台风路径统计预报的改进

应用数值预报产品并采用多种预报方案相结合建立了台风路径的统计释用综合预报模式，从而提高了台风路径预报的技巧。经１９９４年台风季节业务试用，其预报性能比原有的统计预报模式有较大的提高，试验表明，充分利用在预报时可得到的数值预报输出产品的采用多种方案集成是改进台风路径客观的有效途径。     

改进的物理过程参数化对台风路径数值预报的影响

文章介绍了国家气象中心的台风路径数值预报试验模式和新开发的改进物理过程参数化方案，对１９９２年的５个台风个例初步试验结果表明，改进的物理过程参数化模式对台风路径和台风强度的预报经简单物理过程模式有明显提高，２４ｈ和４８ｈ台风中心位置预报误差分别为１８８ｋｍ和３３７ｋｍ，比原模式减小３８ｋｍ和１０９ｋｍ；４８ｈ台风中心气压与实况之差平均减小３ｈＰａ。     

9711号台风路径分析与预报

对９７１１号台风登陆后的路径进行了分析,检验了日本数值预报产品中２４、３６小时预报图对台风路径的预报效果,并从高空环流形势、５００ｈＰａθｓｅ场及地面３小时变压等方面对台风路径的可预报性进行了探讨。结论认为此类台风的路径可在数值预报结果的基础上进行有效的订正预报,并给出了预报着眼点。     

台风路径实时数值预报的初步试验

根据国家气象中心建立的台风路径数值预报试验系统，引入了模型台风。模型台风是利用获得的场面参数构成的，然后再叠加到客观分析场上作为台风路径预报的初始场。引入模型台风后，无论是台风中心位置还是其流场、质量场与实际观测比较接近，且预报效果有一定提高。利用模型台风对1992年Eli（9205号）和Janis（9210号）台风进行了实时的预报试验。结果表明对这二个台风的移动趋势基本上能预报出来，预报的台风路径与实况进行了对比，并与气候持续预报作了比较，效果较好。     

台风路径数值预报模式的并行化及路径预报误差分析

国家气象中心台风路径数值预报模式经过串行优化及程序并行, 成功地实现了在国产超级计算机神威上的并行运算, 并可满足业务时效要求。基于并行程序及神威机计算平台的台风路径数值预报业务系统于2002年6月30日投入实时运行, 其初估场与侧边界条件从T106L19模式产品升级为T213L31模式产品 (称为基于T213台风预报系统, 原串行系统称为基于T106台风预报系统)。通过对2002年夏秋季台风路径的检验, 总体来看, 基于T213台风预报系统48 h内的平均路径预报误差小于基于T106台风预报系统的路径预报误差。对西行及西北行登陆的台风, 基于T106台风预报系统的48 h预报好于基于T213台风预报系统的预报。对于转向台风而言, 转向后的预报, 基于T213台风预报系统的预报要好于基于T106台风预报系统的预报, 有效地减小了基于T106台风预报系统对转向台风路径预报的系统性误差:即台风转向后预报路径较实况路径偏西。     

一种北上台风路径预报方法

根据气象台实际业务需要，对历年北上台风路径进行分析总结，从天气学角度分析了台风未来路径与对流层上层温度场（或厚度场）的关系，目的是解决北上台风路径预报问题，并对2005年9号台风“麦莎”做了检验，提出台风的趋暖运动是对流层上层增暖现象，对流层上层增温极值曲线是台风未来的移动路径。     

气团订正对静止卫星成像仪资料同化在台风预报中的改进效果研究

基于美国台风预报系统（Hurricane Weather Research and Forecasting,HWRF）,研究了气团订正方法对GOES-13/15静止卫星成像仪资料同化效果的改进作用,选取了2012年6月23日生成于大西洋地区的台风Debby作为研究对象,通过一组对照试验比较了气团订正前后台风路径和初始场相关物理量的差异,结果表明:气团订正能显著减小GOES-13/15静止卫星成像仪资料的系统偏差,明显提高台风路径的预报效果,气团订正使得预报的台风路径与观测路径的平均偏差和标准差降低了30%左右,提前6 h实现了台风路径的正确转向。物理机制分析表明,经过气团订正后的静止卫星资料增强了位于台风东南侧副热带高压的强度,同时增加了台风东部的温度和比湿,在引导气流和大气温、湿场的共同作用下,台风预报路径实现了正确转向。      

台风路径预报集成方法的一个试验

应用集成预报方法改造台风路径预报,取得明显效果。对常用的台风路径预报相似模式（ＴＳＦ）及Ｍａｒｋｏｖ型相似模式（ＭＴＳＦ）所做预报试验表明,经集成方法改进后的ＭＴＳＦ,ＴＳＦ,其预报能力有明显提高。     

完全保持能量守恒的非常定自适应网络模式

本文基于自适应网络的原理，发展了一套网格随时间变的自适应网格模式。该模式保持着ＩＡＰ模式原有的整体积分性质，并具有在任何时刻可随意调整网格点的疏密程度及网格点与边界相重合的特点，可用于台风路径的数值预报等方面。     

热带有限区数值预报模式的升级及在台风预报中的应用

较详细地描述了作者近年发展的一个新的热带有限区数值预报系统，包括模式的框架、物理过程以及初值的形成。给出了自１９９３－１９９５年应用于中风数值预报的结果。并与过去的热带有限区数值预报模式系统作了比较，新的数值预报系统对台风预报的改进是十分明显的。     

基于遗传—神经网络方法的广西台风灾害评估模型研究

选取1981—2018年影响广西且灾情记录比较完整的86个台风样本,基于台风灾害伤亡人数、直接经济损失划分灾情等级,选取致灾因子,利用遗传算法与神经网络相结合的方法建立广西台风灾害评估模型。结果表明：选取的台风灾害致灾因子与台风灾情等级之间具有显著的相关性,构建的遗传—神经网络集合预报模型对台风灾情预估效果较好,训练样本拟合一致率为86.1%,测试样本预报准确率为71.4%,其中严重和较重的台风灾情等级预报结果与实况基本一致,较轻等级的预报准确率达83.3%。     

基于BP神经网络的宁波市台风灾情预估模型研究

选取1949—2015年间对宁波市影响较大、灾情记录完整的58个台风样本,基于灾损数据,采用灰色关联分析法建立台风灾情关联度,选取台风灾害致灾因子、台风灾情综合关联度,利用BP神经网络建立台风灾情预估模型。结果表明,利用台风灾情关联度评估台风灾情大小合理可用,台风灾害致灾因子与灾情评价指标及台风灾情综合关联度间均存在一定的相关性,利用BP神经网络预估模型对台风灾情预估效果较好,其中训练样本、测试样本的模拟值与实际值相关系数分别达到0. 94、0. 865,均通过了0. 01信度的显著性检验,训练集、测试集灾情级别预报一致率为85. 3%、77. 8%,相关研究成果可为政府决策部门的抗台减灾工作提供科学依据。     

台风“苏力”灾害风险与防御行为效益评估

利用2013年台风“苏力”的监测资料、台风灾情资料、2000年后福建省台风灾害数据库资料和台风“苏力”灾害防御行为效益评估网络问卷调查资料,采用相似分析法的上下限区间估算法,预评估台风“苏力”造成的受灾人口和直接经济损失,并利用台风灾害风险区划方法,对台风“苏力”进行灾害风险区划。结果表明：台风“苏力”预评估结果与实际灾情相符,台风“苏力”灾害风险分布与实际灾情分布大部分一致,风险等级高的县市,实际灾情重,高风险区的大部县市直接经济损失均为1000万元以上。应用台风灾害防御行为效益评估三级指标体系,通过调查统计分析可知,指标体系中的各级各项指数均能较好地反映和评估政府主导、部门联动和公众参与的防御行为效益,政府主导在各类减灾行为中作用最大。     

台风云娜后部强降水分析

通过对中尺度自动站、常规气象要素、1°×1°NCEP格点资料和多普勒雷达资料的诊断分析,发现台风云娜登陆后西行路径对其后部的强降水起了关键性作用;高层辐散和低层辐合差加大,抽吸作用加强,上升运动加剧是后部降水加强的动力原因;沿海较冷的温度场配合台风后部强烈的东南偏南水汽输送,是台风后部降水加强的热力原因;台风后部海面上形成北上的螺旋雨带是造成台风后部强降水的直接原因;浙江东部地形与台风后部强烈的东南偏南水汽输送正交是造成台风后部降水增幅的重要原因。该分析结果对今后台风预报服务实际工作具有一定的参考作用。     

FY-4A GIIRS高时间分辨率温湿度廓线反演及其在台风中的应用

针对2020年第9号台风"美莎克"期间FY-4A 高光谱红外干涉式大气垂直探测仪GIIRS每15 min一次的目标区跟踪加密观测资料,用三维卷积神经网络算法反演的全天空大气温度、湿度廓线分析了台风处于生命史不同阶段时暖心结构和湿度场结构的演变特征。结果表明:卷积神经网络的深度机器学习算法可以用来反演全天空的三维大气温度和湿度垂直廓线,不光适用范围广(晴空和有云视场)、反演精度高,而且反演速度快。利用静止卫星平台高时间分辨率的特性,反演得到的温度、湿度廓线可以细致追踪台风处于发展、成熟和登陆等阶段时暖心结构和湿度场的时空演变特征。台风从发展阶段(热带风暴和强热带风暴)到成熟阶段至登陆消亡时,暖心首先出现在对流层中高层较薄的区域,随着台风强度的加强,深厚的暖心结构明显、强度增加,水平面积增大且垂直往下延伸。由于对流云中强上升气流的输送水汽正距平区逐渐上传至300 hPa,台风最强时密闭云区与四周下沉气流区比湿差高到8 K·kg^-1。暖心结构和高湿度中心随着台风登陆而逐渐消失。     

广东天气雷达组网策略及在台风监测中的应用

天气雷达是台风监测的重要探测工具,雷达资料实际应用过程中经常遇到多雷达运行不同步、资料采集不及时等问题的困扰。采用区域雷达服务器中央控制运行模式能有效解决这些问题。以0606号台风"派比安"为例,介绍了广东省新一代多普勒天气雷达网在台风监测方面的策略和运行模式。多雷达拼图大大拓展了雷达的监测范围,双多普勒雷达风场反演技术能够揭示台风环流的中尺度三维结构。     

模糊神经网络在台风云系图象识别中的应用

利用数学形态学方法对台风云系进行区域分割，计算并统计出了台风云系纹理特征的概率密度，然后结合模糊判别技术，利用多层神经网络对ＧＭＳ云图的台风云系进行图象识别，结果表明，该方案是成功的。     

Application of direct assimilation of ATOVS microwave radiances to typhoon track prediction

In order to solve the difficult problem of typhoon track prediction due to the sparsity of conventionaldata over the tropical ocean, in this paper, the No. 0205 typhoon Rammasun of 4-6 July 2002 is studiedand an experiment of the typhoon track prediction is made with the direct use of the Advanced TIROS-NOperational Vertical Sounder (ATOVS) microwave radiance data in three-dimensional variational dataassimilation. The prediction result shows that the experiment with the ATOVS microwave radiance datacan not only successfully predict the observed fact that typhoon Rammasun moves northward and turnsright, but can also simulate the action of the fast movement of the typhoon, which cannot be simulated withonly conventional radiosonde data. The skill of the typhoon track prediction with the ATOVS microwaveradiance data is much better than that without the ATOVS data. The typhoon track prediction of theformer scheme is consistent in time and in location with the observation. The direct assimilation of ATOVSmicrowave radiance data is an available way to solve the problem of the sparse observation data over thetropical ocean, and has great potential in being applied to typhoon track prediction.     

台风与冷空气对“13.10”上海特大暴雨过程的影响分析

2013年10月7—8日上海地区发生特大暴雨过程。利用常规天气资料、FY-2E卫星云图、风廓线雷达资料、NCEP再分析资料以及国内所使用的主要业务模式预报资料,分析台风与冷空气对其发生发展的影响。结果表明,登陆减弱的1323号台风＂菲特＂低压环流与1324号台风＂丹娜丝＂北侧外围强东风急流为该过程强降水区提供了充足的水汽和能量;北方扩散南下冷空气、台风低压环流、＂丹娜丝＂北侧外围强东风急流三者的结合使切变辐合抬升得到加强;分析风廓线雷达资料发现,低层切变线在上海长时间维持是该地产生特大暴雨的主要原因;长时间维持的切变线反映在卫星云图上,为先后5个β中尺度对流云团生成、合并,并造成持续强降水。各业务模式预报结果检验表明,因其不能精确描述各台风的位置、强度和结构,对降水落区、强度以及最强降水时段预报均存在较大误差。对于模式预报误差,要重视实时资料的应用,尤其是组网风廓线雷达资料可作为大暴雨短时预警的重要参考依据。     

近10年中国台风暴雨研究进展

登陆台风造成的灾害往往由暴雨引起,因此在台风研究领域中,台风暴雨一直是最受重视的研究课题之一.近10年来,随着我国一系列台风外场科学试验加密观测数据的获得、天气监测网的逐步完善、大气模式的改进以及电子计算机的飞速发展,台风与中纬度系统的相互作用、台风与地形下垫面相互作用、台风中小尺度及其动力学等方面均得到深入研究.概述了近10年该领域取得的研究进展,并对目前存在的问题进行讨论.