我们知道,拥有高折算系数的TC一般在FL拥有次梯度,而低折算系数一般在FL拥有相对超梯度。那么就可以假设FL遵循梯度风平衡,通过FL层面风速推算出的降压与实测相对比,便可以大致分辨这一现象;所以我对雷达速度巅峰期的FL梯度风降压进行了分析。
梯度风平衡的原理就是 气压梯度力-离心力=科氏力(地转偏向力),等高情况表达式为:


我们假设雷达扫描高度上遵循梯度风平衡,已知TC的切向风场以及空气密度,便可根据外围的某个气压实测(outer_P)去用梯度风平衡推算中心气压。


而这里我们采用湛江03Z时分的996hPa海压(距离中心约105km)作为积分的初始值。具体推估方法的简述如下:
(1). FL层面梯度风。这一步骤是DR法误差的主要来源。
i. 由于需要在同一高度(也就是与雷达距离相同处)推算降压,根据几何原理,真实风向不可能平行与雷达径向。所以需要根据雷达径向与风向的夹角去推定实际FL风速。忽略抽吸导致的TC径向风,则根据几何法采用:


θr和θtc分别表示该点在以雷达和TC为参考系下的方位角。(在实际操作中,风向与径向相差很小下会忽略这一步骤。)
ii. FL梯度风。由实际FL风速加减移速后得出。公式为:


风向与移向近似呈平行线我们直接加减移速。
iii. 与其他象限的计算结果对比并有些主观的对雷达的“上蹿下跳”现象进行一定处理。
(雷达色阶比较阴间,可能这会带来误差)
(2). 空气密度。由于TC存在低空暖心,所以采用标准空气密度去推算降压时便有机会高估降压。故我们保留了FL暖心径向分布和背景温度的输入,亦用此暖心根据理想气体定律


推定该点的空气密度。另外,眼内的干空气摩尔质量会略高于湿空气,但我还没有找到合适的方法量化湿度径向分布,故暂时没有加入这个修正。
(3). 代入梯度风平衡方程,结合静力平衡方程


计算每一点的海平面气压。
i. 计算出FL高度的气压后,FL至海平面的气温采用两者之间的线性插值,并用步骤2的方法计算出对应的空气密度,带入静力平衡积分出MSLP。
(4). 眼内梯度风参考HCl的方式,V∝r^1.5,正比系数约为0.09.
最终,我们推估出的气压在970hPa附近,与接下来0415Z的平台实测、自动站实测以及贴吧内传出的个人实测(应该都还是过巅峰的)达成较好的一致,所以也许FL层并没有出现超梯度问题。折算系数很有可能不是异常的。
