相似路径台风“摩羯”“温比亚”登陆后环境场对比分析

2018年8月在华东地区登陆的台风"温比亚",给河南造成的风雨影响是近40年来最大的,其日降水强度仅次于"75·8"台风暴雨的降水强度。应用实时气象观测资料和NCEP 1°×1°逐6h间隔再分析资料、中央气象台的台风定位报资料等,对1970年以来在华东地区登陆的31个台风陆上移动路径和相应环流背景进行了归纳,选取登陆点相近而给河南带来的风雨影响却不同的两个台风"温比亚"和"摩羯",从环流背景、冷空气活动、动力场和温湿场的演变等方面进行详细对比分析。结果发现:1)在华东登陆的台风陆上路径主要有西行、西北转偏北行和直接北上三种,其中西行和西北转偏北行路径的台风能够影响河南。2)500 hPa副热带高压呈带状分布、高压带断裂并减弱东退是造成"温比亚"和"摩羯"两个台风低压陆上移动路径差异的主要原因;台风低压移动速度取决于500 hPa台风低压两侧最大经向(纬向)风速之差和台风低压中心距5880 gpm线的距离等因素,台风低压的移动方向则取决于台风低压两侧最大风速差的转变;中高层引导气流作用减弱时,低层冷空气入侵形成的v分量差可指示台风低压的转向。3)来自海上的水汽始终与台风低压相连接、能量供应不间断,200 hPa靠近台风低压的高空急流和低层925 hPa、850 hPa接近台风低压中心的低空急流使台风低压所处上空维持8～12m/s的较强垂直风切变,台风低压两侧冷暖平流形成的斜压能导致垂直速度的加强等因素,是台风低压维持的重要机制。     

影响台风移动因子的数值研究

本文采用有辐散的正压原始方程模式对影响台风涡旋移动的因子进行了数值试验,试验结果表明:(1)在无环境风条件下,台风涡旋向西北方向移动,移速与台风切向风速、台风半径和台风区f场的特征有关,台风外区(指最大风速半径以外台风区域)切向风速越大、台风半径越大,台风涡旋移速向北分量越大。(2)均一环境风场中,台风移动受基本气流的平流、β效应和指向引导气流左侧的横向加速度的作用,其中基本气流的引导作用是主要的。台风移速与引导气流速度比在东风气流中要大于西风气流中,而台风移向与基本气流之间的偏角在西风气流中要大于在东风气流中。(3)台风涡旋有沿基本气流绝对涡度梯度方向的次级运动分量。(4)台风涡旋在有切变的西风气流中比在均一西风气流中易发展加强,而它的移动更偏向引导气流的左侧。      

0505台风低压倒槽后退东移的原因分析

0505台风"海棠"在福建登陆后减弱为低气压,其中心在陆地的移动路径为自福建经江西至湖南。伴随台风低压一同西北移的台风倒槽,在经过河南区域时,移向发生了明显的变化:在从河南东部移至西部后,没有继续西行,而是发生了转向后退,从114°E以西退回到114°E以东,倒槽北段退后尤为明显。倒槽后退导致暴雨落区随之东移,使暴雨落区预报出现较大偏差。为了探讨这种情况出现的原因,以正确判断倒槽移向,减少预报失误,为今后预报积累经验,使用常规高空、地面报文和1°×1°的NCEP再分析资料,对0505台风倒槽影响河南时的天气形势和物理量场演变进行分析。结果发现:台风低压倒槽后退的直接原因为北方较强冷空气南下,在低层侵入倒槽西部,使该处的北风区域扩大、北风风速明显加强,迫使倒槽东退;而在高层则为北方南下冷空气致副高东南退,引西风带系统东移,大陆高压跟进,高压前部北风取代台风倒槽西部的东北风,致倒槽东退并变性为两高之间的辐合线。由于来自贝加尔湖以东高纬度地区的强冷空气从华北南下进入河南西北部,阻止了台风倒槽的继续西移,并迫使其后退,动力上升运动区与水汽输送带随之东退至豫东北,致使该地区暴雨出现。北方南下冷空气的强弱及与台风倒槽的相对位置,是决定此次台风低压倒槽移动的重要因素。当台风倒槽移动前方或北方24 h变温场上出现连片小于-2℃的负变温区,并且在温度平流场上出现连片小于-3℃的冷平流区时,未来12~24 h台风倒槽的移向可能发生变化,或停滞或转向东退,可综合其他因素做出正确判断。     

人造台风模型中三维风场的改进及敏感性模拟研究

对MM5的人造台风风场方案进行了分析,并引入台风移速、移向、摩擦等客观因素构造非对称切向风场,尝试选择合理的径向风方案,并考虑风场垂直结构,改进出三维非对称台风风场模型.通过对"云娜"台风模式初始场的对比发现,径向风及高空反气旋环流的引入突出了台风的基本特征,与观测事实相接近.最后进行敏感性数值模拟,通过比较台风路径及移速、海平面气压、最大风速等模拟要素,结果表明:改进后的台风模型通过订正初始场,对台风路径及强度预报效果的提高也有正效应.     

8719号台风后期路径与强度的探讨

一、概况 8719号台风的初始扰动发生在13°N、157°E附近的太平洋洋面上,10月17日08时西移至13.4°N、154°E,发展成台风,移动方向由偏西逐渐转向西北方向,18日20时发展成为强台风。20日20时发展最盛,中心附近最大风速达70m·s~(-1),最低气压910hPa。20日开始,台风转向偏两方向移动,24日到达巴士海峡,中心附近最大风速仍有40m·S~(-1),     

湖北省咸宁市台风低压暴雨预报方法初探

分析2003～2006年在我国登陆的21个台风的低压移动路径及与之相对应的地面及高空实况资料表明：湖北省咸宁市台风（含热带风暴）低压暴雨的出现与台风登陆区域及登陆后低压的移动路径和强度密切相关,当在闽、浙登陆的台风低压经江西到达咸宁市或江西西北部和湖南省境内,并且有较强风场相配合时,咸宁市才有可能出现暴雨。欧洲中心850 hPa 24～48 h风场预报与台风低压演变的风场基本吻合,可以作为咸宁市台风低压暴雨预报的依据。     

9615号(SALLY)台风特点分析

9615号（SALLY）台风于9月9日11时在吴川市西部沿海地区登陆，中心经过湛江市区、遂溪县后，进入广西境内减弱为低压。SALLY具有强度强，移向稳定、移速快、降雨量小、瞬间风速特别大的特点，实测到湛江有自记仪器以来的最低气压、最大的瞬间风速，它给湛江、茂名地区带来历史上少见的风灾。1预报与实况1．1预报9月6～7日早晨，通过电话向市三防发布台风消息，预报SALLY向西北西方向移动，强度加强。7日下午对外发市台风消息，预报SALLY8日白天进入南海，强度继续加强，向西北西方向移动，逐渐向珠江口以西沿海靠近。8日早晨预报SA…     

广西钦州湾台风“启德”风场特征实测研究

利用在广西钦州湾设立的一座55m高测风塔上的超声风观测仪器,收集到台风"启德"影响过程的脉动风数据,对湍流脉动风场特征参数进行了分析研究,结果表明:(1)台风"启德"影响期间观测到的最大风速为26.0m·s-1,过程风向由北风转向东北风、东风,过程转向幅度最大为157°,风攻角绝大部分在±3°范围内;(2)三维方向的湍流强度平均值比值为1:0.73:0.50,湍流积分尺度分别为313m、224m、163m,表现为均匀平稳的湍流变化过程;(3)湍流功率谱在惯性副区内基本满足-5/3律,其斜率随着风速的增大有减小的趋势。     

“云娜”台风登陆后的路径和降水的诊断分析

利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和实时高空、地面加密探测等资料,综合分析了环流背景、冷空气活动和下垫面对"云娜"台风登陆后的路径和降水变化的影响,并对"云娜"登陆后的物理量特征进行了诊断分析.结果表明(1) 台风路径在登陆时发生西折的主要原因是由于在500 hPa副高调整为带状分布,台风北侧的东风气流明显加强,而且台风北侧最大东风风速与南侧的最大西风风速之差陡增;(2) 冷空气的入侵是"云娜"登陆后的台风低压在其路径折向西南的主要原因,表现为850 hPa台风西侧的北风加大,东侧的最大南风分量和西侧的最大北风分量的绝对值差变为负值;此外,冷空气在前期还有利于台风低压的维持,后期则使台风低压填塞;(3) "云娜"在进入鄱阳湖地区后其垂直运动、散度、水汽通量散度等各物理量场均表现出有利于降水加大的特征,这与下垫面的热量和水汽交换作用密切相关.     

台风路径预报现状分析

本文对我国、日本和美国所发布的热带气旋(台风、飓风)路径预报的误差进行了分析。结果表明,台风路径预报的误差与台风移动的复杂程度密切相关。对于比较稳定的西行或西北行台风,预报误差较小;对于转向台风,预报误差稍大;很大的预报误差发生在近距离内同时有几个台风出现的情况。目前世界各国对于台风移向的转折性变化和移速的显著变化仍然缺少预报能力。因此,台风移向、移速的明显变化问题仍应是今后台风科研的重点之一。     

台风“山竹”登陆结构变化及造成广西强降水异常分布的成因分析

利用地面加密自动站观测资料、多普勒天气雷达及NCEP格点再分析资料,对2018年第22号台风“山竹”登陆前后环境场、动力热力场结构变化特征进行了分析,并初步探讨台风造成广西强降水分布异常的成因。(1) 200 hPa南亚高压稳定维持、西南季风与越赤道气流、西太平洋气流卷入提供水汽和能量是台风登陆后强度减弱缓慢的重要因素。(2)台风登陆移入广西过程中,其中高层θ_se漏斗状结构、正涡度柱状结构维持,东侧和北侧低层有深厚入流辐合上升,高层有明显出流。(3)水平风场的不对称分布导致台风东侧到北侧存在明显的风向切变和风速辐合,出现垂直螺旋度正值中心和强水汽辐合区,对应有螺旋对流回波带发展、维持,这可能是“山竹”强降水出现在台风偏北侧的重要原因。(4)云贵高原冷空气的侵入加剧了热力不稳定,加上地形抬升增幅作用,导致桂北和桂西持续强降水。(5) “山竹”降水分布与低层湿位涡负值区有较好对应,强降水主要出现在湿正压项(MPV1)负值中心附近和MPV1负值区与湿斜压项(MPV2)正值区相叠加的区域。      

西行台风背景下云南一次短时强降水过程的成因分析

利用云南省自动气象站雨量资料、卫星和闪电定位仪资料、雷达回波资料、NCEP 1 °×1 °再分析资料和地面、高空常规观测资料对云南一次典型的台风前侧短时强降水过程的成因进行分析,结果表明:在2017年13号台风“天鸽”西行影响云南的天气背景之下,短时强降水出现在台风前侧700 hPa风速辐合区和边界层辐合线附近。台风前侧偏东低空急流向云南境内输送水汽和能量,边界层辐合线触发垂直上升运动,700 hPa风速辐合区利于垂直上升运动的维持和加强,促使水汽的辐合与不稳定能量的释放,引发短时强降水。在中等强度深层垂直风切变的作用下,云南东部中尺度对流系统(MCS)频繁产生并向西传播发展,MCS相互作用组织成飑线系统,在东北气流的引导下,飑线从云南中部移至云南西南部,MCS和飑线是大范围短时强降水的直接影响系统。      

青藏高原高空流型对西太平洋台风路径影响的诊断分析

利用观测研究,动力诊断分析等手段,从上下游效应、中低纬相互作用的角度来探讨青藏高原高空天气系统的变化与西太平洋台风运动两者之间的关系。1970~1995年25年间的统计结果表明,青藏高原高空流型与台风路径有如下关系:高原高空500 hPa为低值系统控制时,有利于台风西行;反之,高原高空500 hPa为高压时,近海台风往往转向。动力诊断分析的结果揭示了高原上空系统影响下游系统的物理机制,即高原上游扰动动能的传递使得下游的槽发展,并进一步影响台风的引导气流。高原脊的存在,使得涡动动能的输送通道偏北;高原上为槽时,涡动动能的输送通道偏南。高原槽前的南风和台风东侧南风将低纬度的低位涡输入副热带高压,有利于副热带高压的发展,影响台风运动,体现了中低纬相互作用对天气系统的影响。     

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。     

河西走廊“2010.04.24”特强沙尘暴特征分析

利用全天空成像仪、地面、高空气象观测资料、数值模式资料和NCEP/NCAR再分析资料,对2010年4月24日甘肃河西走廊的特强沙尘暴过程进行了分析。结果表明,从观测到沙尘至天空完全被沙尘遮蔽,仅仅只有2.5min;中西伯利亚—新疆北部的偏北大风携带着极地强冷空气入侵,造成了甘肃河西走廊的特强沙尘暴。进一步的分析还表明,沙尘区域上空存在一个西风急流中心,其高度在200-250hPa之间,沙尘暴爆发时,风速增大到40m.s-1,高度降低,范围扩大。由急流中心向地面伸展的最大风速带将高空动量向下传播,引发了河西走廊的沙尘暴;南北风的变化主要发生在250hPa以下,最大中心高度均位于400hPa附近,北风前锋到达之处,沙尘暴爆发;冷空气爆发时,首先造成地面气温的急剧下降,其次是700hPa和500hPa气温下降;地面热低压的强烈发展,一方面使气压梯度加大,另一方面导致边界层对流不稳定,二者的作用都增强了沙尘暴的强度。     

近海台风对“21·7”河南极端暴雨过程水汽通量和动、热力条件影响的模拟

本文利用WRF模式对近海台风“烟花”及“查帕卡”影响2021年7月19日至21日河南极端暴雨的过程进行数值模拟。控制试验（CTL）对台风路径、强度、大尺度环流形势,以及河南暴雨的强度和空间分布型等均给出合理的模拟,基本再现了本次河南极端暴雨的发展过程。敏感性试验表明,在移除台风“烟花”后,副热带高压系统显著南压并在南侧形成东南风急流,河南地区的南风分量减弱、东风增强,东西方向的水汽输送占主导,有利于降水分布型由CTL试验的南—北向转变为东—西向;另一方面,由于低层东南风急流相较于移除“烟花”前的东风急流偏弱,河南降雨区的局地辐合减弱,水汽通量净流入值较CTL试验降低5.81%,且中纬度冷气团西移减慢,引起局地相当位温梯度减弱,最终导致移除台风“烟花”试验的降雨强度偏弱。移除台风“查帕卡”后,大尺度环流形势几乎未受影响,河南南侧的水汽输送略有减弱,因此强降水分布基本与CTL试验类似,降雨强度略有减小。与台风“烟花”相比,“查帕卡”对河南暴雨的影响较弱。     

5.10特大暴雨分析

本文对造成2000年5月10日茂名地区特大暴雨的天气形势、大气物理量场和数值产品应用等特征进行了分析，得出的主要结论为：①500hPa东亚槽加深，形成“北槽南涡”形势，在广西与粤西之间发展成中尺度系统“T”型的辐合切变，是有利的天气背景条件。②地面锋面低槽的南压，强烈的降压，是大气层不稳定能量释放、特大暴雨爆发的触发因子。③200hPa辐散，850hPa辐合的垂直配置，有利于低层水汽能源源不断上送；④特大暴雨发生在正涡度中心附近和上升运动中心的南侧。     

台风“鲇鱼”异常路径的诊断分析和数值模拟

从高空环流和基本气流的演变对2010年第13号台风＂鲶鱼＂进入南海以后路径发生向北＂急翘＂的大环流形势进行分析,并应用wrf模式输出的高分辨率资料,对台风中心附近的风场、温度场和θse场的分布进行探讨,得出：＂鲇鱼＂进入南海后,路径发生向北＂急翘＂是由于青藏高压增强并向东移,致使其前部高空槽加深发展,切断了华南高压和副热带高压的联系,并使华南高压南落至中南半岛一带,使台风西行受阻,逐渐转为北移。同时越赤道气流的北涌,使基本气流从东北气流转为西南气流,北偏东移动趋势加大。500～700hPa两层引导气流与＂鲶鱼＂路径有很好的对应关系。最大风速区的水平和垂直结构将影响台风移动的路径,台风中心的有向风速低值区移动的趋势,最大风速区的垂直尺度的变化对台风移动有指导意义。温度场的水平和垂直分布也将影响台风的移动路径,西侧冷空气的入侵使台风偏西移动的趋势减弱,台风中心有向等厚度低值区移动的趋势。θse的高能舌的分布,有利台风向北或北偏东方向移动。     

2007年7月12-15日河南省大暴雨天气诊断分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,对2007年7月12-15日河南省黄淮之间的大暴雨过程进行了诊断分析,结果发现:这次暴雨是一次较为典型的西南低涡东北移影响河南省所造成的暴雨,500 hPa西风槽东移过程中,槽前携带的冷空气不断自西北方向侵入西南低涡中心,导致西南涡东移发展,移经河南省,在其移向的右前方和中心区产生了强降水;垂直上升运动区及流线辐合区与暴雨落区有较好的对应关系;这次暴雨水汽输送源地有两个,分别是孟加拉湾和东海海面;水汽辐合区与暴雨落区相对应;垂直螺旋度的演变对本次西南涡暴雨有较好预报指示意义。     

台风温比亚(1818)降水及环境场极端性分析

利用多种观测及分析资料对台风温比亚（1818）暴雨过程的降水演变、极端降水特点及环境场物理量特征等进行分析。此次台风暴雨日降水量极端性显著,降水主要分为登陆前后、深入内陆并转向以及冷空气作用和变性3个阶段,其中第2阶段为最强降水时段。受其影响,河南、山东等地多个站点的日降水量突破历史极值。温比亚（1818）最大小时降水量达127.7 mm,其中74个站点小时降水量超过80 mm,短时强降水维持时间长达14 h,高降水效率及长持续时间造成极端降水。对流层中、低层存在标准化异常小于-4倍标准差的异常低压环流,造成极端低层辐合,叠加高空急流和高压边缘的极端高空辐散,动力条件极端性显著,200 hPa辐散和850 hPa辐合均接近或远超1988—2017年日降水量排名前30（HT30）降水日的最大值。受台风东侧水汽输送影响,降水区假相当位温、整层大气可降水量和水汽通量散度无论与气候态相比,还是与HT30降水日相比,均具有显著极端性,且极端水汽维持时间长达30 h。