台风“圣帕”登陆后环流维持和路径变化的诊断分析

利用MICAPS提供的实时探测资料及NCEP全球再分析资料,综合分析了环流背景、冷空气活动和下垫面对台风“圣帕”登陆后的路径和强度变化的影响,并对“圣帕”登陆后的物理量特征进行了诊断分析。结果表明：（1）“圣帕”在陆上长久维持过程中,高层高空槽区正涡度平流使其涡度增加,500hPa自外界获得正涡度补充,衰减缓慢并保持一定强度;（2）水汽输送和低空急流的维持支持积云对流发展,积云对流对台风的维持具有正反馈作用;（3）“圣帕”路径发生西折的主要原因是500hPa大陆副高加强向南伸展,表现为台风西侧环境场的北风风速明显增强,引导气流由东南气流转为东北气流;（4）低层冷空气入侵阻挡登陆后的台风低压继续北上,并促使其路径折向西南。     

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。     

东海转向和登陆热带气旋特征合成分析

进入东海的热带气旋（TC）每年有3.2个,转向或者登陆将造成不同的影响。通过对这两类TC登陆或转向前后,形势场和物理量场的合成分析得到：转向类TC,副热带高压(以下简称副高)弱,东侧呈块状;西风带强,离TC近;中高层西风急流明显,急流在向东移动过程中有增强趋势;TC东北方高层辐散增强,在中低层有正涡度平流,涡度平流中心清晰。而登陆类TC,副高强,呈宽带状;西风带弱,离TC远;西风急流不明显,没有增强,高层急流中心位于TC的西北方和北方;TC东北方高层没有明显的辐散流出,中低层正涡度平流位于TC的西北方和北侧,涡度平流中心不清晰。转向或登陆前72 h各特点已有显示,前48 h其特征更加明显。     

影响辽东半岛的热带气旋降水分析

选取移动路径和转向趋势极为相似的两个热带气旋——9711（Winnie）和9406（Tim）为例，对其路径、降水量、移动速度进行对比分析，结果表明，Winnie路径偏东，转向后移动速度增幅大，在辽东半岛地区的降水量大；Tim路径偏西，转向后移动速度增幅小，强降水偏西。并针对其在辽东半岛造成的降水量的差异，采用NCEP全球分析资料，诊断分析其环境流场和结构特征，分析表明，除了地形和海洋的影响，副热带高压位置、高低空急流和锋区与辽东半岛地区的强降水有直接关系。Winnie影响期间，有利、稳定的副高位置使来自东南和西南的暖湿空气输送到辽东半岛上空，并阻挡着低压系统东移出海，使降水持续增加；高低空急流在高空急流人口区上升支环流圈内耦合，对流层上层强辐散场的抽吸作用及高位涡的向下输送，有利于气旋的发展加强；东、西两侧冷空气作用使其变性加强，形成温带气旋，引起强降水。Tim影响期问，副高中心偏西、偏北，高低空急流在高空急流出口区下沉支环流圈内相互作用，其上空辐散强度较弱，只是Winnie的八分之一，不利于气旋的发展加强；Tim位于高空槽后，获得负涡度平流，在东部弱冷空气作用下，引起台风弱变性，并没有形成气旋，在东北地区被西风槽合并后消失，辽东半岛只出现10mm以下的降水。     

1410号台风Matmo登陆前后的动热力结构演变和水汽输送特征分析

利用NCEP/NCAR（美国国家环境预报中心/国家大气研究中心）的全球预报系统（GFS）再分析资料、欧洲气象中心（ERA-interim）资料以及中国气象局观测站点的实况降水观测结合CMORPH卫星反演降水资料,对2014年第10号台风Matmo生成后西北行并登陆台湾及福建过程中的特征进行了分析,揭示出Matmo移动路径主要受西太平洋副热带高压（简称西太副高）外围引导气流影响。动、热力物理量场分析表明,Matmo在登陆福建前后,福建上空一直维持深厚的涡旋结构,福建东南部上空的上升区与台湾海峡及福建西部附近的下沉运动区形成明显的垂直环流圈。同时,南海上空有明显的西南急流（风速大于16 m s-1）,Matmo的水汽来源主要有两条,分别为孟加拉湾和南海以及西太副高南侧。充足的水汽输送及低层水汽辐合抬升有利于Matmo登陆后的强降水发生和维持。Matmo登陆福建后仍然保持低层辐合、高层辐散,有利于持续暴雨的发生。Matmo登陆福建期间始终处于风速垂直切变小值区（小于9 m s-1）中,环境风速的弱垂直切变有利于Matmo暖心结构及高空辐散形势的维持,是Matmo在登陆后依然能维持自身强度不衰减的原因之一。     

0509号台风麦莎的结构与外围暴雨分布特征

利用地面加密观测资料、FY-2C卫星TBB资料和NCEP再分析资料，对2005年8月6～8日0509号台风麦莎登陆后环流结构及暴雨分布特征进行了综合分析。结果表明：台风麦莎具有明显不对称结构，台风东侧和北侧的积云对流较为旺盛；台风环流地面正涡度中心位于台风东侧，并随着台风北上移向台风东北象限并加强。地面强辐合区随着倒槽发展向偏北方向伸展；850hPa台风环流场表现为东侧和北侧的环流强盛，偏东风低空急流在台风北上过程中从东南风急流转为东北风急流；台风东侧暖，西侧冷，其东北侧有强暖平流输送。200hPa高空急流发展，急流入口区右侧强辐散有利于台风登陆后长时间维持。500hPa强上升运动区与台风外围暴雨区有较好对应关系。     

华东登陆热带气旋降水不同分布的对比分析

利用CMORPH降水资料，将热带气旋（TC）登陆后的降水分为路径左侧降水（L型）和右侧降水（R型）两类，并针对登陆华东地区TC的 L型和R型降水的大气环流场、环境水平风垂直切变以及台风环流内的动热力条件进行对比分析，结果表明:2005～2014年间登陆华东地区的20例TC中包括12例L型和8例R型。总体来看，大气环流因子对于登陆华东TC降水分布起主要作用。L型降水TC高层南亚高压主要呈纬向带状分布，在登陆过程中路径左侧维持偏东风高空辐散气流，中层西风槽偏东，西太平洋副热带高压（简称副高）偏南，环境水平风垂直切变指向西南。R型降水TC高层南亚高压断裂，呈经向分布。TC路径左侧风场较均匀，右侧东南风高空辐散气流明显。副高的位置偏北呈块状，同时环境水平风垂直切变指向东北，有利于路径右侧降水。台风环流内，低层冷暖平流输送以及水汽辐合与降水落区也有较好对应关系。L型TC低层暖平流的输送使TC西南象限低层增暖，大气稳定度降低。同时水汽辐合区也主要位于西南象限，有利于TC路径左侧降水。而R型TC副高位置偏北可将南侧的东南暖湿气流向台风环流更西部输送，东北象限维持暖平流，有利于路径右侧降水发生。     

一次台风变性并入东北冷涡过程的动力诊断分析

台风北移变性并入东北冷涡是造成东北地区夏季大范围暴雨的主要形式之一, 但其中的热动力结构变化特征及其物理机制尚不清晰。本文利用美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料对一次台风变性并入东北冷涡过程进行动力诊断分析, 分析结果显示:冷涡冷空气的不断侵入以及台风移动形成的相对冷平流使得台风暖心结构消亡, 其低层低压辐合和高层高压辐散结构消失, 变性并入东北冷涡后气旋整层偏冷, 低层出现冷中心。台风变性并入东北冷涡过程中, 冷涡中心附近高空急流南侧的反气旋切变抑制气旋直接往高空发展, 而急流轴左侧的热动力分布特征有利于垂直涡度的发展, 变性后的气旋环流向冷涡的移近有利于急流轴维持倾斜, 从而促进气旋向高空冷涡倾斜发展。同时, 冷空气在气旋低层附近堆积导致等假相当位温线发生倾斜, 造成垂直涡度在气旋中层倾斜发展。台风变性并入东北冷涡后, 高空冷涡槽底的正垂直涡度平流促进气旋由中层直接向高层发展, 而高空冷涡槽底急流促进正垂直涡度平流的维持。气旋高空环流的发展反过来削弱了东北冷涡的高层环流, 导致高空冷涡中心出现北撤。     

9615号台风暴雨的环流形势和物理量分析

9615号台风是一个快速西行的台风，给桂东南及住南沿海带来了大风、大雨天气。本文从环流形势入手，并对其物理量进行计算，结果表明：1环流形势分析（1）在台风登陆之前副高势力强大，且稳定控制江南，东风层深厚，有利于中低层东风急流的发展，同时副高与台风之间存在一条稳定的东到东南风气流通道，588线西脊点西伸到100°E以西，加强了水汽的输送。（2）中低层急流发展提供足够的不稳定能量。这次过程，东风急流分布广，风速大，低空东风急流的发展，使得水汽和能量源源不断地由南海输送到桂南和桂西，并供应维持台风暖中心结构的强度…     

西折台风的诊断研究

利用欧洲中心格点场资料，对１９８０－１９９２年９例北上西折台风进行诊断分析。结果表明，当达到一定强度的台风西折时，其移动路径左前侧常有暖平流增强，水汽通量辐合增大，不稳定层结加强，高空辐散和整层气旋性环流增强，以及在这些物理变量中心增大区的相迭区有整层降高中心，从而引起台风向负变高中心移动。     

高空急流对青藏高原切变线影响的数值试验与动力诊断

利用NCEP 1°×1° FNL分析资料和中尺度数值模式WRF对一次青藏高原（简称高原）切变线过程进行了数值试验,主要研究高空急流强度对高原切变线的影响,并结合ω方程分析了影响高原切变线上垂直上升运动的若干因子。研究得出高空急流的强度对低层风场有重要影响,急流增强会使高原切变线上的风切变增大,切变线变长,同时高空急流强度的增强也有利于高原切变线上水汽的辐合。高空急流可通过影响高层辐散、低层辐合的散度场垂直配置对高原切变线上的正涡度柱与辐合上升运动产生作用。ω方程的诊断分析表明,温度平流的拉普拉斯项对高原切变线上的垂直上升运动起主导作用,低层暖平流有利于切变线上产生上升运动。高空急流强度的变化对差动涡度平流项的影响要大于温度平流拉普拉斯项,高空急流强度的增强会放大差动涡度平流项和温度平流项的正贡献,从而更加有利于上升运动及高原切变线的维持。      

影响东北的两个罕见气旋发展机制对比

2007年3月3—5日和2016年5月2—3日有两个气旋（简称C304和C502）在江淮流域生成后,以相似路径影响东北地区,但发展强度不同。利用常规观测资料和NCEP FNL分析资料,通过对涡度平流、温度平流、湿位势涡度及锋生函数等物理量进行诊断并结合高、低空环流形势对两个气旋发展动力机制进行对比分析,结果表明:C304低空温度平流在气旋发展初期起主要作用,高空正涡度平流为地面气旋发展提供高空辐散场,地面气旋中心上空垂直上升运动增强,对流层低层斜压性明显,气旋性涡度增加主要在对流层下层,低空斜压强迫是主要发展机制;C502低空温度平流弱,斜压性不明显,高空正涡度平流促使高空闭合环流发展,对流层上层有高湿位涡舌发展下垂并与对流层下层正湿位涡柱耦合贯通,垂直上升运动分布在地面气旋中心两侧,高空位涡下传是主要发展机制。两个气旋发生发展在对流层上层两支急流共存、急流非纬向性反气旋性弯曲环流形势下,对流层低层为气旋式环流背景。     

0604号强热带风暴碧利斯对云南的影响及维持机制

应用MICAPS资料及FY-2C卫星云图,通过天气分析与诊断分析,探讨了0604号强热带风暴碧利斯路径西偏南的原因,对造成云南的暴雨过程进行了分析并研究了这次登陆强热带风暴长久维持不消的物理机制。结果表明:黄海副高南落加强西伸与大陆高压合并加强,高压南侧东北风的牵引作用,是"碧利斯"路径西偏南的主要原因;"碧利斯"造成的云南强降水落区分布在热带低压倒槽前东北风急流区内水汽辐合中心区域,并且与700hPa湿Q矢量辐合区对应较好,热带低压影响期间,大气曾具有湿中性垂直运动结构,具备有利于暴雨系统发展的环境条件;"碧利斯"登陆后长时间和一支深厚的西南急流保持联结,是其长久维持不消的主要因素。西南季风云系卷入热带低压,增强了热带低压的水汽和能量输入,是热带低压得以长久维持并造成云南强降水的另一重要原因。南亚高压在热带低压活动期间增强,高层辐散场的增强,低层辐合、高层辐散的结构,与西南急流相联系的垂直正涡度的维持,有利于热带低压的维持,登陆后的热带低压有向高空强辐散区方向移动的趋势。     

准平直长路径与多折向路径东移高原涡的环境场特征

利用1998—2018年NCEP/NCAR 全球最终分析数据、大气观测资料、青藏高原低涡切变线年鉴,采用合成方法分析了准平直长路径和多折向路径东移高原低涡的环境场特征,探讨了低涡折向的主导因素。结果表明: 准平直长路径低涡、多折向路径低涡长时间活动的共同环境场特征是有明显影响低涡活动的天气系统, 副热带高压（简称副高）位于高原低涡东南方,高原低涡以北上空伴有东、西段急流;低涡有正涡度平流输入,高原低涡上空为辐散区,高空高位涡下传到低涡。同时,二者环境场特征存在明显差异,多折向路径低涡伴有较强的热带低压活动,是在副高、西风带天气系统、热带低压相互作用的环流背景下,高原涡东移受阻而折向; 准平直长路径低涡是在西风带天气系统为主导的环流背景下向东移动;准平直长路径低涡受冷空气、西南气流与高空锋区的影响比多折向路径低涡强,造成了准平直长路径低涡的正涡度平流、位涡、斜压性、高空辐散比多折向路径低涡强。多折向路径低涡折向的主导因素是环境场条件使低涡在减弱、东移受阻的情况下高空高位涡中心在低涡西部上空,高位涡下传使低涡加强的强正位涡异常区出现在低涡西部,低涡移向低涡加强的区域。      

高空急流对黄渤海登陆热带气旋三维运动结构的影响

为了研究高空急流对热带气旋水平和垂直运动结构的影响，选择1980年代以来的10个黄渤海登陆热带气旋作为研究对象，按其穿行黄渤海时的路径趋势分为北行和东北行两类，并应用ECMWF的客观再分析资料进行合成分析，发现：热带气旋沿高空非纬向急流的右侧运动，并呈现出明显向高空急流中心入口区的右侧移动的趋势。当气旋接近急流时，与高空急流产生相互作用，使气旋低层水平运动场产生附加的风速中心，并出现对流偏心增长现象。进一步分析表明，高空急流中心入口区右侧的辐散中心对应的垂直上升运动，引起热带气旋内中低层的辐合增强，进而改变了水平风场的分布。     

高空和低空急流与暴雨关系的实例分析

本文分析了暴雨和低空急流发展过程的一次天气个例.当高空急流中心自西向东移到我国东部沿海,在最大风速中心上游的入口区南面,对应副高北侧的高温潮湿的空气,当扰动的相当水平尺度小于适应过程的特征尺度时,在高空急流入口区南面550公里处的700毫巴等压面图上,引起了低空急流的迅速加强.强的降水区和流场的水平切变线,出现在两支急流之间的地区.这一个例分析的天气事实,可从平流过程和调整过程的相互作用,以及调整过程中重力惯性波的不稳定性来说明.     

两类登陆热带气旋的大尺度环流特征分析

采用动态合成分析方法,对1970-2006年登陆后北上类TC（tropicalcyclone）和西行类TC各7个样本做动态合成分析和诊断,结果表明：（1）北上类TC在背景场长波槽前北移靠近中纬度斜压锋区,通过吸附运动使TC低压并入西风槽,而西行类TC背景场没有长波槽,离中纬度斜压锋区较远;（2）北上类TC登陆时存在西南低空急流水汽输送带,当其强度减弱后,TC东南侧存在东南暖湿气流作为补充,而西行类TC减弱后逐渐与之分离,且不存在东南暖湿气流作为补充;（3）北上类TC高层辐散区与高空急流边界靠近,因此增强了其向东北方向的辐散,低层由于高层动量下传,加强了低空西风,从而使TC低压环流维持,而西行类TC离高空急流边界较远;（4）北上类TC从中纬度斜压锋区获取斜压能量,其环流垂直切变增强,相对涡度差负值增大,在高空TC中心散度由大变小后又由小变大的过程中,TC发生了变性,而西行类TC没有环境能量补给,逐渐填塞消亡。因此,当一个TC登陆后,其预报移动方向、水汽输送状况、与斜压锋区的关系以及高空辐散气流等特征,可以作为初步判定登陆TC将减弱消亡还是将变性加强的可能原因。     

台风“威马逊”登陆后长时间维持原因分析

超强台风威马逊(1409)在华南三次登陆,登陆后减弱缓慢,带来了狂风暴雨和巨大的经济损失。利用NCEP再分析资料、CMABST最佳台风路径数据等资料,对"威马逊"长时间维持的原因进行天气学和动力学诊断分析,结果表明:(1)500hPa副高西伸发展,紧随着台风,副高和台风环流之间维持较强的气压梯度和水汽输送,有利于台风环流的维持。850hPa西南季风急流和越赤道气流合并卷入台风低压环流中,输送的水汽和不稳定能量是台风在登陆后衰减缓慢的重要原因。高空存在强流出气流,高层辐散抽吸作用有利于台风强度的维持和发展。(2)台风移向下游区域海温偏高、环境风垂直切变小、强盛水汽输送是台风强度维持的重要环境条件。台风登陆后涡度和垂直速度结构完整,减弱缓慢,利于台风环流的维持。台风移入的华南地区处于热力不稳定状态,有利于对流凝结潜热效率的增加和台风环流内对流活动的增强,从而有利于台风强度的维持。     

2009号台风“美莎克”对黑龙江的影响及非对称结构特征

使用常规观测资料及ERA5（0.25°×0.25°）再分析资料,对2009号台风“美莎克”进行分析。结果表明：此次过程,副热带高压异常强大,位置偏北,并与北侧阻高合并形成高压坝阻挡;“美莎克”沿副高外围北上与中纬度低涡及冷空气相互作用,变性后斜压性明显加大,低涡增强;“美莎克”携带大量水汽,同时中低空急流将海上水汽持续向黑龙江输送,并在黑龙江强烈辐合,形成强的水汽辐合区和水汽辐合带;高低空急流耦合构成强的垂直环流,对应非常强的垂直上升速度;副热带高压向西北伸展,高空引导气流和热成风方向转为西北—东南向,促使“美莎克”登陆后向西北移动,穿过黑龙江,是黑龙江出现大暴雨的主要原因。分析台风中心涡度、散度、垂直速度、位温、湿位涡等物理量的三维结构变化,可以很好地认识台风在北上登陆中的变性过程以及降水出现非对称结构的原因。     

1211号“海葵”台风登陆后引发两段大暴雨过程的对比分析

利用地面加密自动站观测资料以及NCEP再分析资料,对1211号“海葵”台风登陆后在江苏引发的两段降水对流特征差异明显的大暴雨天气进行对比分析。结果表明:第一段区域性大暴雨天气发生在台风环流中心及北侧偏东风急流附近,此时台风环流完整,中心维持正压结构,环流中心及其北侧偏东急流附近伴有较大范围的水汽辐合和强上升运动,有利于区域性大暴雨天气发生,但降水发生在近乎中性的层结下,降水分布较均匀,发展平缓,降水期间对流活动较弱;第二段大暴雨则发生在远离环流中心的台风倒槽顶部,降水期间暴雨区中高层伴有较明显的冷平流,有利于对流不稳定层结发展,降水发展过程中,地面风场出现中尺度扰动,增强了局地辐合和气旋性涡度,加之地面锋区发展,促进了中尺度对流系统的形成和发展,此段降水中尺度特征显著,发展迅速,雨强大,伴有明显的对流特征,导致出现局地特大暴雨天气。