热带气旋边界层的全息希尔伯特谱分析

在一个理想热带气旋(Tropical Cyclone,TC)的大涡模拟试验基础上,利用全息希尔伯特谱分析方法计算了热带气旋边界层(TC Boundary Layer,TCBL)中眼墙(内核区)和外核区不同高度的切向和径向风速、垂直上升运动以及假相当位温的能谱,讨论了TCBL中湍流、小尺度涡旋与热带气旋较大尺度过程之间可能存在的调制关系.结果表明,热带气旋强度变化、涡旋罗斯贝波和涡丝化等较大尺度过程是调制TCBL中小尺度扰动的重要因子.此外,在TC不同位置和不同高度的切向风速能谱都具有较强的一致性,涡旋罗斯贝波的传播对径向风速的影响要大于对切向风速的影响.对于垂直上升运动的能谱,TC强度变化的调制信号相对贡献减小,而低频调制波的作用更加明显.假相当位温能谱存在周期大约为10 h的调制波和周期约为1～4 h的载波信号,这表示涡旋罗斯贝波的径向能量外传可能是导致TC边界层恢复的原因之一.