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。     

台风“纳沙”路径和降水诊断分析

利用常规资料分析冷空气对2011年17号台风“纳沙”路径改变及降水影响.结果表明:(1)在副热带高压南侧东南气流引导下,台风较稳定西北移,后期由于冷空气南下阻挡推动台风移动折向西偏南方向移动;(2)强盛的西南暖湿气流为暴雨产生提供足的水汽条件;(3)低层水汽辐合、高层辐散和强烈的上升运动是暴雨产生的动力条件.     

台风“山神”和“海燕”对广西影响对比分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料对台风“山神”和“海燕”天气过程进行分析得出：两个台风后期东折路径不同,台风“山神”先后受孟湾槽东移以及西风槽加深东移及高原槽移出致副高减弱东退南落引起,“海燕”则是孟湾槽东移副高减弱东南斜造成;“山神”停编前在广西是单一的暖云降水,停编后其残余环流与南下的冷空气相互影响引起桂东强降雨,“海燕”影响广西时恰好冷空气南下,两者结合降雨增幅造成广西大范围暴雨天气;散度场涡度场表明“海燕”抽吸作用比“山神”强得多,水汽辐合量两者相当,但辐合高度“海燕”更高;水平风垂直切变“海燕”比“山神”小得多,小的垂直切变有利于雨区集中,使降雨强度增大.     

进入内陆的两个台风降水特征对比分析

2012年8月台风海葵和2014年7月台风麦德姆登陆进入安徽省后,均造成了区域性暴雨或大暴雨天气。利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和雨滴谱资料,对这两个直接影响安徽省的台风移动路径和暴雨形成机制进行了对比分析。结果表明:（1）海葵和麦德姆的移动路径、停留时间和强降水分布特征有明显不同。与海葵相比,麦德姆的移动速度快、降水持续时间短、累计降雨量和暴雨范围较小;但其短时强降水持续时间长、暴雨中心降水强度更大。（2）海葵和麦德姆降水过程中均有强的水汽输送和辐合,但水汽输送方向的差异使得海葵和麦德姆的强降水空间分布分别呈纬向型和经向型特征。同时水汽辐合持续时间决定了麦德姆的降水持续时间比海葵短,但其较深厚的强水汽辐合使得麦德姆的短时强降水持续时间长、暴雨中心降水强度大。（3）海葵是以稳定性降水为主的混合型降水,麦德姆则呈现出明显的对流性降水特征;两次台风降水过程中均是短时间的对流性降水对总降雨量贡献最大,且强降水区域均位于风垂直切变的顺风切左侧。（4）麦德姆降水过程比海葵具有更高的雨滴数浓度和更大的降水粒子直径。当雨强小于10 mm/h时,两次台风降水过程均以小雨滴为主且数浓度较大;雨强>10 mm/h时,雨滴粒径增大但数浓度明显降低。（5）两次台风降水过程的雷达反射率因子-雨强（Z-R）均有较好的指数关系且拟合曲线比较一致,但在不同降水类型即层云降水和对流性降水中,其Z-R关系的a、b值差异较明显。因此,针对不同降水类型,应采用分型Z-R关系来进行雷达降水定量估测。      

台风“卡努”登陆前强度突增天气成因分析

利用MICAPS资料6、h 1次的CIMSS资料和卫星云图资料,对台风“卡努”登陆前强度突增天气成因进行了分析。结果表明:当台风向高空槽靠近时,高空槽前的正涡度平流能增强台风上空的辐散,而且高空槽使台风上空产生明显的热通量辐散,把台风产生的热量迅速带走;当台风处于海上太平洋副高西南侧时,太平洋副高适当增强,可使副高与台风间的东南气流增强以及环境风场垂直切变减弱。由于上述原因,台风“卡努”登陆前强度突然增加。     

2011年冬季陕西两次降雪过程对比分析

对2011年冬季陕西两次降雪过程的环流形势和物理量特征对比分析,研究表明：2012年1月19—21日稳定的乌拉尔山阻塞形势为陕西降雪提供了充分的冷空气条件．2012年2月23—25日降雪冷空气来自我国西北地区的弱高压脊前输送,这是引起两次降雪过程强度差异的主要原因f两次降雪过程都有700hPa西南气流和850hPa偏东气流两条水汽输送通道以及明显的大气垂直上升运动,其中,1月19—21日850hPa偏东干冷空气与西南暖湿气流相遇形成切变辐合,且对暖湿空气有很好的抬升作用,促进了大到暴雪天气的发生;2月23—25日850hPa偏东气流位置偏南,使得水汽难以在陕西境内汇聚,大气湿度层浅薄,不利于降雪强度的增大。另外,高、低空急流耦合作用下的低空辐合、高空辐散的高低空配置以及850hPa西北干冷空气、偏东暖湿空气和东北冷湿气流在延安南部和关中西部地区交汇,为1月20～21日大到暴雪提供了较好的动力条件;850hPa相对湿度大于90％的高湿区对大到暴雪落区有很好的指示意义。     

两个不同季节台风引发广西特大暴雨的水汽和螺旋度对比分析

利用CMA热带气旋最佳路径数据、NCEP/NCAR再分析资料、广西区域自动气象站观测资料以及中国气象科学数据共享服务网提供的降水资料,对引发广西特大暴雨的深秋台风“海燕”(1330) 和盛夏台风“威马逊”(1409) 进行对比分析,结果表明:深秋季台风“海燕”特大暴雨中冷空气作用明显,而夏季台风“威马逊”则受西南季风影响较大。由于西南季风的作用,“威马逊”影响广西期间其水汽输送比“海燕”强,“海燕”则完全靠台风本身的水汽输送;而动力条件上,“海燕”则较“威马逊”强,表现为相对风暴螺旋度最大正值中心比“威马逊”大,同时广西上空的水汽辐合层厚度也比“威马逊”要厚得多。广西的降雨开始于东边界水汽输入达到最大值之后开始减小、南边界由水汽输出转为水汽输入且开始出现明显突增现象时,而最强降雨时段则发生在南边界水汽输入达到峰值的前后。相对风暴螺旋度正值中心与强降雨落区有很好的对应关系,并且有至少6 h的提前量,因此,相对风暴螺旋度在台风暴雨预报中可作为一个重要的参考因子。      

相似路径台风“杰拉华”和“海葵”降水差异成因分析

利用常规资料、卫星云图和NCEP 1°×1°再分析资料,对"杰拉华"(2000)和"海葵"(2012)两个路径相似但造成的降水有明显差异的台风进行对比分析。结果表明,登陆后台风环流维持的时间和强度是造成两次不同降水的主要原因,台风登陆后减弱快,维持时间短,则降水弱;反之,则降水强。台风登陆前及登陆时相对副热带高压位置是否孤立等环流背景决定了台风维持时间及降水强度。台风与海上季风气流连接,低层环流强使其南侧偏南气流强盛,移速慢、上升运动强均对降水有重要贡献。台风降水与海上水汽通道是否阻断有重要关系,且与其南边界、西边界水汽输入有很好的对应关系,北边界水汽对于降水影响不大。     

台风“鮎鱼”极端降水分析

1617号台风"鮎鱼"的降水异常强大,温州、丽水部分县市的过程雨量和日雨量超过历史极值,灾害严重。利用NCEP 0.5°×0.5°再分析资料、FY-2G卫星资料、多普勒雷达探测资料和自动站加密观测等资料,对其成因展开分析。结果表明:"鮎鱼"东面与强大稳定的副高之间构成东南急流;北面与缓慢东移的华北高压之间构成偏东风急流;南面是与西南季风相连接的西南急流;3支低空急流构建的切变辐合区是水汽辐合和不稳定能量的集合区,也是中尺度对流的强烈发展区,温州、丽水部分县市的极端降水由中尺度对流的持续发生发展引发。低空急流的长时间持续,特别充沛的水汽输送和冷空气的影响是"鮎鱼"极端降水的主要影响机制。冷空气影响期间,降雨回波发展旺盛,结构紧密,回波强度和降水效率等明显强于无冷空气影响时台风本体环流降雨回波。云顶相当黑体亮度温度(TBB)与台风降水有较好的对应关系,有一定预报参考价值。     

2006年6月28日强对流天气过程中风垂直切变分析

利用天气图资料和物理量场,分析了2006年6月28日河南省强对流天气过程中风的垂直切变的形成和作用,结果表明:本次过程受前倾槽系统影响,伴随着对流层上部冷空气暴发,高空强风带向下扩伸,出现了明显的风的垂直切变.高层降温和高层冷平流,使大气层结趋向不稳定,不稳定能量聚集.当高空强风带高度下降,促使风的垂直切变加强,上层空气的动能向下迅速减小,失去的动能转化成使下层空气产生扰动的动能;下层扰动加强,有利于产生或增强上升运动,触发不稳定能量的释放,并引起流场绕水平轴的涡旋运动,从而导致强对流特别是雹暴的形成和发展.     

0814强台风“黑格比”西折、快速移动和强度分析

利用常规观测资料和NCEP1°×1°格点资料,分析0814强台风"黑格比"的移动路径和强度,发现大陆副热带高压和台风风场中强风区的变化,是"黑格比"移向西折、加速和持续快速移动的关键因素。强劲、持续的越赤道气流向台风卷入、高层强辐散以及弱的水平风垂直切变,都有利于"黑格比"强度迅猛发展和维持。     

两个移速快、强度强、路径相似的台风过程分析

0814强台风"HAGUPIT"和9615台风"SALLY"具有移速快、强度强、路径相似的特点,通过分析得出,500 hPa不断加强的大陆副热带高压,南侧偏东引导气流加强,使热带气旋移速不断加快,而且与热带气旋同向移动增强的副热带高压,使其移速更快。越赤道气流增强和维持,给热带气旋不断输送能量,对流层高层强辐散,弱纬向风垂直切变都有利于热带气旋显著加强和维持。     

浙江两次连阴雨过程及其降水特征异同对比分析

利用NCEP／NCAR1°×1°的分析资料,对比分析了分别发生在2009年和2010年相同季节不同年份的两次连阴雨过程的异同,重点分析它们降水特征和形成原因。结果表明,乌拉尔山和鄂霍次克海高压脊以及它们之间的宽广西风槽稳定维持是该季节连阴雨形成的有利环流背景。垂直上升运动是形成降水的必要动力条件,大气中充足的水汽输送和水汽在降水区的持续性辐合是连阴雨的形成的必要水汽条件。频繁南下的冷空气强迫暖湿空气抬升既直接导致了上升运动,同时也可以触发大气不稳定能量的释放,增强上升运动。连阴雨时期雨量主要集中在冷暖空气长期对峙,强锋区长时间维持的时期。强水汽输送和强水汽辐合在时间和空间上重合并且长时间维持有利于大范围的持续性暴雨天气发生。     

卫星云图资料在台风路径相似预报中的应用

利用中国气象局（CMA）最佳台风路径资料、地面加密自动站资料、SRTM30数据与ERA5再分析资料,对2013年相似路径台风“苏力”与“潭美”造成的福建暴雨落区差异的成因进行了分析。结果表明：（1）两次台风暴雨过程中福建强降水落区相对于台风移动路径方向的位置在其登陆前后有所不同,台风登陆前强降水均位于其路径北侧（闽东北）,台风登陆后“苏力”强降水转至其路径南侧,而“潭美”强降水则位于路径附近。（2）台风登陆前“潭美”相较于“苏力”低纬存在强水汽输送带、闽东北上空高能高湿、低层辐合和高层辐散形成的抽吸作用,配合垂直正涡度场及地形抬升作用,该区域上升运动强且伸展高度高,导致其路径北侧降水强度更大、范围更大。（3）台风登陆后,“苏力”路径的南侧为强水汽辐合中心、气流汇合区及能量锋区,垂直正涡度柱南倾,上升运动强烈且强对流不稳定;“潭美”移动路径附近为强水汽辐合中心,西北气流与偏西气流汇合,维持暖湿结构,正涡度柱范围位于台风中心附近,该区域配合低层辐合、高层辐散,强垂直上升运动。受地形的引导、阻挡作用,低层气流加速辐合与抬升,有利于强降水的维持和加强。（4）台风强降水落区与环境风垂直切变有较好的对应关系,强降水区往往位于环境风垂直切变矢量下游和左侧;“苏力”和“潭美”登陆前后环境风垂直切变强弱和方向不同,可能是造成福建暴雨落区差异的重要原因之一。

     

相似路径热带气旋“海棠”(0505)和“碧利斯”(0604)暴雨对比分析

一般认为相似路径台风的影响大致相似,但实际上相似路径台风的风雨分布尤其是暴雨分布往往有很大差异,因此,对相似路径热带气旋“海棠”(0505)和“碧利斯”(0604)暴雨成因的对比分析有助于加强台风暴雨发生机制的认识和预报。“海棠”(0505)和“碧利斯”(0604)逐日降水分布对比分析表明,两者登陆前降水分布类似,而登陆后降水分布差异比较大。利用NCEP/GFS 1 °×1 °分析资料对热带气旋登陆前后天气形势、水汽通量和水汽通量散度进行诊断分析,结果表明：“海棠”(0505)和“碧利斯”(0604)登陆前引起浙闽沿海地区大降水主要是热带气旋外围偏东气流和地形共同影响下形成。“海棠”登陆后,维持在浙江东部沿海东南风急流不断输送水汽到“海棠”倒槽内引起浙东南沿海强降水,深入内陆后,降水主要由“海棠”自身环流携带的水汽辐合引起的,降水比沿海地区明显减弱;而“碧利斯”登陆后,有明显的南海季风环流输送水汽并入热带气旋南侧环流,在其南侧形成偏南风急流,使南侧水汽输送得到明显加强,造成“碧利斯”南侧水汽通量辐合,北侧水汽通量辐散,南侧降水比北侧降水强很多;深入内陆后,“碧利斯”环流仍维持并引导北方槽后弱冷空气渗透到其西南侧,使南侧降水进一步增幅。本文还探讨了包括热带气旋外核在内区域平均垂直风切变和热带气旋强降水落区的关系,结果表明：“海棠”和“碧丽斯”大暴雨落区均对应于暴雨区区域平均垂直风切矢量左侧水汽通量散度负值区。“海棠”垂直风切变矢量平行于移动路径并指向移动路径后方是造成“海棠”强降水分布在其移动路径右侧的重要原因,“碧利斯”垂直风切变矢量平行于移动路径并指向移动路径前方是造成“碧利斯”强降水分布在其移动路径左侧的重要原因。因此,利用垂直风切结合水汽输送条件可以作热带气旋大暴雨落区预报可能是一种比较有效的方法。     

台风“利奇马”快速增强的低频环境场研究

利用再分析资料及时间滤波方法,重点分析了低频环境场变化以及相关大尺度环境因子对台风强度突变的影响。结果表明:在“利奇马”强度突变前后,西北太平洋低频季风系统发展起了至关重要的作用,季风环流显著增强,西南季风东进,同时季风槽建立加强。这一现象为快速增强过程提供了水汽输送通道和理想的动力条件。西南季风增强使得台风南侧的水汽通道建立,同时季风槽发展有利于低层涡度的迅速积累,这些有利因子最终导致“利奇马”快速增强过程的发生。此外,弱的环境垂直风切变以及海表面温度的上升等因子同样对“利奇马”强度突变有重要影响。     

大连两次台风暴雨过程对比分析

利用常规气象资料、加密气象自动观测站资料及NCEP再分析资料对2017年8月3日和2012年8月3日发生在大连地区的“海棠”(1710)和“达维”(1210)两次台风暴雨过程进行对比诊断分析。通过对台风路径、环流形势、双台风相互作用等方面进行对比分析。结果表明:这两次台风暴雨过程的降水系统为典型的双台风降水模型,在两个台风的北部都有不同强度的冷空卷入,触发对流不稳定,有利于中尺度暴雨云团的发展。低层850hPa上均有不同程度的切变辐合,高空有急流的建立;两次过程主要降水时段内强降水中心从低层到高层均出现了强烈的上升运动,暴雨中心上空维持着高层辐散、低层辐合。日本海南部存在台风迫使副热带高压转为径向型或形成阻塞高压,双台风或三台风与副热带高压之间形成的低空急流为暴雨的生成和维持提供了有利的动力条件和水汽条件。台风“海棠”残余环流与高空槽相结合,高空槽带来的冷空气更加强烈,锋生效果更加明显,这种情况更有利于强对流的发生发展。台风“苏拉”与影响大连的台风“达维”相互作用导致强降水阶段暖湿气流更加旺盛,降水持续时间更长,范围更广。     

2013年台风“尤特”导致河源大暴雨成因分析

利用常规气象观测资料和NCEP分析资料,从环流形势、物理量并结合台风移动路径等分析这次大暴雨过程成因,结果表明:(1)暴雨过程是在“尤特”减弱后的低气压环流和西南季风共同影响作用下发生;(2)南海南部存在的反气旋环流,为西南季风的加强和北抬提供了有利条件;(3)强盛的西南季风为水汽输送提供了很好的条件,低层风场的辐合又为水汽的垂直输送和积累提供了有利的动力条件;(4)这次暴雨过程中垂直上升运动明显,上升运动深厚,垂直速度的变化与强降水出现时段有很好的对应关系.     

1117号强台风“纳沙”分析

对强台风“纳沙”环流形势、水汽、动力等特征进行分析,结果表明:强盛的南海季风为“纳沙”提供了充足的水汽和能量,冷空气的入侵,风场气旋式切变增强,上升运动加强,对降水起到增幅作用.