三个登陆浙江热带气旋数值试验及暴雨过程的湿位涡分析

首先利用非静力平衡中尺度数值模式MM5(V3)对2004年3个登陆浙江热带气旋的登陆过程进行了数值模拟试验,通过对路径、降水的对比验证表明,MM5模式对热带气旋的模拟是比较成功的。然后在模拟效果较好的基础上,利用高分辨的模拟结果,对台风暴雨过程的湿位涡进行了诊断分析,结果表明:3场台风暴雨的形成机制有显著差异,Rananim强降水是由其本身环流造成的,至于Mindulle和Haima的降水冷空气的侵入起到了重要作用。暴雨都发生在陡立密集区附近,对流层低层湿位涡负值中心与暴雨落区存在较好的对应关系,而其中心数值绝对值随时间的变化量与1h降水存在正相关关系,说明湿位涡负值中心可以作为降水时空分布的重要指标,为台风暴雨预报提供一种思路。     

一次早台风暴雨的湿位涡分析

0601号强台风"珍珠"是1949年以来5月份登陆我国最强的台风之一,与西风带系统在低纬度相互作用是早台风的预报要点.通过台风暴雨过程的湿位涡(MPV)分析,从湿位涡和湿位涡平流的的角度探讨西风带系统在早台风暴雨中的作用.结果表明:对流层中高层冷空气以漏斗状高MPV1柱的形式在江淮地区的维持及漏斗底部正MPV1向南入侵强台风环流,触发不稳定能量储存和释放,是此次早台风暴雨强度大的重要原因,同时也是台风登陆后迅速填塞,降水快速减弱的重要因素之一.正MPV2中心与暴雨中心有较好的对应.MPV2平流与MPV1平流量级相当,湿斜压作用与正压作用同样重要.     

登陆北上山东台风暴雨非对称分布的成因对比分析

应用常规气象观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,选取登陆北上山东地点相近但暴雨落区分别位于台风中心西北侧和东北侧的两个台风,分析暴雨落区相对台风中心非对称分布的成因。结果表明:台风进入中纬度以后,0421号台风"海马"位于高空深槽前,与西风槽相互作用,西风槽携带的冷空气从西北侧侵入台风环流,产生湿斜压锋区强迫抬升、冷暖空气交绥、水汽辐合等因素造成暴雨,暴雨趋于出现在台风中心的西北侧,为高比湿舌前方、较强水汽辐合区与相当位温密集区叠加的区域;而0509号台风"麦莎"与副热带高压相互作用,引起涡度及涡度平流的非对称改变,暴雨区与500 hPa正涡度区或正涡度平流相对应,暴雨趋于出现在台风中心的东北侧,为强正涡度平流区与水汽辐合叠加的区域。     

"碧利斯"台风暴雨物理量场诊断分析

本文用MM5模式数值模拟了0010号“碧利斯”台风登陆福建的过程,表明MM5模式能很好地模拟出主要雨带及其分布特征。物理量场分析指出,本次福建沿海地区暴雨产生的物理机制主要有：台风登陆福建前后福建沿海地区上空层结相当不稳定;由于台风环流非对称性,台风中心北侧中低层有很强的风速、相对湿度、正涡度、辐合、垂直速度：暴雨区高低层存在正负螺旋柱;暴雨区高层存在正湿位涡、低层负湿位涡中心。     

0307号台风"伊布都"影响广西南部暴雨的数值模拟及诊断分析

本文用MM5模式模拟了0307号台风“伊布都”影响广西的暴雨过程．其结果表明：副高西侧偏南风急流的加强为广西大范围的暴雨天气创造了有利条件，台风环境风场的不对称结构导致其暴雨的不对称分布．盂加拉湾至中南半岛一带维持强盛的西南风急流，为台风南部维持强的涡度中心提供了大尺度的背景场．涡度空间分布的不对称是造成台风南部暴雨的主要原因．本次桂南暴雨的水汽源来自盂加拉湾，中南半岛水汽输送通道明显；过程前期螺旋度高低空负、正垂直螺旋度配置十分有利于系统自身的发展及暴雨的维持；对流不稳定度的增强和湿斜压涡度的发展，导致中低层湿位涡的增强，有利于降水加剧．     

鲁西北持续性暴雨非地转湿Q矢量分析

利用常规观测资料、NECP/NCAR提供的1°×1°FNL全球再分析资料,对2012年鲁西北一次持续性暴雨进行了湿Q矢量方法诊断分析。结果表明:此次持续暴雨出现在有利的环流背景下,降水区域集中并有明显的中尺度特征,湿Q矢量方法是分析强降水落区很好的工具;925~850 h Pa湿Q矢量散度与强降水落区有较好的对应关系,但暴雨并不总是出现在湿Q矢量散度负值区中心,有时出现在湿Q矢量散度梯度大的负值区一侧;700 h Pa湿Q矢量涡度正值中心与散度负值重叠的区域是中尺度低值系统发展有利的区域,与未来6~12 h暴雨落区有很好的对应;湿Q矢量锋生函数差值预报强降水落区明显优于锋生函数。     

台风“达维”影响山东的暴雨落区及路径特征分析

利用高空观测资料、地面观测资料、加密自动站资料、NCEP/NCAR全球再分析资料、FY-2E卫星云图等资料对2012年第10号台风"达维"影响山东的暴雨落区分布及路径特征进行了分析。结果表明:暴雨落区主要出现在台风移动路径的右侧及台风中心附近,而且台风中心的右侧降水明显大于左侧。冷空气对台风引起的降水落区影响较大。水汽通量大值区和辐合区分布、中层的强上升运动对暴雨落区有一定作用。温度梯度大值区和假相当位温的分布与暴雨落区较一致。台风"达维"是在300 h Pa引导气流的作用下移动的,其移动路径与500 h Pa总温度线的走向及高空500 h Pa正涡度带的走向一致。此外,台风的移动路径与副热带高压、双台风效应、低层弱冷空气和下垫面等关系较大。     

9711号北上台风演变及暴雨过程的位涡诊断分析

通过对 971 1号台风登陆北上穿过山东造成山东特大暴雨过程的湿位涡的分析 ,并从湿位涡的角度研究了台风演变及山东特大暴雨的形成机制 ,揭示了冷空气在台风演变及暴雨过程中的重要作用。结果表明 :倾斜涡度发展是暴雨产生和台风加强的重要机制之一 ,暴雨产生在 θe线陡立密集区内 ;湿位涡在这次暴雨过程中对流层低层具有 MPV1 <0 ,MPV2 >0的特征 ,此次暴雨产生在负的MPV1等值线密集区中 ;对流层上部及平流层下部高位涡的下传使得低层斜压性增大 ,引起低层的对流稳定度减小 ,促使气旋性涡度发展 ,有利于位势不稳定能量的释放 ,使得暴雨增幅 ,导致台风的加强并演变为温带气旋。     

0604号台风"碧利斯"持久不消及造成云南暴雨成因分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°6h再分析资料对0604号台风"碧利斯"登陆后持久不消及其造成云南暴雨的成因进行分析.其结果表明:两高间强而宽广的辐合带和西南急流增强使台风低压在陆上连续5d不消,副高、西南急流在低压区形成的最大风速中心位置决定台风低压移动方向.此次云南台风暴雨是在台风减弱低压主导作用下,激发强不稳定能量释放、产生强对流,形成利于垂直运动深厚发展伴有强抽吸作用的暴雨动力结构,孟加拉湾水汽源源不断向云南上空输送,经低层强水汽辐合抬升凝结而造成的.影响云南500hPa低压干位涡涡源中心值越大地面降水越强,850hPa干、湿位涡可提前12h预示台风减弱、移动方向的信息.     

相似路径台风“天鹅”(1515)和“珊珊”(0613)降水差异分析

通过与相似路径台风"珊珊"(0613)对比,利用实际观测降雨量、卫星数据和CFSR再分析数据,通过对水汽通量、螺旋度、假相当位温、湿位涡(MPV)等物理量的诊断分析,结果表明:(1)中纬度西风槽的性质和移动特征决定了两相似路径台风降水差异:弱冷空气渗透,有利于远距离降水的发生;较强冷空气的东移南压,不利于强降水的发生;(2)螺旋云带充足的水汽输送,高低空急流配置,是强降水发生的另一主要原因;(3)江浙地区主要降水区域与垂直螺旋度大值区,假相当位温梯度区,有很好的对应关系;(4)低层湿位涡垂直分量(MPV1)0,湿位涡水平分量(MPV2)0,高层低层湿位涡垂直分量0,湿位涡水平分量0的分布特征有利于"天鹅’远距离降水在江浙地区的发生发展。     

台风登陆前华南地区降水日变化特征分析

文章采用1998—2017年间日本气象厅(Japan Meteorological Agency, JMA)台风最佳路径、热带测雨卫星(tropical rainfall measuring mission, TRMM)逐3小时降水及日本55年再分析(Japanese 55-year reanalysis, JRA-55)逐6小时数据, 针对起源于西北太平洋、移动路径位于台湾岛以南且台风最外围第一波螺旋雨带经过华南地区的台风, 将符合上述条件的台风筛选出来后, 由卫星云图和TRMM降水资料判断出台风第一波螺旋雨带到达华南地区的日期, 并分析雨带到达之前台风对该地区日降水的影响, 以此探索台风登陆前外围环境场对华南地区降水日变化的影响规律及机理。结果表明, 在台风临近华南地区期间, 一方面台风外围气流会向该地区输送水汽促进该地区降水, 另一方面华南地区在台风外围辐散场下沉气流的影响下降水受到抑制。当前者作用大于后者时, 华南地区降水增强, 此情形下华南地区大气不稳定极值时间多发生于午后, 午后降水明显, 对应的台风多发生于7、8月份, 西太平洋副热带高压偏东, 有利于台风北移, 台风第一波雨带到达华南地区时台风中心距华南沿海较近; 反之, 华南地区降水减小, 大气层结较稳定, 夜间至清晨出现因辐射冷却导致的层云降水峰值, 对应的台风多出现于9、10月份, 西太平洋副热带高压西伸, 不利于台风向北发展, 台风第一波雨带到达华南地区时台风中心距华南沿海较远。文章结果有望提高对台风登陆前的外围环流场影响沿海地区云和降水过程的规律性认知。     

0505号台风"海棠"特殊移动路径的分析

“海棠”台风在弱环境场引导气流中，受台湾东南面生成的次生低压的吸引作用，产生了打转效应．台风形成的不对称结构影响其移向和降水分布，路径突转时极易产生短时强降水．食指状和“人”字形的外螺旋雨带、螺旋雨带最大回波强度区的移动与台风前进方向一致．在台风停滞打转期间台风上下层的正负速度中心极值有一个调整过程，螺旋雨带都很接近同心圆，是台风风力最大的时候．多普勒雷达提供的风廓线产品资料能够较好地反映出垂直风场的连续变化，同时也给台风定位工作提供了有价值的参考资料．     

近50年影响舟山的台风气候特征分析

对近50年影响舟山的台风气候特征进行了分析.结果表明:影响台风具有明显的年际和月际变化特征;影响路径主要有登陆型和海上转向型两种;台风影响程度与其移动路径、登陆时的中心强度以及登陆后的维持时间密切相关.台风暴雨地理分布呈现出北部少,南部多,东部少,西部多的特点,灾害性台风大风分布却正好相反.近海转向类、登浙类及登闽类台...     

低空急流对0212号台风"北冕"后部暴雨影响的分析和数值试验

本文首先用实测资料分析了0212号台风"北冕"造成福建大暴雨过程的环流形势和物理量场特征,指出低空偏南风急流的北抬和加强为远离风暴中心的福建东南沿海大暴雨提供了有利的水汽和动力条件.然后用中尺度模式(MM5)模拟分析了低空偏南风急流强度变化对本次暴雨过程的影响,结果表明低空急流强度变化对福建东南部的暴雨落区及强度有很大影响.     

0908号台风“莫拉克”异常路径及其对台湾海峡两岸强降水的影响

应用常规资料,结合雷达、卫星云图和其他观测资料,分析了0908号台风＂莫拉克＂异常路径及其对台湾海峡两岸强降水的影响.结果表明：（1）500 hPa欧亚中高纬度为两槽一脊的形势和东北区域大范围的正变高使副热带高压加强西伸,以及0909号热带气旋＂艾涛＂前身低压阻挡了副热带高压南落的共同作用,使＂莫拉克＂台风前期向偏西方向移动.（2）高空冷涡提供了有利于热带低压维持和发展的动力条件,热带低压的维持又对＂莫拉克＂的移动造成影响.（3）冷空气持续南下造成副热带高压减弱,并且在＂莫拉克＂台风北侧形成稳定低能区;高空冷涡引起其北侧中高层高度下降和东风引导气流减弱;在弱环流和多热带气旋的环境场下,以及热带风暴＂天鹅＂（0907号）、＂艾涛＂对＂莫拉克＂台风的反方向作用力等因素的综合作用,是＂莫拉克＂台风在台湾海峡移速异常缓慢的原因.（4）＂莫拉克＂台风在台湾海峡滞留时间长,其北侧强偏东风和南侧强西南风带来充沛的水汽,及迎风坡辐合抬升所产生的中小尺度系统是造成闽北、浙南和台湾岛南部强降水持续时间长、累计雨量大的重要原因.     

台风Fitow降雨的数值预报试验

用MM5对热带气旋Fitow(2001)的登陆过程进行了成功的预报，特别是对台风暴雨中心的位置和降雨量的预报与实况相当吻合。敏感性试验表明，华南地形对本次台风登陆过程中心气压和位置的变化没有明显的影响，但对台风低压北侧还是有一定的阻挡填塞作用，尤其是对24h累计的降水量有明显的增幅作用，而华南地形的这些影响主要是由南岭山脉所造成的。由于南岭山脉的阻挡，使南来的暖湿气流强迫抬升，促进了对流活动和降水系统的发展，最终造成台风降雨量明显加强，其增幅达30％。     

台风Haitang(0505)登陆过程地形影响的数值模拟试验

以2005年严重影响我国的登陆台风Haitang为研究对象,在用MM5模式成功模拟台风登陆前后路径、强度、降水以及结构特征的基础上,通过地形敏感性试验,分析了地形对台风的影响及其机理。结果表明:台风在经过台湾及其后在福建登陆期间的异常路径是地形诱生低压发生发展的结果;在降水强度上东部沿海特殊地形对台风北侧东南气流的辐合抬升使得暴雨增幅度1倍以上;地形对台风强度也有一定影响,约为4～5hPa。通过对有无地形影响时台风结构的比较发现地形影响主要在低层,使得高度场分裂两个中心,低层台风主体受山脉阻挡在位置上落后于高层。分析还发现台风登陆前夕移动方向西侧相当位温向西倾斜也可能与地形有关。     

登陆珠江三角洲热带气旋暴雨的中尺度特征

利用逐时雨量分布图，对登陆珠江三角洲的热带气旋暴雨中尺度特征进行分类、对比和合成分析。实际资料证实了大范围的热带气旋暴雨是由若干中尺度雨团、雨带造成的，纯热带气旋环流形成的中尺度雨团、雨带具有与热带气旋云带大体一致的分布特征；有冷空气与之配合时，热带气旋环流北缘形成东西向的中尺度雨带；热带气旋登陆后的３ｈ可能出现最大中尺度雨团；随热带气旋环流的填塞减弱，中尺度而团也逐渐减弱消失；山地对中尺度雨团的移动起阻滞加强作用，有利的地形与暖湿气流配合，将激发生成新的中尺度雨带。     

台风"卡努"在江苏产生暴雨的热力学诊断分析

作者研究了0515号台风“卡努”在江苏暴雨过程的影响。分析认为,主要由台风本身的气旋性涡旋所造成的区域性暴雨,位于其移向的右前方。通过物理量场诊断分析发现,暴雨的落区,基本上位于底层的非绝热冷却区,非绝热冷却中心的走向,预示未来6h降水的落区。台风向前方的非绝热增温的方向移动,并有加速的趋势。