近海与远洋飓风边界层特征高度的差异分析.pdf

余志，王祥.近海与远洋飓风边界层特征高度的差异分析J.热带气象学报，2023，39(4)：622-631.文章编号：1004-4965(2023)04-0622-10近海与远洋飓风边界层特征高度的差异分析余志1，2，王祥1(1.南京信息工程大学大气科学学院，江苏 南京 210044;2.珠澳气象创新与应用研究中心，广东 珠海 519000)摘要：使用19982016年大西洋40个飓风2 032个GPS下投式探空仪观测数据，以距离海岸线300 km为界分为近海和远洋两组，利用合成分析方法探讨了飓风边界层特征高度的差异。边界层特征高度的定义方法包括最大切向风高度、入流层高度、混合层高度和理查森数法高度。对比分析不同定义方法下近海和远洋边界层高度，结果表明：根据最大切向风和入流层强度定义的边界层高度，近海边界层高度低于远洋边界层高度，且近海边界层高度随径向增加至2倍最大风速半径后趋于稳定；基于混合层定义的边界层高度明显低于动力边界层高度，且近海与远洋混合边界层特征高度无明显差异；近海理查森数边界层高度在最大风速半径内与远洋的无明显差异，而在最大风速半径外略高于远洋的。关键词：飓风边界层；近海与远洋；GPS下投式探空仪中图分类号：P444文献标志码：ADoi：10.16032/j.issn.1004-4965.2023.054收稿日期：2022-08-20；修订日期：2023-06-14通讯作者：王祥，男，江苏省人，讲师，博士，主要从事热带气旋研究。E-mail:第39卷 第4期2023年8月热 带 气 象 学 报JOURNAL OF TROPICAL METEOROLOGYVol.39,No.4Aug.,20231 1 引引言言边界层（Planetary Boundary Layer，PBL）位于地球大气的最底层，离地面 2 km 以内的低层大气，是与地表条件相互作用明显的大气层。湍流运动是边界层的重要特征，边界层顶通常被定义为湍流作用可忽略不计的高度1。受海表因素的动力和热力影响，边界层将水汽、动量、热量通过湍流作用的形式向上输送到飓风系统中，边界层对飓风的发展、加强和维持起着重要作用。研究飓风边界层的特征高度，有利于进一步了解飓风低层的能量传输、通量分布和垂直运动发展等规律，对研究飓风强度变化有着相当重要的意义。飓风边界层结构与普通大气边界层结构存在明显差异，飓风的气旋式旋转特性和暖心结构使得传统动量通量法往往很难准确得到飓风边界层的高度2。由于技术上缺乏对湍流运动的直接观测，目前科研领域内对飓风边界层的高度缺乏统一定义，主要包括固定高度值定义3、位温或虚位温定义4、最大风速定义5、强入流层定义6、混合层（虚位温廓线）定义7、理查森数定义8等多种方法。对于飓风边界层高度的几种定义方法，Zhang等1通过研究大西洋13个飓风794个探空仪数据，对比分析不同方法定义下的边界层高度，发现边界层高度随着距离飓风中心半径的减小而降低，飓风热力学边界层高度与动力学边界层高度存在差异。对飓风边界层高度的研究，国内学者廖菲等9利用风廓线雷达的风场观测数据研究登陆广东的8个热带气旋，发现边界层切向风越强、入流层越厚则热带气旋登陆后维持时间越久，且登陆后持续时间越长的热带气旋，其边界层高度越高。蔡晓东等10利用下投式探空仪资料配合卫星云图分析0815号超强台风“蔷薇”的热力结构和动力结构，发现距离眼区越近切向风越大，动力和热力边界层高度越低；台风在发展增强的过程中，内核区的温度、比湿、假相当位温都有增大的趋势。Ming等11通过西太平洋地区6个台风438个下投式探第4期余志等：近海与远洋飓风边界层特征高度的差异分析空仪的合成分析数据，对比西太平洋台风与大西洋飓风边界层动力结构和热力结构，发现其动力学边界层结构基本相似，但台风边界层的热力学结构更湿、更热。乔梁等12利用西北中部7个高空站的大气边界层资料，研究非季风区与季风区大气边界层结构和高度的分布特征，发现从非季风区过渡到季风区边界层高度大幅降低。WRF v4.2版本中提供的边界层参数化方案有13种，不同方案在边界层垂直混合作用的描述存在差异，例如MYJ方案采用局地湍流动能闭合方案，大气边界层高度定义为湍流动能小于阈值的最低高度；GFS和YSU方案采用一阶非局地K闭合方案，定义整体 Ri数小于临界值的高度13。虽然各方案都能模拟出边界层的特征高度，但在不同的环境条件下，各方案模拟的边界层高度往往存在着不同程度的误差。随着热带气旋向海岸靠近，下垫面差异导致边界层的摩擦阻力、蒸发作用、热量输送、水汽输送都会存在较大差异，进而影响湍流强度与边界层高度。探讨飓风边界层特征高度在近海和远洋的差异，分析飓风移动过程中惯性稳定性和湍流过程对边界层高度的影响，更加准确地描述边界层内的物理过程，对边界层参数化方案的选择起到重要作用。在数值模式计算过程中，不合理的边界层高度会导致物理量计算出现较大偏差，当边界层高度取值较小时，超梯度风现象的发展将导致入流气流的急剧减弱14。可见，飓风边界层高度的合理确定对于飓风结构的模拟效果非常重要15。由此，以本文研究的近海和远洋边界层高度差异为基准，可确定哪种边界层参数化方案更能准确模拟出实际的飓风边界层高度，将有助于改进飓风边界层参数化方案，提高数值模式模拟的效果。因此，为研究不同海域、不同条件下飓风边界层高度，本文以距离海岸线300 km16为界限将下投式探空仪分为近海和远洋两组数据，依据边界层高度定义的四种方法，对比分析近海和远洋飓风边界层高度的差异。2 2 资料和方法介绍资料和方法介绍2.1 资料介绍本文采用的数据资料包括19982016年大西洋48个飓风2 736个下投式探空仪的探测数据，其中达到Saffir-Simpson级别且至少为Category-1级别（64 kt）的只有40个飓风的2 032个探空仪数据（表1）。GPS下投式探空仪具有高精度、高垂直分辨率的优点，每隔0.5 s探测一次气压、气温、相对湿度，每隔0.25 s探测一次风速、风向，并利用GPS定位测得海拔高度和经纬度数据，垂直分辨率为10 m。探空仪数据中气压、温度、相对湿度的典型测量误差为1.0 hPa、0.2 和5%，水平风速测量精度是2.0 m/s，垂直风速小于0.5 m/s，精度约为 0.2 m/s，有关探空仪的详细描述可参考 Hock等17。本文使用的探空仪的数据已使用NCAR的大气探测处理环境软件进行后期处理和质量控制。飓风级别TSCat-1Cat-2Cat-3Cat-4Cat-5合计强度范围/kt34.063.964.082.983.095.996.0112.9113.0136.9137.0近海探空仪数量415317232233189611 447远洋探空仪数量2891981692312381641 289总数7045154014644272252 736表1飓风级别、强度与探空仪数量表623热 带 气 象 学 报第39卷2.2 数据处理利 用 最 大 风 速 半 径（Radius of MaximumWind，RMW）将距离飓风中心的距离进行标准化，即标准化半径r*=r/RMW，RMW主要由多普勒雷达数据的2 km切向风确定，当没有雷达数据时，RMW由飞机观测数据确定。本文研究的径向范围限定在距离飓风中心4倍最大风速半径内。飓风内核区（0.2r*2.0）径向间隔为0.2 RMW，飓风外部（2.0r*4.0）径向间隔为0.4 RMW。利用探空仪测得的要素数据以及GPS定位得到的位置信息，计算切向风、径向风、位温、虚位温、虚位温垂直递减率等数据，以此来研究飓风的边界层结构。参照Xu等16利用TC位置与海岸的距离对热带气旋分类，可分为近海和远洋两组。而墨西哥湾有众多海岛，对边界层的影响是不容忽视的。海岛对边界层的影响主要是在于改变海表向边界层的水汽、动量和热量的输送，这与陆地对边界层的影响相似。因此在处理过程中，海岛被认为是陆地的一部分，距离陆地/海岛300 km以内的海域定义为近海，距离陆地/海岛300 km以外的海域定义为远洋。据此定义将飓风数据和探空仪数据分为近海与远洋两组。数据的分析和处理采用合成分析方法，该方法在以往飓风结构的研究中得到了广泛应用1,11，合成分析能够很好地体现变量的一般情况和平均特征，缺点是合成分析在分析大量风暴时倾向于平滑来自大量可能不相似的风暴数据1。合成分析方法成功与否取决于所研究对象的相似性，因此本文研究对象为飓风级以上级别强度，即 Saffir-Simpson 级别至少为 Category-1强度。数据平滑滤波采用的是1-2-1三点平滑，水平和垂直交叉平滑5次。2.3 飓风路径及探空仪分布本文所研究的40 个飓风路径和2 032个探空仪数据的空间分布如图1所示。其中近海共有探空仪数量1 032个，远洋1 000个，数量分布基本均匀。为清晰起见，图2给出了探空仪相对于飓风中心的标准化相对位置，可以看出近海和远洋探空仪的空间分布在方位上比较均匀，而径向上飓风中心位置的探空仪分布较为密集，远离飓风中心位置的探空仪分布较为稀疏，能较好地研究飓风的内核结构。图1 数据地理位置分布红色分别表示近海飓风位置，蓝色分别表示远洋飓风位置，青绿色表示近海探空仪位置，浅蓝色表示远洋探空仪位置。90W80W70W60W50W40N35N30N25N20N15N10N624第4期余志等：近海与远洋飓风边界层特征高度的差异分析图 3 是 GPS 探空仪观测样本的径向-高度分布，垂直方向上探空仪主要集中在2 500 m以下，径向方向上主要集中在r*=1和r*=2.5附近，尤其是在飓风最大风速带附近较为密集。在0.2r*1.5和2.0r*0.5 K）18，或虚位温垂直递减率为 3 K/km时所在高度（dvdz 3K/km）定义为混合层高度19。理查森数高度：用浮力与剪切力之比作为总体理查森数，用于判断湍流运动增强或减弱的判据8。当理查森数小于临界值，本文取为0.25，认为湍流运动较弱，可用于定义边界层顶。由于最大风速高度和入流层高度是由切向风和径向风确定，被称为动力学边界层高度。混合层高度是由虚位温和虚位温垂直递减率确定，被称为热力学边界层高度。大气湍流的两种形式即为动力性湍流和热力性湍流。3 3 结结果果由于下垫面条件、海温、垂直风切变等飓风发展条件不同，近海与远洋的飓风边界层结构有部分差异。本文基于边界层高度的四种不同定义方法，对比分析近海与远洋的边界层特征高度差异。3.1 最大切向风定义根据最大切向风速定义5，切向风速达到最大值时所在的高度即为飓风边界层的动力学特征高度。由图4可见，近海与远洋的边界层高度随径向半径而升高，尤其远洋升高的趋势更加明显。在r*2.0时，近海和远洋的飓风边界层高度出现明显差异，近海边界层特征高度稳定在800 m，而远洋的边界层特征高度则逐渐从600 m升高到1 200 m。图4 近海（a）与远洋（b）切向风速随径向距离（RMW）和海拔高度（m）的分布虚线为最大切向风所在高度。3.2 入流层定义根据入流层定义，最大径向入流速度10%所在的高度即为飓风边界层的动力学特征高度1。从图5可以看出，入流层定义的边界层高度随飓风标准化半径增加先升高后趋于稳定。当 r*2.0时，近海的飓风边界层高度稳定在800900 m，且随径向呈弱的下降趋势，而远洋的飓风边界层高度则缓慢上升至1 200 m。(a)(b)2 0001 8001 6001 4001 2001 0008006004002000海拔高度/m2 0001 8001 6001 4001 2001 0008006004002000605550454035302520181614121006055504540353025201816141210001234径向距离/RMW01234径向距离/RMW626第4期余志等：近海与远洋飓风边界层特征高度的差异分析根据最大切向风和入流层定义的动力学边界层高度结果基本一致，近海边界层高度均低于远洋边界层高度，且近海边界层高度随半径增加至2倍最大风速半径后趋于稳定，而远洋边界层高度随半径增加持续升高。参照径向风和切向风分布情况，近海的风速值均小于远洋，受下垫面摩擦和低层入流减弱影响，近海的飓风低层的动力性湍流混合较弱，故近海边界层高度低于远洋边界层高度。3.3 混合层定义根据混合层定义7，利用虚位温廓线将混合层深度定义为边界层高度，将虚位温垂直递减率dvdz=3 K/km的高度定义为混合层高度。由图 6可见，近海和远洋飓风边界层特征高度均随径向半径的增加而升高，无明显差异，高度为 150500 m。相 比 于 动 力 学 边 界 层 高 度 在 4001 200 m，混合层定义的热力学边界层高度要明显偏低。受墨西哥湾暖流影响，加勒比海和墨西哥湾的海表温度高于广阔的大西洋海域。根据本文近海与远洋的定义划分，加勒比海和墨西哥湾属于近海，因此靠近陆地/海岛的近海海表温度要高于远洋。近海区域的海温高，水汽输送和热量输送增加，热力性湍流作用增强，因此热力学湍流作用主导的边界层特征高度要略高于远洋。由于飓风独特的气旋式旋转和动力结构特性，不同于普通大气边界层的稳定层结，热力作用对边界层的影响远小于动力条件，因此混合层高度法确定的边界层高度并不准确。目前飓风边界层领域普遍认为热力学定义不适用于飓风边界层，热力过程不是影响飓风系统内湍流产生的主要原因，Kepert20主张湍流主要由切应力产生，即边界层高度应由动力学决定。模式分析结果也证明，入流层高度比混合层高度更能准确地反映飓风边界层高度21。3.4 理查森数定义根据理查森数定义8，本文将理查森数Rib=0.25时所在的高度定为飓风边界层的特征高度。如图7所示，近海和远洋边界层高度总体趋势都是随径向半径先升高后稳定在400600 m。具体而言，当r*2.0时，缓慢下降并稳定至550 m。而远洋的边界层高度相对略低，随着径向半径的增加逐渐升高至400 m，然后趋于稳定，且最大高度位于r*=1.5处，更靠近飓风内核区。理查森数法作为表征动力稳定度的物理量，在定义边界层高度时采用的方法为临界阈值判图5 近海（a）与远洋（b）径向风随径向距离（RMW）和海拔高度（m）的分布实线为最大径向风10%所在高度。(a)(b)2 0001 8001 6001 4001 2001 0008006004002000海拔高度/m2 0001 8001 6001 4001 2001 0008006004002000151050-2-4-6-8-10-12-14-16-18-20-2201234径向距离/RMW01234径向距离/RMW151050-2-4-6-8-10-12-14-16-18-20-22627热 带 气 象 学 报第39卷断，由于不同学者给出的阈值范围差别较大，普遍认为采用理查森数法确定的飓风边界层高度具有不确定性，如理查森数法定义的边界层高度在Zhang等1的研究中被认为是不准确的。图6近海（a）与远洋（b）虚位温直减率随径向距离（RMW）和海拔高度（m）的分布3.5 讨论本文研究发现边界层高度随半径的变化并不是线性和连续的，除了混合层定义法，近海与远洋的边界层高度在r*=2.0附近均会出现折点，改变边界层高度变化的趋势，导致飓风内核区边界层高度的降低的主要原因是下沉增温，这可以解释在飓风半径r*2.0 时，近海的边界层高度出现下降的现象。Zhang等1研究不同强度的飓风，同样发现超强飓风在r*1.5时出现了入流层高度随半径的减小而增加的异常现象，这同本文的结果相似。然而Zhang等也没有给出合理的解释，他们认为这可能是超强飓风外部的探空仪样本数据量偏少引图7近海（a）与远洋（b）理查森数随径向距离（RMW）和海拔高度（m）的分布(a)(b)(a)(b)2 0001 8001 6001 4001 2001 0008006004002000海拔高度/m2 0001 8001 6001 4001 2001 000800600400200001234径向距离/RMW01234径向距离/RMW96543210-196543210-11 4001 2001 0008006004002000海拔高度/m1 4001 2001 000800600400200001234径向距离/RMW01234径向距离/RMW*6.05.04.03.02.01.51.00.50-0.5*6.05.04.03.02.01.51.00.50-0.5628第4期余志等：近海与远洋飓风边界层特征高度的差异分析起的。根据 Kepert22的理论尺度分析，=2K/I在惯性稳定的情况下，下垫面摩擦引起湍流运动的高度受湍流扩散率K和惯性稳定度I的影响。(a)(b)图8 近海（a）与远洋（b）惯性稳定度随径向距离（RMW）和海拔高度（m）的分布实线为稳定度I随径向距离的变化趋势。I2=f+rvrrf+2vr，惯性稳定度与标准化半径有关，水平方向上，惯性稳定度随半径的增加而降低。如图8高值区主要出现在飓风的内部区域和最大风速带附近，这是由于飓风的强烈旋转作用产生的，高惯性稳定度又限制了低层气流的径向入流作用。近海与远洋的惯性稳定度变化总体趋势相似，但近海的惯性稳定度在0.5r*1.0时略微偏低。垂直湍流扩散率是边界层参数化方案中的关键参数，垂直湍流扩散率可利用边界层参数化方案中的公式计算，计算公式如下：Km=k u*F z 1-z h2，根据Zhang等23的计算结果，湍流扩散率K的最大值出现在飓风眼墙区域附近。在最大风速半径内Km随半径增加而增加，在最大风速半径外Km随半径增加而减小。径向风的垂直输送被认为是边界层急流的重要贡献，因此眼墙区域的强上升气流可能是导致低层急流加强的重要因素之一。而且Kepert22在计算中发现，最大上升气流略位于最大风速半径外，随着阻力系数的增加，最大上升气流的位置向内移动。综合惯性稳定度I和湍流垂直扩散率Km的变化趋势分析，惯性稳定度随半径增加持续降低，垂直湍流扩散率随半径增加先升高后降低，因此边界层高度的整体趋势应为先升高后逐渐趋于稳定。而近海和远洋由于下垫面差异，近海区域受地形摩擦影响，飓风的切向风减弱，最大上升气流向内移动，动量输送在最大风速半径附近增加，外围动力性湍流减弱。在惯性稳定度不变的情况下，垂直湍流扩散率的峰值向内移动，导致边界层高度出现的折点更靠近飓风内核区域。湍流垂直扩散系数和惯性稳定度不一致变化是导致边界层高度出现不连续变化的重要原因之一。因此，无论近海还是远洋，随半径增大边界层高度的变化趋势都是先升高后趋于稳定，差异主要在于近海的折点更靠近飓风内核区域。4 4 结结论论本文利用大西洋40个飓风的2 032个GPS下投式探空仪数据，依据最大切向风定义、入流层定义、混合层定义和理查森数定义四种方法，探讨了近海与远洋飓风边界层特征高度的差异，得出如3 0002 5002 0001 5001 000500海拔高度/m径向距离/RMW径向距离/RMW3 0002 5002 0001 5001 00050001234012349.06.03.73.22.82.42.01.409.06.03.73.22.82.42.01.401098765432110987654321629热 带 气 象 学 报第39卷下结论。（1）根据最大切向风和入流层强度定义的边界层高度基本一致，近海边界层高度低于远洋边界层高度。近海边界层高度随半径增加至2倍最大风速半径后趋于稳定，远洋边界层高度随半径增加持续升高。（2）根据混合层定义的边界层高度明显低于动力边界层高度，且近海与远洋混合边界层特征高度无明显差异。由于飓风独特的气旋式旋转和动力结构特性，不同于普通大气边界层的稳定层结，热力作用对边界层的影响远小于动力条件，因此热力学定义的混合边界层高度偏低。（3）近海理查森数法边界层高度在最大风速半径以内与远洋无明显差异，而在最大风速半径以外略高于远洋。理查森数法作为表征动力稳定度的物理量，在定义边界层高度时采用的方法为临界阈值判断，但由于不同学者给出的阈值范围差别较大，普遍认为采用理查森数法确定的飓风边界层高度具有不确定性。参考文献：1 ZHANG J A,ROGERS R F,NOLAN D S,et al.On the characteristic height scales of the hurricane boundary layerJ.Mon Wea Rev,2011,139(8):2 523-2 535.2POWELL M D,VICKERY P J,REINHOLD T A.Reduced drag coefficient for high wind speeds in tropical cyclonesJ.Nature,2003,422(6 929):279-283.3 EMANUEL K A.An air-sea interaction theory for tropical cyclones.Part I:Steady-state maintenanceJ.J Atmos Sci,1986,43(6):585-605.4POWELL M D.Boundary layer structure and dynamics in outer hurricane rainbands.Part II:Downdraft modification and mixed layerrecoveryJ.Mon Wea Rev,1990,118(4):918-938.5BRYAN G H,ROTUNOO R.The maximum intensity of tropical cyclones in axisymmetric numerical model simulationsJ.Mon Wea Rev,2009,137(6):1 770-1 789.6 SMITH R K,MONTGOMERY M T,SANG N V.Tropical cyclone spin-up revisitedJ.Quart J Roy Meteor Soc,2009,135(642):1 321-1 335.7 MOSS M S,MERCERET F J.A note on several low-layer features of hurricane Eloise(1975)J.Mon Wea Rev,1976,104(7):967-971.8TROEN I B,MAHRT L.A simple model of the atmospheric boundary layer:Sensitivity to surface evaporationJ.Bound-Layer Meteor,1986,37(1):129-148.9 廖菲,邓华,李旭.基于风廓线雷达的广东登陆台风边界层高度特征研究J.大气科学,2017,41(5):949-959.10 蔡晓冬,明杰,王元.基于下投式探空仪资料的超强台风蔷薇(2008)动力和热力结构特征分析J.地球物理学报,2019,62(3):825-835.11 MING J,ZHANG J A,ROGERS R F.Typhoon kinematic and thermodynamic boundary layer structure from dropsonde compositesJ.JGeophys Res,2015,120(8):3 158-3 172.12 乔梁,张强,岳平,等.由非季风区向季风区过渡过程中大气边界层结构的变化分析J.大气科学,2019,43(2):251-265.13 TANG J,ZHANG J A,KIEU C,et al.Sensitivity of hurricane intensity and structure to two types of planetary boundary layerparameterization schemes in idealized HWRF simulations J.TCRR,2018,7(4):201-211.14 SMITH R K,VOGL S.A simple model of the hurricane boundary layer revisitedJ.Quart J Roy Meteor Soc,2008,134(631):337-351.15 KEOERT J D.Choosing a boundary layer parameterization for tropical cyclone modelingJ.Mon wea rev,2012,140(5):1 427-1 445.16 XU W X,JIANG H Y,KANG X B.Rainfall asymmetries of tropical cyclones prior to,during,and after making landfall in south China andsoutheast United StatesJ.Atmos Res,2014,139:18-26.17 HOCK T F,FRANKLIN J L.The NCAR GPS dropwindsondeJ.Bull Amer Meteor Soc,1999,80(3):407-420.18 ANTHES R A,CHANG S W.Response of the hurricane boundary layer to changes of sea surface temperature in a numerical modelJ.JAtmos Sci,1978,35(7):1 240-1 255.19 ZENG X,BRUNKE M A,ZHOU M,et al.Marine atmospheric boundary layer height over the eastern Pacific:Data analysis and modelevaluationJ.J Climate,2004,17(21):4 159-4 170.630第4期余志等：近海与远洋飓风边界层特征高度的差异分析ANALYSIS ON THE DIFFERENCE OF HURRICANE BOUNDARY LAYERCHARACTERISTIC HEIGHT BETWEEN NEARSHORE AND OFFSHOREYU Zhi1,2,WANG Xiang1(1.School of atmospheric sciences,NUIST,Nanjing 210044,China;2.Zhuhai-Macao Collaborative Research Center forMeteorological Innovation and Application,Zhuhai,Guangdong 519000,China)Abstract:In this study,2032 GPS dropsondes around 40 hurricanes over Atlantic basin from 1998 to 2016were used to investigate the difference of boundary layer characteristic height between nearshore andoffshore using composite analysis.The defining methods of the characteristic height of the boundary layerinclude(1)the maximum tangential wind height,(2)the depth of the inflow layer,(3)the depth of themixed layer and(4)the height of the bulk Richardson number method.Through comparing the boundarylayer heights of the nearshore and offshore areas under these different definition methods,we find that theheight of nearshore boundary layer is lower than that of the offshore area under the definition methods of(1)and(2),and the height of nearshore boundary layer increases radially to twice as much as the radius ofthe maximum wind speed before it tends to be stabilized.The height of boundary layer defined by(3)islower than dynamical boundary layer heights,and there is no significant difference in the characteristicheight of mixed boundary layer between nearshore and offshore area.Within the radius of the maximumwind speed,the height of the Richardson number boundary layer defined by(4)in the nearshore areashows no significant difference from that in the offshore,while it is slightly higher than the offshoreoutside the radius of the maximum wind speed.Key words:hurricane boundary layer;nearshore and offshore;GPS dropsonde20 KEPERT J D.Slab-and height-resolving models of the tropical cyclone boundary layer.Part II:Why the simulations differJ.Quart J RoyMeteor Soc,2010,136(652):1 700-1 711.21 KEPERT J D,SCHWENDIKE J,RAMSAY H.Why is the tropical cyclone boundary layer not“well mixed”?J.J Atmos Sci,2016,73(3):957-973.22 KEPERT J.The dynamics of boundary layer jets within the tropical cyclone core.Part I:Linear theoryJ.J Atmos Sci,2001,58(17):2 469-2 484.23 ZHANG J A,ROGERS R F,TALLAPRAGADA V.Impact of parameterized boundary layer structure on tropical cyclone rapidintensification forecasts in HWRFJ.Mon Wea Rev,2017,145(4):1 413-1 426.631