浙江热带气旋登陆前移动速度变化分析

利用1949~2004年登陆浙江的35个热带气旋的资料,计算了热带气旋登陆前24h和6h的速度和移速变率。结果表明,登陆浙江的热带气旋60%在登陆前移速加快,28.6%移速基本不变,11.4%移速减慢。从热带气旋登陆前的形势场、引导气流及它的结构和强度变化等方面进行分析,发现500hPa形势场的调整和引导气流的大小对热带气旋移速的变化起主导作用;热带气旋主流入通道的变化、热带气旋之间的互旋等与其移速变化有关。登陆前,热带气旋移速与其强度有一定的关系。     

西行热带气旋影响云南降水的统计特征

利用《西北太平洋热带气旋年鉴检索系统》资料、NCEP/NCAR再分析资料、云南日降水资料、西北太平洋热带气旋及降水分布资料,分析了1959—2007年影响云南高原降水的西北太平洋西行热带气旋的气候特征及大尺度环流背景。结果表明:云南几乎每年都受到西行热带气旋的影响,年代际分布总体呈下降趋势,且发生在7—9月最多;热带气旋的影响波及云南大部,影响滇东南较多,以登陆的南海台风为主,其登陆地点主要为海南和广东,且多数进入北部湾;影响路径划分为5类,其中广东登陆类最多、影响最大;各种强度的热带气旋均可造成全省性强降水,其中超强台风的影响最多最大。环流背景表现为:100 hPa南亚高压呈西部型分布时,有利于西北太平洋TC西行影响低纬高原;500 hPa中纬度以纬向环流为主,低纬度热带地区季风低压、热带辐合带(ITCZ)较为活跃,当副热带高压西脊点西伸到云南东北部、或外围反气旋扩大到青藏高原、或副热带高压与青藏高压合并,均有利于TC西行深入内陆。     

南海季风槽影响下热带气旋暴雨增幅的研究

使用NASA的热带测雨卫星TRMM资料、常规气象观测降水资料、NCAR/NCEP-2再分析资料及NCEP全球数据同化系统(GDAS)资料,分析研究南海季风槽伴随热带气旋登陆华南而导致热带气旋暴雨强烈增幅的事实,并根据观测事实提出季风槽伴随热带气旋登陆华南的定义.结果表明:(1)南海季风槽伴随热带气旋登陆导致热带气旋降水强烈增幅的天气现象发生在盛夏季节;(2)环流背景表现为副热带高压带状西伸,稳定控制华中一带;同时,西南季风活跃,南海季风槽位于南海北部之时;(3)热带气旋登陆后的填塞消亡时间因为季风槽的伴随而大大延长,热带气旋云系有再生、加强和扩展现象;(4)伴随登陆的季风槽对热带气旋暴雨无论是空间,时间,还是强度上均有强烈增幅作用,热带气旋暴雨在季风槽南侧延伸,尺度可达1500～2500km.     

1951—2017年热带气旋对湖南降水的影响及环流异常特征分析

揭示热带气旋在湖南的降水规律可为热带气旋影响湖南的降水预报提供技术支撑。采用近67 a的热带气旋影响资料,通过统计方法,分析了影响湖南降水的热带气旋特点及环流异常特征。结果表明:7—9月是影响的高峰季节,以在广东、福建沿海登陆的热带气旋对湖南影响次数最多、程度最重,浙江、福建沿海登陆的热带气旋在湖南形成的降水范围最大,热带气旋对湖南影响所产生的降水主要集中在湖南省东南部,热带气旋对湖南产生的强降水范围有增大的趋势,降水强度有增强的趋势。福建和广东沿海登陆对湖南影响的热带气旋的环流特征为南亚高压偏强、偏东、偏北,导致西太平洋副热带高压偏强、偏西、偏北,引导副热带高压南侧的东南气流与南海和菲律宾以东洋面的西南风气流汇合,形成季风槽,中国华南和华东沿海为东南气流,有利于热带气旋在该区域登陆影响中国。只是前者表现为南亚高压位置较后者偏北更明显,西太平洋副热带高压更偏北,季风槽更偏东,导致福建登陆对湖南影响的热带气旋在湖南大部为气旋性环流控制,湖南全省降水偏多;而广东登陆对湖南影响的热带气旋在湖南省东南部为气旋性环流控制,该区域降水偏多。     

登陆广东热带气旋的降水分布和移速变化

利用1980～2001年登陆广东的72个热带气旋的路径和降水资料,计算了热带气旋登陆前后的移动速度和加速度,比较分析了热带气旋主要降水落区与热带气旋移速变化的关系.计算结果统计表明登陆广东的热带气旋中,有66.1%的个例在登陆时移速加快.当主要降水落区位于热带气旋前进方向右侧时,热带气旋的12小时平均加速度为正的占了大部分(81.8%);当主要降水落区位于热带气旋前进方向左侧时,近八成(78.6%)的热带气旋平均加速度为负.这些统计结果进一步从诊断事实上说明了地形以及非绝热加热等因子对台风移动的可能影响.     

登陆广东热带气旋中尺度降水分布变化特征

利用每小时地面观测资料和卫星遥感资料 ,以 1 999～ 2 0 0 1年在珠江三角洲地区登陆的热带气旋为研究对象 ,从合成分析和个例分析两方面揭示了登陆广东热带气旋降水的中尺度特征及其分布变化。结果表明 ,热带气旋登陆前后中尺度强降水分布发生明显变化 ,登陆后降水不对称性加大 ;热带气旋登陆后中尺度强降水分布随时间变化 ,登陆后第 1 0个小时之前 ,中尺度强降水基本上分布于热带气旋中心附近 ;而热带气旋登陆第 1 0个小时之后 ,中尺度强降水具有明显的“离心”或“偏心”特征。     

城市效应对登陆热带气旋妮妲降水影响的模拟

运用中尺度数值模式WRF耦合城市冠层模式（urban canopy model,UCM）,对2016年登陆深圳的热带气旋妮妲（1604）（以下简称妮妲）进行数值模拟。高分辨率数值模拟较好地再现了妮妲登陆前后的强度、路径和累积降水。利用城市化过程当中城市冠层对热带气旋降水的敏感性试验结果表明:城市冠层会减弱对流运动和水汽的输送,导致热带气旋登陆后珠江口城市群区域累积降水量略减少。应用最新的土地利用资料进行的城市下垫面敏感性试验结果表明:由于城市下垫面粗糙度增加,造成登陆地面风的减速,强度减弱,潜热通量与2 m高度比湿相应减小;城市下垫面粗糙度增加会加强该区域垂直对流运动以及不稳定能量增加,有利于降水增强,尤其在城市化下垫面处,热带气旋登陆后6 h累积降水增加量最大可超过20 mm。总体而言,对登陆热带气旋降水而言,耦合城市冠层使城市区域热带气旋降水减少,但在数值模拟中城市冠层影响作用不显著。城市化下垫面对登陆热带气旋暴雨的增幅作用明显,在登陆热带气旋降水预报中应重视。     

福建省热带气旋暴雨突然增幅特征分析

利用2007—2013年福建省区域自动站和基本气象站小时降水观测资料,确定精细时空尺度上热带气旋暴雨突然增幅的阈值标准,分析暴雨突然增幅的时空分布特征及其与同期热带气旋之间的关系。结果表明:满足1 h、3 h和6 h暴雨突然增幅的热带气旋个例数随时间分辨率的降低而明显减少;3 h突增个例数主要出现在6—10月,且个例数和突增次数年分布总体呈上升趋势,突增次数日变化呈现"三峰型",高值区位于17—20时;暴雨突然增幅的热带气旋大多数在福建中南部沿海登陆,且不同的热带气旋中,强度较弱时发生突增次数较多,极值最大;暴雨突然增幅大多数发生在热带气旋登陆后24 h、距中心400 km内、西南方向,与登陆路径有关。对比分析了热带气旋登陆福建前后暴雨突然增幅的特征,发现登陆中部的热带气旋个数最多、暴雨突增次数也最多;热带气旋登陆后暴雨突增次数明显比登陆前多。     

利用TRMM资料分析2002年登陆广东的热带气旋降水分布特征

用2002年3个热带气旋登陆广东的过程中自动站的降水资料, 对TRMM准全球、准实时的3 h降水估测资料进行了检验, 表明该资料与地面3 h降水有很好的相关性, 可以反映出热带气旋3 h降水变化的特征。利用该资料分析了这3个热带气旋登陆过程中不同半径、不同方向降水的时空变化特征, 并分析了不同热带气旋之间降水差异的大尺度环流背景。研究发现, 3个热带气旋登陆过程中心附近降水沿半径方向存在收缩和扩展的变化, 除了低层水汽输送的变化和地形对降水造成影响之外, “北冕”和“黄蜂”都发现热带气旋外围降水加强会导致其中心附近降水减弱, 这与以往的观测及研究成果类似。     

登陆我国过湖泊热带气旋的统计特征

利用1949～2001年热带气旋年鉴资料,对53年登陆我国并经过内陆湖泊的热带气旋特征进行统计分析.结果表明:登陆过湖泊热带气旋在陆上维持时间长,登陆时强度较强;湖泊地带能延缓登陆TC强度的衰减;热带气旋经过内陆湖泊时大多表现为中心气压维持不变或降低,风速增大;长江中游地区是登陆过湖泊热带气旋消失数最多的区域.     

鄱阳湖对降水强度减弱的物理过程的数值模拟研究

为量化分析研究湖泊对局地降水强度及性质的影响,基于WRF3.8版本中尺度数值模式及NCEP/NCAR提供的1°×1°时间间隔为6 h的FNL分析资料,进行控制性试验、湖泊陆面化的敏感性试验,对2011年6月14—15日鄱阳湖附近强降水的高值中心开展分析。结果表明:鄱阳湖水体下垫面白天作为“冷源”,对其附近100 km的水平范围、800 m的垂直厚度大气的温度有明显的“降温”调节作用。这种热力条件减弱影响了对流层中低层上升运动的强度与持续时间,造成降水强度减弱、降水时长缩短,最终减少了湖泊附近10%左右的累积雨量;鄱阳湖水体下垫面仅能提高边界层大气水汽的饱和程度(相对湿度),但“降低”了水汽的绝对含量(比湿),是湖泊陆面化后的敏感性试验比控制性试验降水中心强度更大、强降水范围更广的原因之一;湖泊水体下垫面通过“降低”边界层大气温度与绝对湿度,从而使大气具有比敏感性试验更弱的对流有效位能,大气低层(1000~850 hPa)具有更弱的对流不稳定度,探空反映控制性试验近地层有浅薄逆温结构,其比湖泊陆面化敏感性试验具有更低的CAPE,最终减弱控制性试验降水的对流性质。总体而言,鄱阳湖水体下垫面通过调节边界层大气的温度与绝对湿度,从而改变大气低层的环境条件,并影响初始抬升气块的温湿条件,延缓并减弱垂直运动的持续时间与强度,减弱湖泊附近低层的对流,对大气加热有45%的抑制率,最终减小降水强度与范围。     

鄱阳湖影响过湖对流强度的数值模拟及机理分析

湖陆下垫面的非均匀性对强对流天气的发展演变有很大的影响。鄱阳湖是我国最大的淡水湖,湖面积具有明显的月变化和季节变化,而模式中的下边界一般默认湖面积不变,这与实际情况的差异较大,必然带来模式预报误差。利用WRF模式对夏季夜间发生在鄱阳湖地区的一次强对流天气过程进行数值模拟,并通过湖面积变化的敏感性试验,深入研究鄱阳湖对强对流天气发展演变的影响及其机理,结果表明：夏季夜间湖面上空2 m温度明显高于陆面,向湖陆风在湖面上空辐合上升,岸边则存在下沉辐散气流。这导致降水在湖西岸减弱、湖上空增强。随后用去湖敏感性试验印证了鄱阳湖的暖湖效应,湖泊的存在能够通过激发陆风次级环流对湖西岸（湖面）上空降水起抑制（促进）作用。去湖试验的降水在湖西岸增强20%,在湖面上空减弱16%,体现出湖泊对降水强度的重要影响。此外,还发现湖面积扩大1.5、2.5、3.5、4.0倍的扩湖敏感性试验的降水在湖面上空分别增幅7%、16%、30%、43%,进一步证实了强对流强度对鄱阳湖面积变化较为敏感。这指示我们在预报夏季夜间穿湖而过的强对流天气时,应重点关注其可能存在的入湖前减弱、入湖后增强的变化趋势。同时,在利用数值模式模拟湖区强对流天气过程时,如果湖面积与模式中默认的湖面积相差较大,则应考虑将实际湖面积引入模式下边界,以期提升模式对于湖区对流的预报能力。     

1956～2012年浙闽登陆热带气旋降水精细化观测统计分析

选取我国东南沿海热带气旋登陆数目多、经济发达的浙江和福建两省,利用国家级地面气象站逐小时降水观测资料,结合热带气旋降水客观分离方法,对1956~2012年（共57年）浙、闽两省沿海登陆热带气旋降水开展客观分离,统计分析热带气旋登陆期间降水精细化时空分布特征。结果表明:热带气旋平均路径在登陆前6小时至登陆后24小时呈西北行,累积降水具有明显非对称分布特征,与主要水汽辐合区相吻合,登陆后24小时至48小时的降水分布与鄱阳湖水体以及局地地形有密切联系;伴随登陆进程,降水分布呈现显著变化,登陆前,浙、闽两省降水较强;登陆后,降水范围向内陆扩展到浙、闽两省以外地区;登陆点聚类分析指出,所有类别的较强降水时段均位于登陆前12小时至登陆后6小时,但不同类别的降水分布和演变特征具有显著差异,这种差异与局地地形和热带气旋环流所处位置关系密切;小时强降水统计分析显示,伴随着登陆进程强降水频次分布逐渐变化和向内陆地区推进,高频次强降水主要出现在登陆前、后6小时的浙、闽两省沿海地区,且以两省交界附近地区最为集中,与该地区明显的高大地形分布有着密切的关系。两省各台站由登陆热带气旋带来的小时降水极值差异较大,从10到143 mm均有分布,大部分极值在30至60 mm之间。其中,极值大于50 mm的站点主要分布在沿海地区,在浙、闽交界处较为集中,与小时强降水的频次分布一致。     

STATISTICAL ANALYSIS AND NUMERICAL SIMULATION OF POYANG LAKE''S INFLUENCE ON TROPICAL CYCLONES

Based on the Tropical Cyclone(TC briefly thereafter)Yearbook 1980-2009,this paper first analyzes the number and intensity change of the TCs which passed directly over or by the side of Poyang Lake(the distance of TC center is less than 1°longitude or 1°latitude from the Lake)among all the landfalling TCs in China during the past 30 years.Two cases are examined in detail in this paper.One is severe typhoon Rananim with a speed of 3.26 m/s and a change of 1 hPa in intensity when it was passing the Lake.The other is super typhoon Saomai with a faster moving speed of 6.50 m/s and a larger change in intensity of 6 hPa.Through numerical simulation experiments,this paper analyzes how the change of underlying surface from water to land contributes to the differences in intensity,speed and mesoscale convection of the two TCs when they passed the Lake.Results show that the moisture and dynamic condition above the Lake were favorable for the maintenance of the intensity when Rananim was passing through Poyang Lake,despite the moisture supply from the ocean was cut off.As a result,there was strong convection around the lake which led to a rainfall spinning counter-clockwise as it was affected by the TC movement.However,little impact was seen in the Saomai case.These results indicate that for the TCs coming ashore on Poyang Lake with a slow speed,the large water body is conducive to the sustaining of the intensity and strengthening of the convection around the TC center and the subsequent heavy rainfall.On the contrary,a fast-moving TC is less likely to be influenced by the underlying surface in terms of intensity and speed.     

鄱阳湖地区复杂地表条件下一次强降水过程的近地面边界层特征

使用鄱阳湖北部70 m气象塔湍流和梯度观测数据,分析了2011年6月6日夜间一次暴雨过程中近地面边界层特征.结果表明,此次过程是在高空低槽和西南急流的天气背景下,受鄱阳湖复杂地表影响产生的局地性强降水.强降水发生前受东南暖平流影响,近地面边界层中水汽累积,不稳定性增加;强降水过程中,近地层感热、潜热通量迅速增加,同时,近地面层湍流动量通量下传和水平输送增加,鄱阳湖的水汽输送加强降水强度.另外,强降水过程中,近地面湍流动能迅速增大并达到最大值,而平均动能的增大发生在强降水结束后,表明地表作用明显,近地面边界层的湍流场为暴雨提供动力条件.尺度分析表明,强降水前,中尺度动量通量占主要地位,降水过程中湍流动量通量显著加强.     

Convective Asymmetries Associated with Tropical Cyclone Landfall： β-Plane Simulations

The physical processes associated with changes in the convective structure of an idealized tropical cyclone (TC) during landfall on a beta-plane were studied using the fifth-generation Pennsylvania State University--National Center for Atmospheric Research Mesoscale Model, version 3 (MM5). The simulation results suggested that the suppression of moisture supply and increased friction acted to enhance the convection from the left and front quadrants of the TC to the front and right of the TC during different periods of landfall. When surface moisture flux was turned off, convection in other parts of the quadrant was clearly suppressed and the total rainfall was reduced. When surface friction was increased, precipitation showed a marked increase after the TC made landfall. Wetter air at low and intermediate levels, and drier air at high levels around the onshore side of the coastline led to a high value of convective available potential energy (CAPE). Consequently, convection was enhanced immediately downstream of this area when the surface moisture flux was cut off. When surface friction was increased, the physical process was similar prior to landfall. After landfall, increased convergence at the onshore side of the land resulted in enhanced convection in front of the TC. Consistent with previous findings, our results suggest that during landfall the TC structure changes from one of thermodynamic symmetry to asymmetry due to differential moisture flux between the land and sea surface. The asymmetry of the thermodynamic structure, which can be explained by the distribution of CAPE, causes an asymmetric rainfall structure.     

2022年夏秋季鄱阳湖流域气象要素异常特征及干旱演变

2022年夏秋季鄱阳湖流域发生了历史罕见的气象干旱事件,科学分析此次干旱过程气象要素特征和干旱发展演变对开展干旱预报预警以及防旱抗旱具有重要意义。利用鄱阳湖流域内87个国家站1961—2022年的逐日降水量、气温和蒸发资料,应用本地化的综合气象干旱指数,分析此次干旱过程的主要气象要素异常特征和气象干旱发展演变。结果表明：2022年夏秋季,鄱阳湖流域及其五大支流平均降水量为1961年以来同期最少;平均气温和高温日数为同期新高或次高,多站极端最高气温创新高;各流域蒸发量远远大于降水量,且秋季降水蒸发差大于夏季;流域各地出现了夏秋连旱,且秋旱重于伏旱,其中9—10月全流域出现重旱或特旱。     

Climate change in the Tahoe basin: regional trends, impacts and drivers

The purpose of this study was to quantify the decadal-scale time trends in air temperature, precipitation phase and intensity, spring snowmelt timing, and lake temperature in the Tahoe basin, and to relate the trends to large-scale regional climatic trends in the western USA. Temperature data for six long-term weather stations in the Tahoe region were analyzed for trends in annual and monthly means of maximum and minimum daily temperature. Precipitation data at Tahoe City were analyzed for trends in phase (rain versus snow), decadal standard deviation, and intensity of rainfall. Daily streamflow data for nine gaging stations in and around the Tahoe basin were examined for trends in snowmelt timing, by two methods, and an existing record for the temperature of Lake Tahoe was updated. The results for the Tahoe basin, which contrast somewhat with the surrounding region, indicate strong upward trends in air temperature, a shift from snow to rain, a shift in snowmelt timing to earlier dates, increased rainfall intensity, increased interannual variability, and continued increase in the temperature of Lake Tahoe. Two hypotheses are suggested that may explain why the basin could be warming faster than surrounding regions. Continued warming in the Tahoe basin has important implications for efforts to manage biodiversity and maintain clarity of the lake.     

淮河流域冬春季土壤温湿度异常对夏季降水的影响及其应用的研究

夏季降水异常与前期环流、下垫面异常有密切的关系 ,文中重点研究了淮河流域前期下垫土壤温、湿度异常对夏季降水的影响。提出了一种动力与统计相结合寻找影响降水的因子的方法 ,通过将大气中的热量、水汽收支方程与一个简化的两层土壤温度、湿度方程相结合 ,并依据月尺度大气环流的演变特征 ,推导出月降水距平与 5 0 0hPa月平均高度距平场、土壤深浅两层温、湿度的关系 ;并利用台站观测资料 ,使用统计反演方法确定方程中各项的系数和量级 ,从而找出影响降水的主要土壤温、湿度因子 ;利用统计方法建立这些因子与淮河流域夏季降水异常之间的简单线性预报方程 ,并对 1982～ 2 0 0 0年淮河流域夏季降水趋势进行回报 ,结果表明 :对淮河流域夏季降水趋势的预测有很好的效果 ,且更加明确了土壤温、湿度因子与降水异常之间的动力学联系。     

初夏东亚-太平洋大气热源与长江流域及邻近地区7、8月降水异常的关系

用1958～2000年NCEP/NCAR再分析资料、中国160站降水量及1958～1998年月平均海温资料分析了中国夏季相邻月份降水异常型的相关特征，及其与大气热源的关系和相关物理过程。结果表明，7月长江流域的降水异常与8月长江和黄河之间地区的降水异常有很好的同号性。7、8月长江流域及附近地区持续性偏旱（涝）与太平洋洋盆尺度的大气热源异常有关，并与前期5、6月热带中、东太平洋大范围的热源异常、青藏高原热源异常也有密切的联系，即当5、 6月赤道东太平洋的大气热源正异常，而赤道中太平洋北侧的热源负异常，则中国7月长江中下游偏涝，8月长江中上游与江淮流域和内蒙古东部偏涝，华南偏旱；反之亦然。前期热带中、东太平洋上空的热源异常中心和与之联系的异常垂直运动中心的西扩和西移，以及青藏高原东部的热源异常中心是影响我国7、8月持续偏旱（涝）的重要环流异常特征。另外，南海－西太平洋海温在前期也已经具有我国夏季长江流域发生旱涝对应的同期海温异常分布型的特征。