西北太平洋热带气旋的闪电特征及其与强度关系的初步分析

使用TRMM卫星搭载的闪电成像传感器测得的1998-2005年间的闪电信息,结合热带气旋的活动特征,提出了一种识别热带气旋闪电的方法,进而分离了1998-2005年西北太平洋热带气旋的闪电信息,并在此基础上,对西北太平洋的热带气旋闪电特征进行了初步分析.结果表明:西北太平洋热带气旋的眼壁附近(距热带气旋中心约30~50km)、内雨带(热带气旋中心外约60~100km)和外雨带(热带气旋中心外约130~610km)内普遍存在闪电现象,而且各月均有发生,并以7-8月较频;我国东南沿海地区,特别是台湾岛-台湾海峡-福建沿海地区、珠江三角洲的近海海域,是最易发生热带气旋闪电的两个区域,而日本岛东南方向广阔的西北太平洋洋面上的热带气旋,则较少有闪电发生.此外,闪电与热带气旋的强度及其变化有一定的关系,利用发生在热带气旋不同区域的闪电信息可对热带气旋的强度进行估算,估算的误差与目前的业务定强误差接近.     

多普勒雷达资料在台风探测中的应用

多普勒雷达能探测到台风雨带强度图和多普勒科（台风和热带风暴,本文统称为台风）。强度的台风中心定位主要有对数螺旋垒套法和计算法;提取台风多普勒速度图的一些特征信息可对其进行定位。结合强度、多普勒速率模式定位方法可明显提高远近台风定位的准确性,文中还根据台风的气旋环流特征,利用探测到的台风中心位置和外围雨带的退模糊速度值,提出一种台风雨带风场反演方法,该方法具有一定精度。     

环境垂直风切变对0509号台风“麦莎”的影响分析

利用多种卫星观测资料和NCEP/NCAR提供的风场资料等,分析了环境垂直风切变对0509号台风“麦莎”的强度、对流和降水结构的影响。结果表明:在台风“麦莎”整个生命史中,垂直风切变与其强度之间关系非常密切,但垂直风切变不是影响其强度变化的唯一因素;“麦莎”登陆前及登陆后在垂直风切变作用下,强对流和强降水均位于顺切变方向及其左侧,对流和降水呈1阶非对称分布。     

台风-涡旋相互作用研究进展

台风轨迹和强度的预报一直备受关注,也是大气和海洋学家最为关注的科学问题之一。近些年,随着观测技术和计算机模拟的快速发展,发现海洋中尺度过程和台风有紧密的联系。本文针对该主题进行简要回顾和总结, 主要侧重2个方面：①台风如何影响海洋中尺度过程？强调了地转过程的重要性和高度计观测对台风影响涡旋的低估;②海洋中尺度过程如何影响台风？强调了冷暖涡的不同以及位置不同对台风强度的影响。在此基础上,探讨台风-涡旋相互作用研究中尚未解决的问题：涡旋对台风的三维响应、多涡对台风的综合效应、时间尺度匹配和海气通量等。     

台风“杜苏芮”(2305)引发福建极端强降水的特征分析

台风“杜苏芮”（2305）是1949年至2023年9月登陆福建第2强台风,引发福建极端强降水。利用双偏振雷达、FY-4A等多源观测资料分析了福建强降水发展的主要特征,指出2个明显的降水阶段分别由台风眼壁与内螺旋雨带、台风外螺旋雨带造成。“杜苏芮”登陆后眼壁附近中β尺度对流云团发展,云团低层以大雨滴为主,对流云团分裂进入内螺旋雨带中发展为线状对流,数密度更高的较大雨滴产生极端雨量。而台风移出福建后外螺旋雨带后部对流组织化,形成带状中尺度对流系统,通过“列车效应”持续影响福建沿海,产生极端强降水,高浓度小雨滴是主要的云微物理特征。降水与鹫峰山、戴云山地形密切相关,向东开口的喇叭口地区利于形成强降水中心。     

多普勒雷达资料在近海强台风模拟中的同化试验

利用中尺度数值模式(WRF),并同化了多普勒雷达反射率和径向速度资料以及非常规的观测资料,对近几年登陆于浙闽沿海的4例强台风进行了数值模拟。通过高时空分辨率的模拟结果对比分析表明:雷达资料的同化,对近海登陆台风路径和降水模拟以及中尺度降水特征都有进一步改进的效果;模拟较好的揭示了台风近中心螺旋云带中的强中尺度对流系统。通过模拟分析表明,在台风近中心的螺旋云带中,低层有一条强辐合线存在,它与实况多普勒雷达给出的低层平显(PPI)强度回波带有较好的对应关系,也与沿海地区中尺度暴雨系统紧密联系,并由此看到近海海域降水带和强对流区的存在。     

渤海强对流天气监测及概念模型初建

利用micaps系统个例库、秦皇岛雷达、天津雷达、FY-2E红外云图、海岛站、GPS闪电定位仪、探空及中尺度物理量场等资料,采用同步资料叠加分析方法,对2007-2011年4-10月出现渤海西岸区至海区强对流天气的25个例进行综合分析和对应关系的研究.初步得出:(1)强对流发生时三类天气尺度背景场条件下的高空与低层急流配置及K指数和SI指数对应值,渤海边界层辐合线与强对流天气落区对应关系;(2)同步卫星云图中尺度MCC象元动态特征及TBB值;(3)海区中β尺度单体及多单体风暴雷达反射率因子、回波顶高特征及阈值,回波顶高与雷电分布对应关系;(4)初步建立渤海强对流天气概念模型,归纳海区强对流预警指标.在2012年5-6月业务试验中效益显著,为渤海海洋强对流天气监测、精细化预报方法研究提供参考依据.     

2021年西北太平洋和南海台风活动概述

利用中央气象台台风实时业务资料、自动气象站观测资料以及卫星云图等对2021年西北太平洋及南海台风活动的主要特征和影响我国台风的路径、强度及风雨影响进行分析和回顾。结果表明:2021年西北太平洋及南海台风生成个数偏少,生成源地整体偏西;台风强度偏弱,但有多个台风出现了快速增强,其中台风“烟花”“灿都”的24 h强度增幅达40 m·s^-1,为近30 a少见;2021年先后有5个台风登陆我国,另有2个台风影响我国。在登陆台风中,4个登陆华南的台风强度均弱于历史平均值。所有登陆台风在登陆后的维持时间都明显高于历史均值,特别是台风“烟花”为历史上登陆华东后维持时间最长的台风,给我国带来了严重的灾害影响。     

超强台风“威马逊”强度变化条件的诊断分析

通过对台风年鉴基本资料和NCEP 1°×1°格点资料进行分析,总结了"威马逊"在整个生命史内的强度变化,运用天气学和动力学诊断方法,分析了"威马逊"活动的环境场特征,结果表明:"威马逊"在整个生命史内,有3个急剧增强的时刻和1个急剧减弱时刻;中低层的垂直切变与中高层垂直切变与3个急剧增强过程相关性较好,两者的急剧减小对TC的急剧增强有较强的指示意义;"威马逊"的强度变化与总水汽净流入有近似一致的关系,西边界和南边界对台风的加强具有正贡献,东边界和北边界是台风水汽流出的方向;低层的质量净流入较大,高层的质量净流出较强时,表明高低空的配合较好,有利于TC的发展。     

影响广西沿海的热带气旋分析

应用《台风年鉴》1953—2012年热带气旋(TC)最佳路径资料,统计分析了影响广西沿海TC和易引发广西沿海显著增水的TC的时空分布特征以及年际变化特征。结果表明:影响广西沿海的TC主要集中于7、8、9三个月份,以南海为主要源地,而引起广西沿海显著增水的TC多源于菲律宾以东大洋洋面。从影响广西沿海的TC在近60年频数和强度变化来看,广西沿海TC最大强度存在下降趋势,但每年的平均强度存在上升趋势。     

台风天气条件下地基微波辐射计反演产品精度分析

利用中国气象局上海台风研究所台风试验获取的4个典型台风个例数据,对地基微波辐射计反演的温度、水汽密度廓线与同址GP S探空资料得到的廓线进行对比分析,发现二者的温度、水汽密度相关系数分别为0.988、0.928.微波辐射计的探测精度在不同高度上有很大差异,整体来说,在高层温度探测精度较优于低层,而在低层水汽密度探测精度...     

Comparison of the satellite and ground-based measurements of the hydrogen fluoride content in the atmosphere

Satellite and ground-based measurements of the hydrogen fluoride (HF) total content (TC) are analyzed and compared. The HF profiles measured with an FTS device on the ACE satellite are used to calculate the TC and compare it with the ground-based measurements near St. Petersburg in 2009–2011. A comparison indicated that the seasonal variations in HF TC based on two independent measurements are in good qualitative agreement. Rare (nine) cases of direct comparison between two measurement types coordinated with respect to time (during the day) and site (no farther than 500 km) gave the following characteristics: the average difference is 8% and satellite data predominate over ground data; the standard deviation of a difference is 7%. In two cases of close measurement pairs (closer than 200 km), a comparison gave differences of 1 and 7%. The statistical characteristics of differences between two measurement types are in good agreement with the independent comparison of the ACE-FTS HF TC measurements with the NDACC network data.     

Convective cloud fields in the Atlantic sector of the Arctic: Satellite and ground-based observations

Convective cloudiness in the Atlantic sector of the Arctic is considered as an atmospheric spatially self-organized convective field. Convective cloud development is usually studied as a local process reflecting the convective instability of the turbulent planetary boundary layer over a heated surface. The convective cloudiness has a different dynamical structure in high latitudes. Cloud development follows cold-air outbreaks into the areas with a relatively warm surface. As a result, the physical and morphological characteristics of clouds, such as the type of convective cloud, and their geographical localization are interrelated. It has been shown that marginal sea ice and coastal zones are the most frequently occupied by Cu hum, Cu med convective clouds, which are organized in convective rolls. Simultaneously, the open water marine areas are occupied by Cu cong, Cb, which are organized in convective cells. An intercomparison of cloud statistics using satellite data ISCCP and ground-based observations has revealed an inconsistency in the cloudiness trends in these data sources: convective cloudiness decreases in ISCCP data and increases in the groundbased observation data. In general, according to the stated hypothesis, the retreat of the sea-ice boundary may lead to an increase in the amount of convective clouds.     

一套基于FY-3B/MWRI观测的热带气旋微波亮温数据集

利用风云三号B星(FY-3B)微波成像仪(Microwave Radiation Imager,MWRI)一级亮温数据和每6 h一次的热带气旋(tropical cyclone,TC)最佳路径数据进行时空匹配,建立了TC微波亮温数据集.该数据集包含了2011—2016年全球六大海盆生成的热带风暴级别以上的TC共计538...     

起伏海面的雷电电磁场传播特征及其对闪电定位精度的影响

为了研究起伏海面对雷电电磁传播的影响,本文利用Barrick表面阻抗理论和Wait近似算法,采用改进二维分形海面模型模拟起伏海面,利用数值模式,分析起伏海面的雷电电磁传播特征,并进一步讨论了起伏海面对时差法闪电定位系统定位精度的影响。结果表明:起伏海面对垂直电场和磁场的峰值的影响不显著,但会引起波形的上升期时间的延长,浪高越大,影响越明显;随着观测距离的增加,雷电垂直电场波形的上升时间逐渐变长;风速的变化与雷电垂直电场波形的上升时间成正比;由于海面起伏引起雷电电磁场波形在传播中的变化会影响基于时差法闪电定位系统的定位精度,定位误差可达几至十几公里。     

南海热带气旋纬向分布特征

根据中国气象局整编的1949~2003年台风年鉴资料,对南海热带气旋的源地、消亡地、强度、移向移速、活跃地等纬向分布的特征进行分析,旨在为南海热带气旋各纬度带的活动特征,为南海热带气旋的预报业务工作提供参考依据,并为研究工作奠定基础.     

华北冷涡背景下青岛三次混合型对流天气环境场条件对比分析

利用探空观测资料,对比分析华北冷涡背景下青岛三次混合型对流天气过程环境场条件,揭示出现短时强降水、雷暴大风和冰雹天气时的水汽、稳定度和垂直风切变差异特征。分析结果表明:500 hPa上冷涡中心位于42°N的华北冷涡、850 hPa低涡系统和偏南风急流以及地面气旋是这三次混合型对流天气的影响系统;在这三次混合型对流过程中有无雷暴大风天气的环境参数区别比较显著:有雷暴大风表现出了相对较干的中低层和中层存在浅薄湿层的水汽层结,无雷暴大风的则是上干下湿和中层大气干燥的层结特征;稳定度差异决定了对流强度的差异:同时出现短时强降水、雷暴大风和冰雹的对流天气的层结不稳定度最强,表现为较大的850和500 hPa温差(大于30℃)以及较强的0~3 km垂直风切变(大于12 m·s^-1);出现短时强降水和大风的大气层结稳定度最弱,相应的环境参数值也最小;在强不稳定层结和低层水汽充足的条件下,大于12 m·s^-1的0~3 km垂直风切变对青岛地区雷暴大风和冰雹的预报预警有较好的指示意义。     

石家庄地区输电线路雷击事故发生的气象条件

为了研究石家庄地区输电线路雷击事故发生的气象条件,利用该地区1990—2018年输电线路雷击事故发生的详细资料和地面、探空气象资料,分析了输电线路雷击事故的时空变化,确定了容易发生输电线路雷击事故的天气系统配置和探空物理量阈值;通过输电线路雷击事故发生的气象条件,检验了2019—2020年输电线路雷击事故预报的准确性。结果表明:石家庄输电线路雷击事故主要发生在夏季傍晚前到前半夜,夏季发生概率明显高于春、秋季;输电线路雷击事故发生日数自西向东逐渐减少,集中发生在西部山区的井陉,其次是市区,井陉发生概率远高于其他地区;对流天气影响系统主要为高空槽型和冷涡型,探空物理量同时满足首要条件和附加条件时,引发输电线路雷击事故概率较高;输电线路雷击事故发生的气象条件在2019—2020年得到较好的预测检验,对防范雷击事故有一定指导意义。     

内核及外围尺度对热带气旋强度影响的数值试验

采用WRF数值模式模拟并对热带气旋尺度与强度关系进行了探讨,且初步诊断分析了内核及外围尺度对热带气旋强度影响的可能机制,结果表明:(1)内核区较大时的缩放引起角速度变化是其影响热带气旋强度的机制之一;(2)内核区较小时的进一步收缩引起的眼区次级环流破坏是其影响热带气旋强度的一种机制;(3)外围尺度变化造成低层上升至高层的水汽总量变化,是其影响热带气旋强度的一种机制;另一方面,外围尺度发生变化使得低层气流向热带气旋内的辐合减少,亦是其影响热带气旋强度的机制之一。