近海热带气旋迅速加强的气候特征

根据我国近海热带气旋发生、发展的气候特点,规定12小时热带气旋中心附近最大风速增值≥10 m/s为迅速加强。通过1949～1990年近海发生迅速加强的84个热带气旋个例分析,阐述了迅速加强时段的时间分布、地区分布及迅速加强前后气象要素变化的气候特征。     

热带气旋迅速加强标准的研究

根据１９４９－１９９０年台风年鉴及热带气旋年鉴资料，在介绍以往热带气旋迅速加强的标准基础上，提出西北太平洋和我国近海热带气旋迅速加强的新标准，通过与以往标准的比较，认为新标准在定义上更加严谨，在使用上亦相当简便，可在业务预报及台风科学研究上作为固定用语应用。     

西北太平洋迅速加强热带气旋的高空外流特征分析

选择西北太平洋1979—2012年的259个TC迅速加强 (RI) 阶段,利用IBTrACS的TC最佳路径观测资料、高分辨率的卫星观测资料 (GOES-10/12 CIMSS、Digital Typhoon),以及高分辨率的大气再分析资料 (ERA Interim),针对TC的高空外流通道类型、TC高空外流与周边环境场相互作用的类型进行分类分析。结果表明,迅速加强热带气旋的高空外流特征分为5类:单通道朝向赤道型 (S_E)、单通道朝向极地型 (S_P)、双通道分别朝向极地与赤道型 (D)、无急流通道型 (N)、通道转换型 (T)。S_E、S_P、D型的RI过程分为8种TC高空外流与周围环境场相互作用的基础类型,南亚高压、南半球的反气旋环流、位于TC东部与西部的中纬度高空槽（或TUTT）是影响TC高空外流的主要天气系统。      

环境场和热带气旋后部暴雨的关系

利用１９５３～１９９４年台风年鉴和历年的天气图及１９９５年９５０４、９５０５号热带风暴过程的卫星云图、天气图、湿静力能场以及本地区逐日雨量资料，分析环境场对热带气旋后部暴雨的激发作用。结果表明：热带气旋在广东电白、阳江沿海登陆东北移或者沿电白、阳江或附近东北移后，如果西北面有弱的冷空气系统影响，而北部湾东面、南面又出现偏南风急流，则第二天开始，北部湾沿海出现暴雨天气，若北部湾有稳定的低压，则暴雨天气持续两天以上。     

大尺度环境场对热带气旋影响的动力分析

文中基于正压大气运动的基本方程组 ,把大气运动场分解为大尺度环境场和热带气旋环流 ,采用动力分析的方法 ,分析了有 /无大尺度环境场作用的热带气旋运动特征。结果表明 :无环境场时 ,热带气旋的运动遵循位涡守恒原理、热带气旋的定常运动满足相当地转风平衡关系 (f 平面近似 ) ,其等位涡线和等压能线均与流线重合 ;有环境场时 ,热带气旋的运动不再遵循位涡守恒原理、其定常运动的等位涡线和等压能线也均与流线不再重合 ,但热带气旋的定常运动满足准相当地转风平衡关系 (f 平面近似 )、等相当压能线与流线重合。最后还能过建立有 /无大尺度环境场作用的热带气旋强度变化及移动速度的方程式 ,定性地分析了大尺度环境场对热带气旋强度变化及移动的影响。     

热带气旋环境场相似检索方法的对比分析

比较了欧氏距离、相似离度、相似系数、相关系数及最优相似系数等作为气象格点场相似性度量的适用性,结果发现以“距离”为主的算法无法准确地反映环境场中的一些特定系统的位置和强度,相似检索效果较差;而相似离度、相似系数、相关系数及最优相似系数可分别考虑两个场之间的形状和强度、空间分布及变化趋势,能找到较相似的场,可供业务参考。通过将不同指标检索到的相似环境场的演变对热带气旋(Tropical Cyclone,TC)路径的影响量引入到TC路径预报中,检验其业务应用效果,发现单纯移向的预报效果好于路径预报,路径预报中相似离度的效果稍好于其他方法,而移向预报中最优系数法最好。另通过相似环境场检索,能找到由相似环境场所对应的相似历史TC,并依据不同度量性指标得到一个历史相似TC集,为台风业务、科研提供参考。     

环境场对东海登陆热带气旋陆地路径的影响

采用合成分析的方法,对比分析了在华东南部沿海登陆,维持较短陆地路径和维持较长陆地路径的两类热带气旋的环境场变化,结果表明：环境场对登陆热带气旋的陆地路径的维持有重要影响。当西北太平洋副热带高压迅速加强西伸;中低层低压环流迅速减弱;中低层环境热力条件差,海洋水汽输送中断;高层水平流场呈纬向型,青藏高原反气旋环流相对较弱而西北太平洋副热带高压反气旋环流强大,中纬带西风急流强大时,环境场的配置使热带气旋周围的高层水平辐散弱并衰减,低层水平辐合弱并衰减,热带气旋的对流被抑制,仅能维持较短路径很快就减弱消亡。反之,当西北太平洋副热带高压减弱东退,西风槽南压;低层低压环流长时间维持;中低层环境热力条件好,海洋水汽输送通畅;高层水平流场呈经向型,青藏高原反气旋环流相对强大而西北太平洋副热带高压反气旋环流减弱东退,中纬带西风急流较弱,低空东南风急流强大时,环境场的配置使热带气旋周围高层水平辐散强并维持,低层水平辐合强并维持,热带气旋的对流通畅,能维持较长生命史和较长的路径。     

西北太平洋迅速加强热带气旋的统计特征和识别预报试验

利用2000—2014年热带气旋(TC)最佳路径、最终分析资料和静止卫星红外云顶亮温(TBB)资料,对比分析了西北太平洋(WNP),以及南海(SCS)的迅速加强(RI),与非迅速加强(non-RI)TC样本的环境背景和TBB统计特征,其中non-RI样本细分为不同的强度变化率即:缓慢加强(SI),强度稳定、缓慢减弱和迅速减弱等。结果表明,相对于SI,WNP海域的RI样本处于海表温度较高、海洋上层热容量较大、最大可能强度较大、高层辐散较强、风垂直切变(VWS)较弱和高层纬向风(U200)偏东分量较大等环境背景条件下;SCS海域的RI样本较易发生在VWS较弱的环境背景条件下。此外,相对于non-RI,支持RI发展的有利条件还包括中低层相对湿度较大、高层环境温度较低等。RI样本通常具备的TBB特征为TC内核的对流云覆盖率较大、TBB平均值相对较小。采用K最近邻分类算法进行RI预报试验,交叉检验结果表明,该方法对RI样本有一定的识别预报能力,RI样本概括率达到74.2%,技巧评分达到0.717。     

西北太平洋热带气旋迅速增强特征及其影响因子

选取西北太平洋上热带气旋(TC)24小时风速变化累积频率达95%所对应的15.4 m/s作为迅速增强(RI)的标准,研究了RI个例的基本特征以及TC自身特征因子与环境因子对RI的作用。结果表明,TC迅速增强过程的持续时间平均为33小时,最长可达78小时,并且TC经过迅速增强过程几乎都达到了台风级别以上,其中,一半以上达到了强台风级别以上。对比迅速增强(RI)和非迅速增强(non-RI)个例得到,RI个例相对于non-RI个例发生区域偏南偏东,两者的移动速度没有明显差异,但RI个例有较大向西移动分量并且前12小时增强较大;相对于non-RI个例,RI个例离最大潜在强度较远并且发生在较暖水区和55%～75%的低层相对湿度的条件下;RI个例发生在较小的垂直风切变和较弱的对流层上层东风气流情况下,由上层槽或冷低压引起的强迫弱于平均状况时RI较易发生。TC前12小时强度变化(DVMX)、海表面温度(SST)和垂直风切变(SHR)是影响迅速增强的主要因子,当DVMX≥6.3 m/s时RI发生的可能性最大,达到17.2%。当有若干个影响因子共同起作用时发生RI可能性显著增加,其中以较大的前12小时强度变化(DVMX≥6.3 m/s)、较高的海表面温度(SST≥29.4℃)、较弱的垂直风切变(SHR≤5.9 m/s)、较小的相对涡旋角动量通量辐合(REFC≤-1.6 m/(s.d))、偏东经度(LON≥138.2°E)和低纬度(LAT≤16.7°N)共同作用时,RI发生的可能性达到最大,可达66.7%。     

综合评估环境场影响的热带气旋路径客观相似预报模式

提出一个综合评估环境场影响的热带气旋路径客观相似预报模式。模式应用热带气旋参数、初始和未来环境场，构造客观的相似判据。通过定义非线性的相似指数综合评估历史热带气旋样本在多元判据下的相似程度，从而找到相似样本。应用相似样本的历史路径进行坐标变换和相似指数的权重综合，得到预报路径。模式检验和预报试验表明该模式具有预报技巧。     

影响我国北方热带气旋的若干统计特征

利用中国气象局出版的１９４９—１９９４年台风年鉴资料，在大量普查的基础上，定义进入３０°Ｎ以北、１２５°Ｅ以西热带气旋为影响我国北方的热带气旋。根据其后期移动路径的不同划分为：沿海北上、沿海转向、登陆北上、登陆填塞、登陆转向及西折６类。最后，对各类不同路径的热带气旋的气候特征及产生的暴雨区和暴雨强度做了详细的分析     

环境风速垂直切变对西北太平洋热带气旋强度变化的影响

利用2000—2006年中国气象局《热带气旋年鉴》和NCEP再分析日资料,对环境风垂直切变对西北太平洋热带气旋（TC）强度变化的影响进行统计分析。首先比较了不同高度层之间、不同水平区域平均的全风速垂直切变和纬向风速垂直切变对TC强度变化的影响,结果表明,全风速切变对TC强度变化的抑制作用显著大于纬向风速垂直切变;以200～800 km的圆环区域平均计算的风速垂直切变与TC强度变化的负相关最显著;中高层的风速垂直切变与TC强度变化的相关优于中低层。其次,全风速切变大于8 m/s后抑制TC增强,且这种抑制作用存在6～60 h的滞后。全风速垂直切变大时,滞后时间较短:当全风速切变为8～9 m/s（9～10 m/s）时,TC强度在未来60（48） h开始减弱;当全风速切变大于10 m/s时,TC在6 h内开始减弱。最后,利用偏最小二乘回归建立TC强度变化的预报模型PLS-STIPSV。结果表明,加入风速垂直切变因子后对TC强度预报有所改进,并通过分析标准化回归系数进一步证实了上述的统计结果。      

1977—2007年影响南海的热带气旋强度变化特征

应用东京台风中心(RSMC Tokyo)提供的1977—2007年影响南海的热带气旋(TC)最佳路径资料,统计分析了影响南海的不同初始强度的TC强度变化的时空分布特征,以及迅速加强(RI)和缓慢加强(SI)样本的大尺度统计特征。主要结果为:(1)热带风暴(TS)和强热带风暴(STS)以增强和稳定为主,台风(TY)减弱为主。初始强度越强,增强观测次数越少,变化率越小;减弱观测次数越多,变化率越大。(2)00时(世界时,下同)增强样本最多,增强率最大,12时减弱样本最多,减弱率最大。(3)增强状态下,南海东北部TS最多,中东部STS最多,中部TY最多。减弱样本分布在我国海南岛、越南近岸以东洋面、菲律宾近海以西洋面,TS和STS在南海中部有部分减弱样本。(4)7、9和10月RI样本较多。RI样本的平均纬度偏南,垂直切变相对较小,200 hPa纬向风东风分量稍弱,15.4 m/s风圈半径更小。SI样本的海温略高。     

OLR场对福建热带气旋频数影响的初步研究

根据１９７４～１９９７年卫星观测的ＯＤＲ（射出长波辐射）资料计算ＯＬＲ的特征量,用其表征ＩＴＣＺ和副热带高压的位置和强度,分析影响福建热带气旋（ＴＣ）年频数与ＩＴＣＺ和副热带高压的关系,结果表明,ＴＣ异常偏少（多）年,ＩＴＣＺ位置偏南（北）,强度偏弱（强）,年太平洋上的ＯＬＲ距平场配置相反,即ＴＣ异常偏少（多）年,西太平洋热带地区ＯＬＲ为正距平,而赤道中东太平洋为负（正）距平区。     

1994年影响山东的热带气旋分析

１９９４年为影响我国的热带气旋明显偏多年。利用常规天气图和海温资料，对本年度登陆北上热带气旋偏多的环流背景和海温场特征进行了分析，指出，西太平洋副热带高压稳定偏北和海面温度明显偏高，是北上热带气旋偏多的主要原因。同时，还对热带气旋移动路径、所在位置与山东降水的时空分布及降水强度之间的关系进行了简单的统计分析，其结果可供热带气旋的业务预报参考。     

1306号热带气旋“温比亚”非对称降水的环境场特征

利用常规气象观测资料、NCEP1°×1°逐6h全球格点资料以及区域自动站降水资料、FY-2E卫星云图与多普勒天气雷达拼图资料,分析2013年第6号热带气旋(TC)"温比亚"在广西造成的非对称降水的环境场特征。结果表明,受副热带高压西南侧稳定而深厚的东南气流引导,"温比亚"西北行深入到广西中部,有利于广西出现较大范围暴雨。200hPa上TC流出气流的中心偏于其中心的南侧,为降水不对称分布提供了动力背景;TC风场分布明显不对称,导致涡度、散度动力场结构呈不对称分布;低层辐合区主要分布在TC中心南侧,整层水汽通量辐合中心位于TC中心南侧,从而使暴雨集中在TC中心南侧。环境风垂直切变矢量指向TC移动路径的左侧,有利于TC移动路径左侧出现强的对流及降水,结合水汽辐合条件,可将其作为TC暴雨落区预报的一个判据。相对湿度(RH)呈均匀分布,假相当位温(θse)呈准对称分布,表明TC降水的非对称分布主要由动力因子而非热力因子引起。