台风移动的最基本理论认为，台风受周围大尺度环境气流的引导而移动。然而这种大尺度环境气流并不能非常准确地描述台风的运动。台风环流与行星涡度梯度相互作用产生β效应，使台风产生非对称气流，即β涡对，这种非对称涡旋将使台风以1—3 m/s的速度移向环境引导气流的向极和向西一侧(Carr et al，1990)。地形的存在也会对台风路径产生影响(Huang et al，2011；Lin et al，2005；Jian et al，2008)。此外，多种尺度系统与台风相互作用也会对台风路径产生重要影响。台风与台风的相互作用是对台风路径改变较大的一种。两个距离足够近的台风之间的环流会相互影响，使得路径变化复杂，有时候两个台风会产生合并(Chan et al，1989; Holland et al，1993；Yang et al，2008)。DeMaria等(1984)研究显示，两个相互靠近的涡旋是相互排斥还是吸引取决于它们之间的距离及二者的涡度廓线。中尺度对流系统对台风的影响虽然不像双台风相互作用那样对台风路径改变那么大，但也将使台风路径产生变化。Holland等(1991)分析研究了中尺度云团对台风的影响，指出中尺度对流系统使得台风路径摆动。Lander等(1994)用模式来描述两个涡旋之间的相互作用，表明两个涡旋走向合并还是分离与二者的距离及结构有关。Willoughby等(1984)发现，由积云对流引发的台风非对称会使台风路径摆动。陈联寿等(1997)研究发现台风外区热力不稳定会导致台风的不对称性增强，继而引起台风路径的异常变化。Zehr(2002)研究发现，垂直切变导致台风切变方向的对流旺盛而逆切变方向的对流受到抑制，这种对流的不对称会导致台风路径预报的偏差较大，Nolan等(2007)也发现这种非对称的非绝热加热对台风移动会造成影响。瞿安祥等(2007)研究也发现初始场中加入台风的不对称分量会使得路径预报更准确。陈联寿等(1995)用准地转正压模式研究了不同尺度涡旋对台风的影响，指出小尺度涡旋在一定条件下有能力使台风偏离正常路径，并指出涡旋与台风相互作用而引起台风的非对称结构随时间非规则变化是导致路径变化的主要原因。马镜娴等(2000)研究了一个衰减低压涡旋对台风路径及强度的影响。罗哲贤等(2009)用正压原始方程模式发现随机分布的小尺度涡旋会对台风移动产生影响。Chen等(2004)研究认为，台风外围中尺度涡旋向内传播使得台风强度、路径产生变化，这种变化与台风本身的结构有关。

上述研究中对台风和各种系统相互影响多采用理想模式模拟，因为在实际大气中很难将各种系统分离出来而单独分析各个系统对台风的影响。由于位涡在绝热无摩擦条件下具有守恒性，其可反演性已经成为理解大气准平衡运动动力学的一个重要工具。自Hoskins等(1985)从理论上全面、清晰、系统地阐述了位涡理论之后，位涡和位涡反演理论得到前所未有的发展。Hoskins指出进行反演所必须具备的3个基本条件：(1)指定某种平衡条件；(2)指定某种参考状态来描述位涡的质量分布；(3)在适当边界条件下，对整个区域求解位涡反演问题。其应用主要体现在分部位涡反演。位涡分离具备添加、减少和分割的随意性，使得它在研究局部扰动对整个环流场的贡献时具有明显优势。位涡的守恒性和可反演性已经成为位涡应用的两个重要方面，二者结合起来可以完善地描述大气运动。Davis等(1991)首次提出位涡具有分部反演的性质，即利用位涡守恒性分离出由非守恒过程引起的位涡异常，借助分部反演方法诊断出不同位涡异常对风、压、温度场的贡献，进而推断产生该现象的主要原因。位涡反演的流场、位势高度及温度场是否准确取决于平衡方程对平衡运动描述是否准确。越来越多的人从位涡的角度来研究台风以及台风和周围系统的内在联系。位涡反演方法能够比较好地分离单个系统而不改变周围环境气流。Wu等(1995a，1995b)用位涡反演方法定量分析了平均气流及正、负环境位涡异常对台风的影响。Wu等(1996，2004，2009)、Shapiro(1996)、Shapiro等(1999)和Yang等(2008)利用位涡反演方法研究了台风不同部分的高层位涡扰动、大陆高压、中纬度槽及双台风对台风移动的影响。

在中尺度对流系统对台风影响方面已有很多研究，因为中尺度对流系统在实际个例中难以分离等原因，主要采用正压模式利用理想的涡旋代替台风和中尺度对流系统来研究中尺度对流系统对台风影响。实际中尺度对流系统与理想涡旋有很大不同，包括其大小、强度、辐合、辐散及维持时间等。因此，只用理想模式模拟分析可能与实际情况有较大差距，然而在分析实际中尺度对流系统对台风移动影响这方面的文章尚少。本文在Wang等(2003)的PV-ω位涡反演基础上，采用Kieu等(2010)PV-ω分部反演方法，将非守恒因子引入到非线性平衡方程和位涡守恒方程，即在非线性平衡的基础之上，加入准地转ω方程、涡度方程，用来分离诊断中尺度对流系统对台风的影响。并通过改变初始场用模拟的方法来研究中尺度对流系统大小及存在与否对台风的影响。2 台风“风神”概况及数值模拟

“风神”于2008年6月18日在菲律宾以东海域形成热带低压，其后逐渐发展为台风，并向西至西北偏西移动，之后穿越菲律宾中部。6月22日，进入中国南海，直至25日在广东粤东沿海登陆。各个机构对“风神”路径的预报都出现较大偏差。数值模拟也很难将其准确模拟。其路径经历3次较大的偏转，分别在20日12时—21日08时(世界时，下同)、22日17—23时、23日11—16时，台风由向偏北方向移动转为向西行。从卫星云图上看，“风神”台风在移动过程中表现出较强的不对称性。

图 1为从卫星云图资料中选取的2008年6月20日12时—22日14时的云顶亮温。台风在这段时间内其西侧或西南侧常存在中尺度对流系统，不对称性也较强。中尺度对流系统并不是只存在于一个孤立的时刻，通常会持续几个小时甚至十几个小时。因此，在台风移动过程中频繁出现较强的中尺度对流系统和台风呈现出强的不对称性可能是造成“风神”移动路径预报误差的主要原因。为了更好地研究影响“风神”的中尺度对流系统，利用WRF模式对“风神”进行模拟，采用双向嵌套网格系统(表 1)，其中，粗网格模拟时长为78 h(2008年6月19日12时—22日18时)，积分步长为60 s。第2重网格晚6 h启动(2008年6月19日18时—22日18时)，并自动跟随涡旋移动，输出逐时模拟结果。

图 1 相当黑体亮温 (a. 6月20日12时, b. 21日11时, c. 21日22时, d. 22日14时; 圆圈区域为中尺度对流系统所在区域, 是台风中心) Fig. 1 Satellite blackbody equivalent temperatures (a. 12:00 UTC 20 JUNE, b. 11:00 UTC 21 JUNE, c. 22:00 UTC 21 JUNE and d. 14:00 UTC 22 JUNE; the circle is MCS region, is the typhoon center)

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图 2为模拟和实测大气最低气压、最大风速随时间演变及台风模拟和JTWC最佳路径。比较模拟和观测结果可见模拟的走向与实况基本一致。因此，模式输出资料能够比较准确地描述“风神”发展状况。

图 2 “风神”的(a)路径、(b)最低气压及(c)最大风速 Fig. 2 Track positions for Typhoon Fengshen(a)，the minimum sea surface pressure(b) and the maximum tangential wind(c)from the model simulation and observational data

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从模式模拟的云顶亮温、雷达反射率因子及涡度场来看，“风神”在移动过程中其左侧不断有中尺度对流系统出现。在20日03—12时的云顶亮温及位涡场(图 3)上，可以明显看出，位于台风西侧偏南处(10.5°N，117°E)有一块云顶亮温低值区域，存在旺盛的对流系统，尺度约400 km，为一个中尺度对流系统。并且，此中尺度对流系统相对于台风的位置基本没有变化，12时只比03时向台风方向略微靠近了一点，在此期间台风也向北方略移动了一些。从图中看两者相对运动比较缓慢，且中尺度对流系统持续时间较长。陈联寿等(1995)研究指出，当一个较小涡旋出现在一个较大涡旋周围时，会出现小涡旋绕大涡旋旋转的现象。然而在本个例研究中，中尺度对流系统与台风的相对位置没有明显的变化，这可能与局地地形或者变化缓慢的大尺度环境场有关。从12时模拟的云顶亮温与图 1中12时实况资料对比可以看出，模拟出的中尺度对流系统与实况比较相似，能够比较真实反映实况特征。

图 3 20日(a)03、(b)06、(c)09、(d)12时的云顶亮温(阴影)、5 km高度处位涡(等值线，PVU)和风场(矢线)(图中圆圈为中尺度对流系统区域) Fig. 3 Cloud top temperatures(shaded，℃)，wind field(vector) and potential vorticity field(contour，PVU)on 5 km from the simulated Fengshen at 03：00(a)，06：00(b)，09：00(c)，and 12：00 UTC(d)20 June(The circle is the MCS region)

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中尺度对流系统中的强对流与位涡并不是集中在一起(图 4)，中尺度对流系统位涡也并不完全是中间大两侧小，而是有几个大值中心散落在中尺度对流系统的区域内。中尺度对流系统的发生、发展通常指的是整个中尺度对流系统的平均状况。中尺度对流系统与台风相对位置变化不大，为更好地研究中尺度对流系统与台风随时间的演变过程，将位涡和雷达反射率在AB、CD线(图 4)之间做平均，AB、CD为距离中尺度对流系统中心和台风中心连线(MN)180 km的平行线；同时在中尺度对流系统位涡较强的4—7 km高度平均，得到位涡和雷达反射率因子随时间的演变(图 5)。

图 4 20日10时在5 km高度处的模式风场(矢线)和位涡(阴影)(图中半径300 km的圆圈为位涡反演时所取中尺度系统位涡扰动所在区域，MN线为中尺度系统中心与台风中心连线，AB和CD两条线为距离MN 180 km 的两条平行线) Fig. 4 Simulated wind and potential vorticity on 5 km at 10：00 UTC 20 Jun(The circle with a radius of 300 km，presents the region of potential vorticity perturbation when the PV retrieval performed for the mesoscale system and the line MN connects the typhoon center with the lines AB and CD parallel at a distance of 180 km from line MN)

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图 5 20日00时—21日18时的位涡(等值线，PVU)，雷达反射率因子(阴影)的时间剖面(为沿图 4中AB与CD之间垂直高度4—7 km的平均值，横坐标表示距台风中心的距离) Fig. 5 Time-radial section of radar reflection and potential vorticity from 00:00 UTC 20 to 18:00 UTC 21 Jun(The mean radar reflection(shaded) and potential vorticity(contour，PVU)from 4 to 7 km are the results averaged over the AB and CD line in Fig. 4)

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从图 5可以看出，在台风左侧离台风中心950 km处，20日00时出现一个较小的中尺度对流系统，00—06时中尺度对流系统与台风中心距离快速减小并逐渐增强，在10时前后达到最大。同时，该中尺度对流系统的右侧距离台风中心500 km处的一个中尺度对流系统快速发展，随后左侧中尺度对流系统快速消亡，至16时左侧中尺度对流系统已经基本消失。在台风左侧的这一区域，中尺度对流系统并不是维持不变，中间存在着系统的更替与演变，直至21日16时台风左侧的中尺度对流系统才逐渐消失。本研究则主要研究06—18时台风左侧720 km处的中尺度对流系统。为了研究中尺度对流系统对台风的影响，选取10时左侧中尺度对流系统发展到较强时刻来诊断研究中尺度对流系统对台风的影响。

衡量中尺度对流系统对台风移动的影响需要有测定的方法。台风的移动往往沿着环境引导气流的方向。引导气流的概念是建立在将台风看作一个孤立对称的涡度异常叠加在背景场假设的基础上，求解引导气流的方法有很多，最常用的是将不同层次权重的水平平均气流做一个垂直平均(Chan et al，1982)。飞机和雷达资料表明，在较小半径上的平均气流与台风移动较为一致，因为较小半径的平均气流不仅包含了环境引导气流，还包含了内部动力过程及台风与多尺度系统相互作用所产生的次级引导气流。本文研究中尺度对流系统对台风路径的影响，需要相对精确的引导气流，因此，采用引导层的概念，将台风中心半径300 km以内的平均气流减去台风的移动速度，其中，哪一层最接近台风移动速度，即将其设为引导层。中尺度对流系统引起的引导层平均气流的变化可以看作是其对台风移动的影响。

从图 6b中可以看出，在5 km高度处台风半径300 km以内的平均风速基本与台风移动速度相同，将这一层设为引导层，在引导层上下有明显的风向转变。在实际个例中研究中尺度对流系统对台风的影响时，怎样确定中尺 度对流系统的区域，如何区分中尺度对流系统与台风是比较困难的。为了诊断中尺度对流系统对台风移动的影响，采用分部位涡反演方法将中尺度对流系统分离出来，分析其对台风的影响。

图 6 20日00—23时距台风中心300 km内的(a)平均环境风、(b)相对于台风移速的平均环境风(虚线代表引导层位置)的时间-高度剖面 Fig. 6 Height-temporal cross section of the(a)total and (b)storm-relative winds averaged over a radius of 600 km from the center of the simulated Fengshen(The dashed lines in(b)denote the steering level of the storm from 00:00 to 23:00 UTC 20 June)

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在运用分部位涡反演时，台风平均场是沿台风中心的轴对称平均，中尺度对流系统可以看做是叠加在台风平均气流上的扰动。因此，在选定中尺度位涡扰动时，选取台风西侧中尺度涡旋从中心到半径300 km区域内位涡的扰动作为中尺度对流系统位涡扰动来反演中尺度对流系统。图 4中圆圈所示位置为所取的中尺度对流系统位涡扰动的区域。利用非线性平衡位涡反演得到中尺度区域位涡的反演风场(图 7)。

图 7 5 km高度处的雷达反射率因子和在引导层反演得到的风场(矢线)(a．用位涡扰动反演的风场，b．用图 4中圆圈区域内中尺度对流系统的位涡扰动反演的平衡流场，c．用图 4中圆外位涡扰动反演的平衡流场，d．用整体位涡反演出的风场减去中尺度区域位涡反演出的风场再减去剩余区域位涡扰动反演出的风场) Fig. 7 Radar reflection at 3 km and the retrieved wind field(vector)on the steering level(a)wind retrieved from the potential vorticity disturbance，(b)the retrieved wind from the PV disturbance in the mesoscale system region(inside the circle in Fig. 4)，(c)retrieved balanced wind from the PV disturbance outside the circle in Fig. 4，and (d)the difference between the summation of the balanced wind field of the mesoscale region PV disturbance and the tetrieved wind from the PV disturbance then minus the remaining disturbance out of the mesoscale system region

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比较图 7a与图 4可以看出，整体位涡反演的平衡风场与实际风场比较相似。说明平衡风场与模式风场是基本一致的。而图 7d为图 7a减去7b再减去图 7c的结果，从图中看其误差不超过0.5 m/s，说明整体反演得到的平衡风场与由中尺度位涡扰动和其剩余位涡扰动所得到的平衡风场的和是一致的。这是因为在做分部位涡反演时，其平衡方程已经做了线性化处理符合线性叠加原理。这样分割出来的位涡反演得到的流场与剩余位涡得到的流场叠加就应该是整体的反演结果，由此才能保证反演算法的正确性。此时反演出的中尺度对流系统是基于非线性平衡基础上得到的平衡风场，忽略了辐合、辐散。然而对于中尺度对流系统而言，其内部的辐合辐散往往比较强，上升速度也比较大，涡度和散度有时甚至处于同一量级，因此，对一个中尺度对流系统而言，求得其辐合、辐散气流是至关重要的。

为了得到更加理想的中尺度对流系统，引用Wang等(2003)的PV-ω位涡反演方法，在得到中尺度对流系统的平衡流场的基础上加入中尺度对流系统区域的潜热、摩擦，利用PV-ω方法将中尺度对流系统的垂直速度和由此中尺度对流系统所引发的辐合、辐散气流求出，得到此中尺度对流系统的准平衡场(图 8)。由图 8可以看出，反演的中尺度对流系统处于台风外围位涡较大的区域，在底层存在明显的入流，垂直速度在8 km高度处达到最大。对于此中尺度对流系统，6 km以下为入流，7 km以上为出流。虽然反演得到的切向风在台风中心的数值并不大，但鉴于台风的移动速度并不快，中尺度对流系统能够对台风的移动造成一定影响，尽管可能数值并不大，若有其他因素的影响或台风处于路径转折的关键点上，则有可能对台风的移动造成较大影响。

图 8 PV-ω方法反演的沿MN截面的中尺度对流系统切向风(等值线，m/s)、径向风和垂直速度(矢线)和沿截面的位涡(阴影，单位PVU) Fig. 8 Vertical section of the retrieved tangential wind(contour)，radial wind and W(vector)using the PV-ω method as well as the potential vorticity(shaded，PVU)along the line MN

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为了更直观地显示中尺度对流系统对台风移动的影响，将中尺度对流系统所得到的风场转化到引导气流上。图 9a为在引导层上反演出的中尺度对流系统的切向风和径向风。可以看出径向风在台风中心附近不为0，且方向指向中尺度对流系统方向，说明中尺度对流系统将使台风向其所在方向移动。并且，在反演时采用了静力平衡算法，准地转近似使中尺度对流系统中反演的辐合、辐散比实际偏小，垂直速度只能反演出70%左右，因此，实际中尺度对流系统的径向风将比图 9a中的径向风大。在图 9b中实线为引导层上的平均风速，虚线为反演得到的中尺度对流系统风场在引导层上的平均风速。中尺度对流系统对台风移动的影响可以简单用其对引导气流的作用来表示。此时中尺度对流系统对台风的影响将使台风向其移动的前进方向移动。就其对台风移动速度的贡献来讲，单从大小方面看其贡献甚至超过了1/4。Chen等(2004)的研究表明，中尺度对流系统与台风存在复杂的非线性关系。虽然仅看中尺度对流系统对引导气流的贡献或许尚不能完全表明二者的复杂关系，但从此时中尺度对流系统对台风的简单线性影响中亦可在一定程度上看出中尺度对流系统能够对台风移动造成某些影响。

图 9(a)反演的中尺度对流系统沿图 4中MN线的切向和径向风及(b)在引导层上的台风中心半径300 km内模式输出风场的平均速度和反演的中尺度对流系统的风速平均 Fig. 9(a)Tangential and radial wind of the retrieved MCS along the line MN in Fig. 4 and (b)averaged wind over a radius of 300 km from the center of the simulated Fengshen and the retrieved MCS wind of the typhoon on the steering level

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中尺度对流系统是持续存在的，并不是单单存在于某一时刻，因此，只诊断某一时刻对台风移动速度的影响则不能全面解释中尺度对流系统长时间的存在对台风移动的综合影响。为此，本文设计了3组试验。

利用WRF中ndown程序将20日06时以后36 h模式输出的边界作为边界数据，选用模拟的“风神”20日06时中尺度对流系统快速发展时的模式输出结果做3组试验，第1组作为控制试验(Control)不做任何改变直接从06时向后模拟；第2组从06时初始场中去除通过位涡反演得到的中尺度对流系统(MCS_removed)，研究去除中尺度对流系统后台风路径变化；第3组试验将中尺度对流系统区域的位涡扰动增强为原来的1.8倍(MCS_enlarged)，研究增强的中尺度对流系统对台风移动的影响。这3组试验初始场对比如图 10所示。从图 10b可以看出，中尺度对流系统区域位涡明显减小，辐合辐散也明显减小。图 10c中的中尺度对流系统区域位涡明显增加，涡旋也相应增大。 此外，在去除中尺度对流系统模拟试验中，中尺度对流系统区域内的水汽用环境平均水汽替换，这样就防止了由于原来水汽积累的潜热释放所导致的中尺度对流系统的再生。

图 10 20日06时5 km高度处3个试验初始场的风场(矢线)与位涡(阴影)(a．控制试验，b．去除中尺度对流系统试验，c．增强中尺度对流系统试验) Fig. 10 Initial wind fields on 5 km at 06：00 UTC 20 June in the three experiments(vector)，and the potential vorticity field(shaded)(a)Control，(b)the simulation with the MCS_removed，and (c)the simulation with the MCS_enlarged

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图 11为3组试验开始后每隔3 h中尺度对流系统中心和台风中心的垂直剖面。可以看出在控制试验中，中尺度对流系统按照原来模拟的结果正常发展。而在去除中尺度对流系统的试验中，中尺度对流系统从初始时就不再产生。而在中尺度对流系统位涡增强的试验与控制试验相比，中尺度对流系统剧烈发展。关于这一点在3个中尺度对流系统试验随时间演变中(图 12)也可以清晰地看出。在模式运行的前12 h，去除中尺度对流系统试验中尺度对流系统不再出现，而在增强中尺度对流系统试验中这段时间则明显增强。但是，也可以看出，在06时的去除和增强中尺度对流系统都不能阻止18时之后的中尺度对流系统的再生，再生的中尺度对流系统的强度虽有所变化，但是变化并不大。因此，在讨论中尺度对流系统对台风影响时，主要讨论模式前12 h中尺度对流系统的作用。

图 11 3组试验沿台风中心和中尺度中心位涡(阴影)和风场(箭矢)的垂直剖面(a1、a2、a3、a4.控制实验，b1、b2、b3、b4.去除中尺度对流系统，c1、c2、c3、c4．增强中尺度对流系统从20日06—15时间隔3 h的变化) Fig. 11 Height vs. the distance along the connecting line between the MCS center and typhoon center in the three experiments(a1，a2，a3，a4／b1，b2，b3，b4／c1，c2，c3，c4 are for 06：00，09：00，12：00，15：00 UTC 20 June，respectively，from the control experiments/the simulation with the MCS-removed/the one with the MCS-enlarged)

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从图 12看出中尺度对流系统不是连续的，其存在和发展有其时间尺度。一个中尺度对流系统的存在和下一个中尺度对流系统的产生关系不是很大，中尺度对流系统的产生主要与周围环境有关。本文只对初始场的中尺度对流系统进行改变。

图 12 3个试验中中尺度对流系统和台风随时间演变(a．控制试验，b．去除中尺度对流系统试验，c．增强中尺度对流系统试验;其他同图 5) Fig. 12 The same as in Fig. 5 but for(a)the control experiments，(b)the simulation with the MCS-removed，and (c)the one with the MCS-enlarged

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中尺度对流系统的存在将导致台风路径的变化，图 13说明在3个试验中，中尺度对流系统对台风路径的影响。控制试验中，初始场和边界场都采用模拟资料而没有任何改变，台风的路径与原来模拟的路径是一致的。去除中尺度对流系统后，在前12 h内台风移动与控制试验相比速度慢且路径偏向控制试验路径的左侧。这与图 9中得到结果一致，中尺度对流系统将使此时的台风偏向平均风速的右侧。从这两个试验中可以得出，在模式运行的前12 h内，中尺度对流系统使台风加速，并使台风路径偏向原来的右侧。用增强中尺度对流系统的试验作为验证，同样说明了前面得到的结论的正确性，增强的中尺度对流系统使台风在其前进路径上移动得更快且偏向控制试验路径的右侧。模式运行12 h后，去除中尺度对流系统的台风中心位于(12.05°N，123.53°E)，而在控制试验中，台风中心位于(12.30°N，123.30°E)，两者相差0.25个纬距和0.23个经距，即两者平均移速相差0.85 m/s，换算成u、v则分别为0.59与0.64 m/s。这一结果与在第3节诊断出的中尺度对流系统对台风的移动影响相比，u的绝对值更大，方向比第3节诊断得到的风速更加偏西，这或许与采用的反演方法中使用了准地转平衡和静力平衡而导致辐合、辐散风较小有关。此差异风速与诊断出的图 9显示的中尺度对流系统风速相比绝对值偏小，但由于诊断时正处于中尺度对流系统旺盛阶段，若取此阶段的平均风速就更相近了。

图 13 3个试验的台风路径(数字为模式运行的小时数) Fig. 13 Typhoon tracks from the three experiments(Number denotes the model run hours)

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从图中还可以看出，模式运行12 h后，去除中尺度对流系统和控制试验的路径与原来相比都开始向偏北方向移动，而增强中尺度对流系统试验变化不大。经12 h周围大环境场变化引起引导气流变化，引导气流向北偏转，对于去除中尺度对流系统后的台风而言，没有中尺度对流系统叠加的向西向极速度，使其向西向北的速度较慢，速度很容易改变。而增强中尺度对流系统路径变化不大有两个原因，一是由于叠加了增强的中尺度对流系统使得其向西北移动速度较快，相同的力量改变一个移动速度快的物体需要的时间长，二是在环境气流改为偏北后，在增强中尺度对流系统试验中，台风移动由于增强中尺度对流系统的原因比控制试验台风移动偏北，环境气流改变相对于其移动方向来说变化不大，因此，对其移动影响较小。从图 13可看出，中尺度对流系统叠加在台风上面的风速最终还是会表现出来，增强的中尺度对流系统将使台风移动得更偏西偏北。

图 14为中尺度对流系统对台风影响示意图。可以看出，中尺度对流系统究竟使得路径偏左或偏右是相对的，同样的中尺度对流系统，当大环境引导气流由图示箭头4变为5时，中尺度对流系统也就使路径由偏右改为偏左。中尺度对流系统产生的影响只是叠加在引导气流上而已。

图 14 中尺度对流系统对台风影响示意图 Fig. 14 Schematic conceptual model the MCS impact on the track of Typhoon Fengshen

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已有的研究均表明中尺度对流系统将使台风移动表现出振荡，对台风移动来说只是使其移动更加蜿蜒曲折，而本个例中的中尺度对流系统对其移动 有较大影响。图 15解释了本个例研究的中尺度对流系统与已有研究中的不同。从图 15a中可以看出，这种情况主要出现在理想模拟试验和台风周边的对流云团中。在这种情况下中尺度对流系统围绕台风转动，且在速度不同时中尺度对流系统对台风的作用亦不同，而台风是一种强烈的天气系统，想要改变其移动则需要很多时间。旋转的涡旋绕台风一圈对台风整体移动改变为0。而图 15b中的情况则出现在本个例中或者台风与其他大尺度缓慢变化的系统相互作用而产生的中尺度对流系统中。这种情况下中尺度对流系统与台风相对位置变化不大，且中尺度对流系统持续时间较长，中尺度对流系统对台风的作用始终朝一个方向，这种作用力如果时间足够长最终会使得台风产生与其相对应的移动速度。因此，台风的移动位置有较大的变化。

图 15 两种不同中尺度对流系统对台风影响示意图(图中数字表示不同时刻的中尺度对流系统对台风移动的作用，a、b图中右侧虚线箭头表示台风在中尺度对流系统影响下的移动) Fig. 15 Schematic diagram for the effects of the two different MCSs on typhoon movement(Numbers denote the MCS in the time order and its corresponding effect on typhoon moving direction；the dashed arrow on the right of the figure denotes the resultant movement track of typhoon)

图选项

本文通过卫星资料分析和利用模式模拟研究发现，“风神”发展移动过程中台风外围存在明显的中尺度对流系统，台风路径预报的偏差可能是由中尺度对流系统引起的。通过位涡反演诊断分析，在中尺度对流系统发展到比较强的阶段，中尺度对流系统对引导气流的影响有25%左右的贡献，能够对台风的移动造成一些影响。为了更好地研究持续存在的中尺度对流系统对台风的影响，通过模式模拟方法设置了3个试验来研究中尺度对流系统对台风的影响，一是不做改变继续模拟，二是在初始场中去除位涡反演得到的准平衡中尺度对流系统，三是在初始场中增强中尺度对流系统位涡，使得中尺度对流系统增强，三者采用同样边界条件，发现中尺度对流系统将使台风向西向极速度更大，而究竟使得路径左偏还是右偏取决于引导气流的方向和台风与中尺度对流系统的相对位置，而不管引导气流的方向变化如何，中尺度对流系统将使台风向极向西运动得更远。图示说明了本个例中尺度对流系统引起台风运动变化较大的原因在于中尺度对流系统与台风相对位置变化不大。

本文虽然研究了中尺度对流系统对台风的影响，但中尺度对流系统与台风相对位置变化不大的具体原因，不同结构的中尺度对流系统对台风的影响还需要做进一步的研究。Chen(2004)研究亦指出，中尺度对流系统对台风的影响与中尺度对流系统大小，距台风中心距离及位置有关，因此，还需要做一些试验来继续验证。

致谢： 感谢美国马里兰大学张大林教授和南京信息工程大学吴立广教授的建设性指导意见。