1713号台风“天鸽”与1822号台风“山竹” 大风过程对比及成因分析

利用常规观测、地面自动气象站、FY-2E 卫星红外云图以及多普勒天气雷达资料等,对登陆珠江三角洲沿海的1713号台风“天鸽”和1822号台风“山竹”的大风过程进行对比及成因分析。结果表明：台风本身的强度、结构及其变化对台风的影响范围、出现时间和持续时间有密切关系;地面气压场的分布对台风大风的出现时间起到了重要作用,且气压梯度加大有助于增加大风影响范围和影响时间;“喇叭口”地形的狭管效应对风速有加强作用。卫星云图对预测台风大风的影响时间和影响范围有一定参考作用;当台风中心进入雷达的监测范围时,雷达产品可以有效估测风速大小、影响时间和影响范围。     

台风“莫拉克”影响期间浙江大风成因分析

利用常规资料、浙江省自动站加密资料、NCEP/NCAR1°×1°每日4次再分析资料和多普勒天气雷达资料对2009年第8号台风“莫拉克”影响期间浙江大风的成因进行了分析。此次台风大风影响具有影响时间早、持续时间长、影响范围大和大风强度强的特点。副热带高压快速加强西进是造成台风大风提早出现的主要原因之一。鞍型场、3个台风相互影响使得“莫拉克”台风移速减慢,导致台风大风对浙江沿海的影响时间增长。“莫拉克”登陆福建后其西北侧华北高压以及东南侧海上高压的存在使得地面气压梯度维持,导致大风影响时间增长和影响范围增大。垂直方向环流将高层动量下传导致低层风速猛增。多普勒天气雷达径向速度产品VCP21进行速度退模糊后可以作为台风大风分布范围和极大风速预测的一个参考依据,预测时其在沿海海面效果要较内陆好。     

超强台风“天兔”的大风对广州白云机场影响过程分析

2013年9月22日1319号台风"天兔"以强台风级在广东省汕尾市沿海登陆,登陆后台风眼中心经过了广州白云机场。利用常规观测站、卫星云图和风廓线雷达和多普勒天气雷达观测资料等,探讨台风"天兔"登陆前后产生的大风对广州白云机场的影响。结果表明:对台风"天兔"大风影响广州白云国际机场时间预报准确,但对大风的强度以及风向的预报存在不足。利用探空资料、风廓线雷达和多普勒天气雷达,分析发现台风"天兔"风力的非对称结构是造成预报偏差的原因。风廓线雷达和多普勒天气雷达可以很好地反映台风风场的水平和垂直精细特征。     

台风“菲特”影响期间浙江大风成因分析

利用常规观测资料、自动站加密资料、多普勒雷达资料以及NCEP/NCAR1°×1°每日4次再分析资料对2013年第23号台风"菲特"影响期间浙江大风成因进行了分析。发现:副高以及地面高压加强是导致浙南沿海大风提早出现的主要原因;台风"菲特"北侧东西向高压区的维持,使浙江始终维持大的气压梯度,导致台风大风向内陆扩展和影响时间增长;台风"丹娜丝"与台风"菲特"的相互影响使得"菲特"移速减慢,导致台风大风影响时间增长,同时台风"丹娜丝"与冷空气以及台风"菲特"减弱后环流的共同影响,使得浙北大风维持,进一步延长了台风大风对浙江的影响时间。台风"菲特"影响期间台风环流中的中尺度系统导致台风影响区域内风速的进一步增大。多普勒雷达径向速度产品结合组合反射率产品可以有效监控台风大风分布范围。地形的影响导致台风大风进一步增大。     

渭北2010年7月下旬区域性大暴雨天气过程分析

应用常规气象观测资料、FY-2C气象卫星资料、多普勒雷达和自动气象站资料,对2010年7月22—24日发生在陕西渭北的强降水天气进行分析,结果表明:副热带高压稳定在长江中下游一带,青海中部到高原低槽东移和海南登陆台风"灿都"外围暖湿气流合并,为暴雨形成提供了有利的条件;低层切变线、低涡、低空急流是暴雨产生的主要影响系统;卫星云图上在低槽云系中有圆形的暴雨云团特征;雷达径向速度图上强西南风以及产生的风速辐合与大降水密切相关,反射率因子强回波区总是与大降水对应;暴雨发生前自动气象站地面要素特征明显,地面中尺度辐合系统对暴雨的监测预警有较好的指示性。     

一次冰雹过程的卫星云图和雷达回波特征分析

应用常规资料、FY-2C红外云图和河南省三门峡市的多普勒雷达产品。对陕西中北部的一次强对流性天气过程进行分析,结果表明：影响系统是高空下滑冷槽、中低层暖平流和地面弱冷锋。上干冷、下湿暖的对流性不稳定层结为冰雹天气的形成提供了有利条件。卫星云图上,锋面前部形成的两个中-β尺度系统受锋面附近前冲冷流的触发,造成这次强对流性天气。雷达反射率图上,回波强度越大、强中心高度越高,造成的天气越强;径向速度图上的“逆风区”,说明该地为风速的大值区、风向也发生了突变;当对流回波处于强盛阶段时,VIL值先猛增、后相对稳定,当达到峰值时即出现冰雹,当突然减小时,影响地面将出现大风．因此VIL对冰雹和大风的判别有很好的预报意义。     

云分析系统在台风莫拉菲数值模拟中的应用

借鉴美国CAPS开发的中尺度ARPS模式的资料分析系统ADAS,设计了基于GRAPES_Meso的云分析系统,实现了地面云观测资料、卫星云图、多普勒雷达反射率资料在GRAPRS模式中的综合融合应用。通过对登陆台风莫拉菲 (0906) 数值模拟检验云分析系统的性能。结果表明:云分析系统通过地面云观测资料、卫星红外云图、可见光云图、多普勒雷达反射率的同化,能够反演出合理的三维云覆盖状况;在三维云覆盖的基础上结合云底云顶高度,进而反演出云水、云冰、雨水、雪、霰等云微物理量,并显著改善模式初始湿度场;在台风登陆过程的模拟中,虽然对台风路径的预报有所偏差,但对比控制试验,在台风登陆地点、台风强度、路径的预报中云分析发挥了正作用;通过对云分析后初始场反演的雷达回波进行检验,验证了云分析的可行性与正确性,对整体的降水预报效果也有明显改善。     

台风“天鸽”和“山竹”对肇庆风雨影响的对比分析

利用常规气象观测资料、区域加密自动站资料、多普勒天气雷达资料和卫星云图资料,对台风"天鸽"和"山竹"天气过程中肇庆的风雨分布特征及成因进行分析。结果表明:"天鸽"和"山竹"登陆时强度相当,登陆后移动路径相似、移速相仿,两次台风过程对肇庆风雨影响的强度都是自东南向西北递减,但"山竹"过程大风、暴雨天气范围更大,强度更强,持续时间更长,且局地出现了龙卷天气。热带气旋对肇庆的风雨影响差异主要与其结构、范围大小、登陆后维持在台风级别的持续时间、以及肇庆独特的地形分布有关。低层垂直风切变、强天气威胁指数和粗理查逊数对台风外围局地龙卷天气的发生具有指示意义。     

副热带高压脊线附近江苏两次强对流天气对比分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、多普勒天气雷达资料和FY-2D、FY-2E卫星云图资料等,对江苏2010年8月18日和23日两次发生在副热带高压脊线附近强对流天气进行对比分析。结果表明:(1)在副热带高压控制下,当有足够强的抬升机制时,500 h Pa副热带高压脊线附近也会触发强对流天气,强对流天气发生在925 h Pa切变线和地面辐合线附近。(2)两次强对流天气发生前大气层结不稳定,呈上干下湿状态分布;这两个个例显示雷暴大风强对应于中高层大气干,而短时强降水强对应于低层湿层厚。(3)18日近地层强动力抬升作用,触发了对流风暴;23日抬升凝结高度、自由对流高度及对流温度较低,且没有对流抑制能量,边界层动力抬升和地面热力抬升共同作用触发了对流风暴。(4)多普勒天气雷达径向速度图上出现低空辐合,早于对流风暴新生时间,且低空辐合随时间持续或增强,有利于局地对流风暴的新生和发展,这对临近预报预警有一定的参考意义。     

“巨爵”、“韦森特”偏西路径台风暴雨对比分析

利用1°* 1°的NCEP全球再分析资料、多普勒雷达资料、地面区域自动站资料等,对2009年第15号台风“巨爵”、2012年第8号台风“韦森特”两个偏西路径台风进行对比分析后发现:这两个台风登陆后均在副高加强西伸中偏西行,均于生命最旺盛时期在广东阳江登录,均具有强度变化快、路径稳定、风雨影响大的特点;但台风“巨爵”暴雨主要由“巨爵”残涡和“方头”副高共同作用产生,其中地面弱冷空气的渗透为暴雨的产生提供了有利的条件,边界层在粤西强的水汽辐合是暴雨产生的最主要原因,雷达回波上反映出列车效应是影响“巨爵”强降水过程的最直接原因,强降水局地性强,明显发生在其移动路径后方,是受多种因素影响形成的有点特殊的台风暴雨;台风“韦森特”降水范围较广,时间较长,强降水主要受台风云系本身的影响,中心随台风中心的西移而西移,是比较典型的台风暴雨.     

“神舟七号”飞船主着陆场区强对流天气的大尺度环流特征

利用NCEP 1°×1°再分析资料,研究2008年8—9月内蒙主着陆场区强对流天气形成的气候背景和大尺度环流特征,结果表明：前期赤道西太平洋海表温度、欧亚和青藏高原积雪与河套以北地区降水关系密切。极涡中心8月位于东半球、9月位于西半球,是场区前期降水偏多和后期气温偏高的原因之一。欧亚经、纬向环流的偏强,有利于南北方冷暖空气的交汇。副高异常偏强偏西及活跃的印缅槽为场区提供了充沛的水汽和强对流天气必要的扰动能量。中低层偏南风距平和偏北风距平在淮河以北地区汇合与长时间维持,是场区降水异常和强对流偏多的主要原因。     

圣帕台风暴雨的非地转湿Q矢量的诊断分析

利用WRF中尺度模式模拟了台风"圣帕"登陆后减弱成热带低压造成湖南省大暴雨的过程,使用模拟输出的高分辨率资料,借助非地转湿Q矢量对这次暴雨过程做了详细的诊断分析.结果表明:非地转湿Q矢量能比较清楚地揭示此次暴雨演变过程,尤其700 hPa的非地转湿Q矢量散度场对降水预报具有较好的指示意义,其散度辐合区域对应着降水的落区,散度辐合强度变化指示着降水强度的变化趋势,并且非地转湿Q矢量散度辐合强度的大小可预示着未来3～6 h降水的强弱,是具有预报价值的;非地转湿Q矢量散度是非地转ω方程的强迫项,并与地形条件共同作用激发了地面中尺度系统的发展与次级环流的形成,是此次暴雨得以发展与维持的机制.     

台风“海葵”（2012）登陆后西折蜗行诊断分析

利用地面高空常规探测资料、NCEP再分析资料、数值模式预报资料,针对2012年第11号台风“海葵”登陆后移动路径的突然西折蜗行和陆上的长久维持机制两大预报难点,从大尺度环流特征和物理场两方面进行了诊断分析。结果表明：（1）“海葵”登陆后由西北方向移动转为西折,是由于其北部东、西两环副高未能因低槽东移而完全断开形成北上的通道,西环副高对其西行又形成阻挡作用,使得“海葵”低压环流西折并在安徽省南部蜗行。（2）“海葵”移动方向前侧有正涡度平流中心,正、负涡度平流中心的连线与未来移向基本吻合,其中心沿着不稳定区域和高能区域移动,存在趋暖运动。（3）“海葵”登陆后大风速区呈逆时针旋转,低压环流的风场分布出现明显不对称,东风分量比西风分量大,风场结构中不对称的强风速区转移使西北移动的路径减速并西折。（4）西南风低空急流是“海葵”在陆上久留不消的重要水汽输送带。“海葵”高层与中纬度急流靠近,高空急流出口区的强辐散也有助于其在陆上的维持。（5）“海葵”登陆后较长时间位于对流层风速垂直切变经向梯度大值区中,其中心附近垂直风切变很小,这使得其衰减缓慢,维持时间长。此外,“海葵”登陆后经过较大水面及前期大降水区为其长久维持提供了潜热能源。     

台风“卡努”的数值模拟与非对称结构的分析

热带气旋登陆过程中受到浅海区大陆架和海岸地形的影响,其结构将发生突变.本文用MM5模式模拟了0515号台风"卡努"登陆浙江的过程,表明MM5模式能很好地模拟出台风路径及其主要雨带.在结构上,登陆后主要完成了从基本对称的垂直分布到东西非对称分布的转换.在热力场方面,登陆后的相当位温、相对湿度、水汽通量散度都比登陆前更加有利于暴雨的发生,登陆后的东西两侧也演变为不对称的分布,东侧的水汽比西侧更充沛,同时东侧的大气层结更加不稳定.     

双台风“纳沙”和“海棠”登陆后强度变化成因及对比分析

利用NCEP（National Centers for Environmental Prediction）再分析资料对2017年双台风“纳沙”（1709）和“海棠”（1710）先后登陆福建后的强度变化特征进行对比分析。结果表明：低纬水汽输送的强弱变化是造成双台风强度变化的主要原因,而越赤道气流对水汽输送起到关键作用。副热带西风急流与中低空风场强弱变化一致,西风急流增强伴随中低空东风加强是“海棠”陆上强度维持不减的原因之一,反之“纳沙”快速减弱。双台风效应对强度变化也起着重要作用：双台风靠近相吸作用下,“纳沙”残余环流卷入“海棠”环流中,为其输送正涡度因子及斜压能量,也是促使“海棠”强度维持的原因。台风登陆后,其上空三种不同层差的垂直风切变值表现一致减小的变化趋势及低于6 m·s^-1的风切,有利于弱台“海棠”陆上长久维持。海岸锋生及海表通量动热力因子对“海棠”右侧中小尺度对流发展和维持起到重要作用,加剧了“海棠”非对称性结构,促使“海棠”强度维持不减。     

西南季风与登陆台风耦合的暴雨增幅诊断及其数值模拟

以登陆内陆后维持时间长、暴雨增幅的热带气旋＂碧利斯＂（0604）为研究对象,利用＂CMA-STI＂热带气旋最佳路径数据集、NCEP/NCAR再分析资料及地面加密观测资料,讨论了西南季风与登陆台风耦合的暴雨增幅,分析了台风涡旋周围的水汽收支特征,发现净西风、净南风输送为暴雨提供了充足的水汽,在＂碧利斯＂登陆大陆减弱西行的过程中,西南季风对登陆台风的维持和暴雨增幅有重要影响。利用WRF（weather research and forecasting）模式模拟＂碧利斯＂登陆后的降水表明,该模式能够较好地模拟降水强度和暴雨落区,模拟路径与台风实际路径走向大体一致,但存在一定偏差;季风涌爆发时,台风中心南侧降水出现明显增幅。敏感性试验结果表明,降水强度对水汽输送大小较敏感,水汽输送减弱致使降水强度明显减弱,可见西南季风的水汽输送对暴雨的影响至关重要。     

登陆辽宁热带气旋特征的统计分析

利用1949-2010年热带气旋年鉴资料和常规气象观测资料,对62a来登陆辽宁热带气旋的生成源地、移动路径、登陆地点、登陆强度、登陆后影响时间等进行统计分析,揭示登陆辽宁热带气旋活动特征。结果表明：1949-2010年共有18个热带气旋登陆影响辽宁,66℅以热带低压（TD）的强度登陆,61℅在08-20时之间登陆,78℅在辽宁境内活动时间为6-12h,89℅是在其他地区登陆进入黄渤海后在辽宁再次登陆,大连是登陆次数最多的地区,33℅登陆辽宁后减弱消失,登陆后移动路径主要有向东北向、偏北向、西北向3种移动路径。在此基础上,根据业务需求建立了基于副热带高压、气旋源地和热带气旋前期路径等因子,预报登陆辽宁热带气旋后期走向[0]的预报关键区,为热带气旋预报工作提供参考。     

相似路径台风Soudelor(1513)与Matmo(1410)登陆前后的降水分布特征及成因的对比分析

利用欧洲气象中心（ERA-interim）再分析资料以及中国气象局观测站点的实况降水观测结合CMORPH卫星反演的逐时降水资料,对比分析了路径类似的1513号台风Soudelor和1410号台风Matmo在登陆福建前后期间的降水分布特征以及造成登陆台风暴雨强度和落区差异的原因,得到以下初步结论:Soudelor和Matmo移动路径相似,但在登陆福建的过程中对浙、闽地区造成的降水强度和分布差异明显,如Soudelor造成的总降水强度比Matmo大,且Soudelor的强降水在登陆前主要分布在台风路径的右侧,台风中心的偏北方向,登陆以后主要在台风的偏北以及东北方向;而Matmo登陆前降水基本均匀分布在路径两侧,强降水区位于台风中心的西北方向,登陆福建以后向北移动的过程中强降水区转向台风中心的北边;不同的大尺度环流背景也会导致登陆过程中不同的降水分布特征,Soudelor影响期间副热带高压比较强盛,并阻断它与中纬度西风槽的作用,而Matmo登陆北上过程中逐渐减弱并汇入河北上空的西风槽中,所以登陆后期Matmo的降水比Soudelor强;Soudelor和Matmo台风登闽前后低层水汽输送及东风急流差异是导致大暴雨落区差异的原因之一,Matmo的水汽输送主要来自孟加拉湾及南海,而Soudelor登陆前东部有来自另一个台风Molave的水汽输送,登陆后强水汽输送通量区及水汽辐合带位于Soudelor偏北侧,这与Soudelor登陆造成的暴雨在中心偏北方向一致;南亚高压相对于台风的位置也会影响降水,Soudelor登陆时,大兴安岭上空大槽前的偏西风急流与南部高压西北侧的西南急流一起使得它登陆后减弱速度变缓,有利于台风暴雨的维持,而Matmo高空受急流造成的气旋性切变流场加速了台风的减弱;此外,台风自身的结构和强度变化以及登陆后维持时间不同也是造成两次过程降水差异的主要原因之一,台风暖心结构的强度以及台风高层暖心减弱的速度对台风降水有一定影响,但对登陆时台风暴雨的不对称分布影响较小;Soudelor登闽过程中,涡度场强度比Matmo大,且维持一个深厚的垂直对称结构,登闽后期附近的辐合上升气流主要位于中心东侧,而Matmo在登闽过程中,低层的强辐合区和上升运动区始终偏西,造成二者降水分布的不同。     

台风活动及其与中国西部降水特征分析

应用1949—2016年台风资料和中国地面逐日降水资料,针对中国内陆西部地区,通过对较长样本资料的统计分析,研究台风活动及其在台风登陆背景下,中国西部年、夏半年和盛夏平均降水特征。研究得到:①67年间登陆中国大陆的台风年平均9.09个,6—10月是台风活跃期,登陆台风最早在4月,最晚在12月,8月登陆台风频率最高。②台风活动对宁夏全省、陕西大部、四川盆地、甘肃中东部和青海大部降水影响明显,台风活动多寡与该地区降水多寡总体成正相关。新疆和西藏降水受台风影响极小,贵州、重庆降水与台风活动呈相反情况,台风活动对云南降水影响不明显。③台风活动与中国西部部分地区降水呈正相关特征,其年均降水最明显,其次是6—10月平均降水。此项研究首次聚焦在远距离台风与中国西部降水特征上,将有助于系统全面地认识台风活动特征、登陆台风与中国西部降水的关系以及中国西部降水机理。     

台风“莫兰蒂”登陆前后微物理特征研究北大核心

基于厦门市2016年9月14—15日S波段双偏振雷达资料,研究了2016年第14号台风“莫兰蒂”登陆前后降水特征以及它们的差异。结果表明:台风“莫兰蒂”登陆过程经历了登陆前缓慢减弱、登陆后快速减弱、登陆后缓慢减弱3个阶段。登陆前,台风螺旋雨带中对流旺盛,发展高度高,冷云过程较强,0℃层以上存在大量的冰晶。0℃层以下,粒子破碎比较严重,降水以小滴为主。登陆后快速减弱阶段,受地形影响,台风内区发展高度升高。登陆后快速减弱阶段,螺旋雨带发展高度降低,0℃层上冰相粒子数量减少,0℃层以下,粒子之间的碰并增长和蒸发过程明显,降水以中小雨滴为主,暖云过程占主导。