经涡块合并等自组织途径生成强涡的动力学,是2003年6月将召开的国际涡旋动力学会议的第一优先课题,现处于起步阶段。同时,在青藏高原东侧,长江上、中游以及东南沿海灾害性天气的形成中,均已揭示出一种观测现象,即涡块合并生成强涡。本项目拟将此国际前沿的问题与我国灾害性天气形成中具有共性的富有特征的现象结合起来,将涡旋动力学与非线性动力学结合起来,开展涡旋自组织动力学的研究。分析涡旋自组织的典型个例及其一
涡旋自组织是2003年国际涡旋动力学会议的第一优先专题,也是我国强灾害性天气形成过程中普通存在的现象。本项目诊断了涡旋自组织的观测事实;识别了涡旋自组织的条件;分析了偶然性和非绝热加热等在涡旋自组织过程中的作用,研究了西太平洋台风和长江下游暴雨的自组织特征。研究发现,一直被国内外同行忽略不计的半径小于50公里的小涡,可以形成台风主涡的微环境场;微环境场的多样性可以影响到台风运动的宏观行为和预测成败。在此基础上,从自组织的新视角提出了可包含现有国际著名早期台风增强理论模型的新理论模型,通过与观测事实对比,新模型对早期台风增强幅度的模拟更加接近于实际大气运动。同时,还提出了涡旋自组织的两类物理机制等。项目组成员在SCI刊物计发表论文17篇,其中国际重要学术刊物11篇。"微环境场的多样性和涡运动的复杂性"一文被美国地球物理协会(AGU)选为2006年的亮点文章,取得了重要的研究进展。研究结果对于台风和中小尺度强灾害性天气预测理论和防灾减灾,具有重要的科学意义和应用前景。