟及参数化方案的优化具有重要意义。