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2012国际工程科技发展战略高端论坛——热带气旋突变现象机理及预报技术研究

2012国际工程科技发展战略高端论坛——热带气旋突变现象机理及预报技术研究

  • 召开年：2012
  • 召开地：广州
  • 出版时间： 2012-11-22

主办单位：中国工程院

会议文集：2012国际工程科技发展战略高端论坛——热带气旋突变现象机理及预报技术研究论文集

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  • 摘要：风速垂直切变(VWS)是影响热带气旋形成和加强的主要环境因子.在一定条件下,海洋热容量(OHC)也会产生影响.本文将VWS和OHC各分成3个等级,建立了VWS-OHC相空间,分析讨论其与热带气旋形成和强度的关系.研究个例来源于2008Tropical Cyclone Structure(TCS-08),the Impact of Typhoons on the Ocean in the Pacific(ITOP)2个外场试验,重点分析了台风Malakas.研究结果表明:VWS在水平半径为5度(555km)的范围内分布并不均匀,所以半径3～5度的VWS平均值不足以说明VWS对内核对流的影响.而高空槽带来的局地强风既有可能使内核对流加强、有利于暖心结构的维持,也有可能导致干下沉,阻碍热带气旋生成或使其强度突然减弱.尽管Malakas生成在高OHC环境下,但其强度加强过程多位于中等OHC环境下,且明显受到VWS的影响.当Malakas进入OHC值较低洋面且VWS非常小时,其强度会持续加强;若OHC偏低且VWS偏大,其强度会迅速衰减.这种VWS和OHC的复杂关系表明西北太平洋热带气旋强度突变具有非常复杂的物理过程.这也是热带气旋强度预测面临的巨大挑战.
  • 摘要：强热带气旋George(2007)是近年来影响澳大利亚西海岸最为严重的热带气旋.其在2007年3月3日生成于澳大利亚北侧,之后向西移动进入印度洋并且强度加强,但于7日路径突然南折,折角近90°,并在黑德兰港再次登陆,造成3人死亡、多人受伤以及当地基础设施极大的损坏.George突然转折的路径给预报带来很大挑战,多个数值模式并未准确预报出此趋势.本文主要探讨造成George路径数值预报失误的原因,发现主要是由于气旋北侧强盛的季风气流的模拟出现偏差造成的.利用EC再分析资料分析发现气旋转折时刻,西-西北季风气流北风分量加强,而实时风场资料的缺失使得模式无法准确模拟出这一特征.所以,尽可能地在数值模式中加入实时风场信息,有利于路径突变预报的改进.另外,在路径预报产品中加大预报员主观天气分析也是改进方法之一.
  • 摘要：在飓风的内核区域,由于缺少高精度的观测资料,目前众多的关于热带气旋(TC)快速增强(RI)的研究主要集中在环境因素上,如海表温度、垂直风切变、对流层低层相对湿度等.但这些要素对于不同热带气旋生成和加强个例没有明显区别.因此有必要探讨风暴特征、尤其是内核结构变化特征与TC强度快速增强的关系.观测研究表明,TC迅速加强前或迅速加强阶段,有对流爆发(CB)过程,且对流高度可达到平流层;而当TC强度不变或减弱时,则较少出现对流爆发过程.另外,根据静力公式,由于高层加热的放大作用,TC暖心越高,地面气压下降越明显.但是目前,环境场要素、对流爆发以及高层暖心之间的相互关系还不清楚.
  • 摘要：重点研究"莫拉克"(Morakot)台风发展并登陆台湾,以及"天鹅"(Goni)台风消亡阶段两者相互作用的问题.通过诊断分析发现"莫拉克"与"天鹅"移动过程存在双台风涡旋互旋、吸引与合并现象.采用双台风中心连线的垂直剖面移动坐标分析法可揭示出双台风涡度、风场三维结构演变过程涡度、动能强度呈反向变化关系,在此阶段双台风生消过程中动能、位涡场分布存在显著"连体"通道特征.并揭示出双台风涡旋各自生、消过程水汽、动能可能存在的相互影响及其涡旋结构变化的内在关联.在"天鹅"消亡、"莫拉克"引发暴雨过程,采用FLEXPART-WRF耦合模式模拟"质点群"轨迹,模拟结果再现了双台风生消阶段"天鹅"台风水汽"粒子群"向"莫拉克"低层气旋式输入通道,且在"莫拉克"涡旋高层反气旋式卷出的三维立体动态图像.通过剔除"天鹅"台风涡旋数值模拟试验,进一步印证了"天鹅"台风趋于消弱过程,其水汽、动能输送为"莫拉克"台风的发展与维持做出了一定贡献.基于以上合成分析、轨迹和数值模拟技术综合分析提出了能揭示"天鹅"消亡、"莫拉克"发展过程台风、水汽输送相互影响的三维物理图像.
  • 摘要：热带气旋(TC)内核结构在加强和稳定状态存在统计上的显著差异.就TC对称结构而言,加强TC在最大风速半径(RMW)内有一环状涡旋结构,内核外部惯性稳定较低,流入层较为深厚.加强和稳定TC在2km和7km上涡旋的倾斜结构差异很小,均存在眼墙降水和上升的非对称,非对称极值位于下切变和下切变左侧区域.但对于加强TC,眼墙及外围区域降水覆盖范围更大.两种状况下气旋眼墙内的下击暴流分布和上升气流的减弱略有差异.两种状况TC的主要区别在于垂直速度的范围,加强TC对流,爆发比例更高,且这些爆发伴随更多的空气质量向上输送,但是相比于整层垂直速度的分布,这些爆发携带的空气质量向上输送仅占有很小一部分,两种状态下垂直上升运动产生的净空气质量向上输送垂直廓线分布基本一致.二者主要差异在于,加强TC对流爆发的经向分布位于RMW内部,而稳定TC对流爆发位于RMW外部.
  • 摘要：长期以来,人们多关注热带气旋的灾害性,并开展了大量旨在提高预报精度和防台减灾效益的研究,而少有涉及热带气旋益处方面的分析.本文利用上海1884-2006年间的百年器测气温等资料,对热带气旋在缓解盛夏高温方面的益处进行初步分析,结果表明:百年来,上海地区共发生194次高温热浪,其中约有69％(134次)的热浪中断时,西北太平洋上有TC活动.热浪持续的时间越长,中断时有TC活动的比例越高.持续10天(24次)时比例为75％,持续20天(4次)时比例高达100％.伴有TC活动的热浪中断的当天，最高气温较前一天平均降低1.78℃，而且这种降温趋势有时可持续8天以上，累计降温平均可达11.13℃。在2003年1月至2006年7月伴有TC活动的12次热浪事件中，因日最高气温降低而减少的用于防暑降温的额外支出的电量平均每次约为5601.5万kW·h(单次最多可达25375万kW·h)，按当年电价计约合3428.118万元人民币(单次最高可节约的电价为1.55亿元)。伴有TC活动的热浪中断时，有时还不止一个TC(双TC的情况有24次、3TC和4TC的情况分别有11次和3次)。通常当TC沿20°N向偏西方向移动且TC位于距上海以南至西南方8-10个经纬距，或当TC在120°-130°E附近的近海转向且TC位于距上海以东至东南方约8-10个经纬距时，易使上海地区的高温热浪中断。
  • 摘要：本文对1971-2006年发生在中国大陆的热带气旋远距离暴雨进行统计和合成分析.统计结果表明,热带气旋远距离暴雨现象具有明显的时空分布特征.遍及中国大陆27个省(自治区、直辖市),其中,环渤海地区和川陕交界处是热带气旋远距离暴雨事件发生的高频区.大部分远距离暴雨发生在6～9月,其中,7～8月最多.36年间共有169个TC引发了远距离暴雨,占总TC的14.7％,是小概率事件.有相当一部分的远距离暴雨事件可持续2日以上,远距离暴雨事件具有范围大、降雨强和持续时间长等特点.引发远距离暴雨的热带气旋存在三条优势路径:进入南海北部或登陆华南类(56.8％);登陆闽浙沿海类(24.3％);近海转向类(13％).远距离暴雨事件大多发生在热带气旋强度减弱的阶段.本文利用合成分析分别对环渤海地区和川陕地区有无热带气旋远距离暴雨事件的大尺度环流背景和水汽输送特征进行对比分析.结果显示,有利于热带气旋远距离暴雨发生的大气环流背景是近海热带气旋能将水汽输送到上述两块遥远的雨区,并存在热带气旋与中纬度槽的相互作用,而与高层急流相关的辐散场增强了暴雨区的上升运动.如果对流层低层,热带气旋北侧无西风槽而代之为高压和偏北气流,则热带气旋与中纬度间的水汽输送通道被阻断,不利于远距离暴雨的发生.
  • 摘要：高质量的台风初始场是台风模式准确预报的前提.本文介绍了在中国国家台风"973"项目"台风登陆前后异常变化及机理研究"(项目号:2009CB421500)资助下,项目第六课题(登陆台风数值预报方法研究)研发的基于卫星资料得到的动力和物理约束进行台风初始化以改进台风模式初始场的两种新方法.首先，介绍了基于卫星海面风进行海平面气压动力反演，进而通过同化海平面气压和风场初始化数值模式台风涡旋的方法(简称VIRV方法)。该方法使用QuikSCAT海面风资料，针对中纬度和热带地区使用不同的边界层模式反演出与观测风场动力相适应的海平面气压;然后基于变分动力约束将海平面气压同化进人中尺度模式。对登陆中国的两个台风个例的初始化敏感性数值试验研究发现，初始化方法在实现台风风场与气压场的动力平衡的基础上，不仅可通过调整边界层人流结构和垂直风切变明显改变大气不稳定状态和对流触发条件，实现了模式动力与热力的协调，而且也通过垂直环流调整了台风在对流层顶附近的流出结构。值得注意的是，尽管同化只是使初始台风强度略有加强，但随着模式积分时间的增长，这种模式边界层物理过程与资料同化相互祸合的方法对台风预报的影响在逐渐加强，改善了对台风登陆过程中强度维持和迅速减弱阶段的描述。此外，对异常路径台风个例的高分辨率模拟表明，VIRV方法可通过改进台风模式初始场中的大尺度流场和中尺度涡旋动力结构，改善对台风环流的刻画及台风路径异常变化的模拟。其次，介绍了一个基于FY2卫星TBB资料和湿度Nudging技术约束台风深对流区的湿度结构，进而改进台风初始场的新方法，即通过建立卫星云顶温度与湿度、潜热加热的关系，改善台风深对流区的结构，实现台风模式的热力初始化。除此之外，该方法通过将卫星资料与湿度Nudging技术结合，实现了台风模式初始场中热力与动力结构的协调。台风个例数值试验表明，这种方法能够改善模式对台风对流结构、台风尺度、台风强度的描述。今后，将把以上两种方法结合，并结合能够刻画台风典型结构的卫星等多源观测资料，改善台风模式初始条件，进而提高台风数值预报性能。
  • 摘要：本文采用WRF-ARW模式(Verion3.2),利用欧洲中期天气预报中心ERA Interim再分析资料(1.5°×1.5°)和NCEP全球实时海温分析资料(RTG_SST,0.5°×0.5°)对0908号台风"莫拉克"(Morakot)极端降雨进行了三重嵌套网格的高分辨率数值模拟,模拟的最大过程雨量中心位于中国台湾省嘉义县阿里山附近,与实况较为一致,18km、6km和2km分辨率的最大过程雨量分别为2388mm、2797mm和2879mm,与观测实况2821.5mm非常接近.而滤除0907号强热带风暴"天鹅"(Goni)环流后的敏感性数值试验模拟的最大过程雨量中心则南移至屏东县三地门乡附近,且过程累积雨量较控制试验明显要小很多,而三地门乡也是降雨实况的一个雨量中心,18km、6km和2km分辨率的最大过程雨量分别为1632mm、2041mm和2168mm,分别较控制试验减小了756mm、756mm和711mm;从百分比看,则分别较减少了31.66％、27.03％和24.70％.数值模拟试验结果表明:"莫拉克"在台湾中南部地区造成的极端降雨除了与西南引进气流的水汽输送有关外,与"天鹅"的双台风效应也是"莫拉克"在台湾地区造成极端强降雨的重要因素,"天鹅"的存在一方面使得"莫拉克"路径北翘,雨量中心北移;另一方面则使得西南引进气流和水汽输送的强度得到加强,致使台湾地区中南部山区强降雨出现明显的增幅作用.
  • 摘要：陆面对登陆台风在内陆的发展有重要影响作用,而陆表水体相对于其他陆面类型具有不同性质,本文对这种陆表水体对登陆台风的影响进行了数值模拟研究.台风"云娜"登陆后西行,进入鄱阳湖地区后移速明显减慢,在长江一鄱阳湖地区逗留约22h,此期间强度衰减减缓且带来了强降水天气.本文在成功模拟这些现象的基础上,设计了移除水面和扩大水面的两个敏感性试验来探讨水体对台风云娜内陆活动的影响(图1、图2).试验结果表明:①陆面水体移除(扩大)时可产生正(负)气压扰动,升高(降低)台风海平面气压,即陆面水体对陆上台风残涡维持有积极作用.②宽广水面表层摩擦较小,低层风加大,从而加强低层风场辐合强度和位置,增强降水强度并影响降水落区.③水体在夜间作为一个热源,比陆地土壤释放更多的表层水热通量,从而加热加湿低层大气,是降水的一个能量源.同时水体改变近地层大气的热力状况,通过加强中尺度对流辐合和锋生,促使不稳定能量释放产生强烈降水.总之,以上分析表明陆表水体不仅对登陆台风衰亡具有减缓的作用,且可以加强台风环流内部的中尺度系统活动,对降水落区和强度产生影响.中国频受台风袭击的东部地区具有较为发达的水系,但是在现有的中尺度预报模式中缺少专门的陆表水体模式,若将水体模式加入现有的陆面模式中,充分考虑陆表水体对台风残涡在内陆活动的影响,对提高登陆台风内陆强度变化和降水预报的准确性可能起到积极作用.
  • 摘要：台风Pepeng,起源于马里亚纳群岛海域的一个热带低压.其生成后西行,于2009年9月30日加强为台风,从东边进入菲律宾棉兰老岛北部(图1).台风Quedan(国际上称尼伯特),是芭玛之后生成的台风,也起源于马里亚纳群岛海域的一个热带低压,于2009年10月5日下午加强为台风,之后进入菲律宾责任区.台风Quedan主要朝日本南部岛屿沿西-西北方向移动,30h之后移出菲律宾责任区.台风Quedan本身对菲律宾没有任何影响，但是它与停滞少动的台风芭玛发生双台风作用，使得台风芭玛在菲律宾吕宋岛北端三次登陆。作为在菲律宾责任区内的异常热带气旋，台风Pepeng维持时间仅次于1986年的台风Miding，为历史第二，且是菲律宾历史上唯一一个三次登陆的台风。
  • 摘要：台风在移动过程中曲折前进、来回摆动,路径形状像蛇行一般,称之为摆动路径,也叫蛇形路径.摆动路径作为台风疑难路径之一,常困扰着预报员.本文整编了2001-2009年所有西北太平洋摆动路径台风资料,从中挑选出西行方向的南北摆动和北进方向上的东西摆动两类常见路径作为研究对象,通过对副热带高压形势、850hPa涡度平流及低频环流形势场进行合成分析,探讨了大尺度环境流场和热带大气季节内振荡(MJO)对台风不同类型摆动路径的影响机制,从而总结近十年来西北太平洋台风摆动路径的原因.研究结果表明:台风西行摆动时,副高强大,呈东西带状分布,且相对于台风不断东退,台风周围气压梯度较大;台风北上摆动时,副高主体偏东,形状不规则,台风从弱高压区中部穿越北上,在相互抵消的流场中摆动.低层相对涡度平流区与摆动路径台风环流配合较好,台风有明显沿着850hPa正涡度平流长轴方向移动的趋势,850hPa相对涡度平流中心移向和强度的变化,会引起台风路径发生相应偏转与摆动.热带大气季节内振荡对西北太平洋台风摆动路径具有明显的调制作用,摆动路径台风出现的频数随着MJO的不同位相对应的强对流中心移动而变化,且与MJO的强弱有密切关系.研究表明,摆动多发生在较强MJO事件过程中.不同摆动路径台风在MJO东、西风位相的低频环流形势可以作为摆动路径台风预报的依据之一.MJO位相的发展演变将导致副热带高压位置和强度的变化.摆动路径台风主要生成在MJO西风位相中,集中在MJO对流活动增强区域.西风位相的低频环流形势比东风位相更有利于摆动路径台风发展,500hPa气压场相对均匀,台风在副高和低频异常纬向西风的共同引导下产生摆动.对此类预报,应注意副热带高压的短期变化,以及大气环流的低频变化及两者的叠加.在本次对近十年西北太平洋台风摆动路径的原因探讨过程中,存在许多不足:资料的收集和处理不够完善,所选研究对象仅为近十年(2001-2009年),符合要求的摆动路径台风不多,样本数量偏少;由于目前没有一个对摆动路径进行定量判断的标准,在选取台风摆动路径时,其摆动幅度是基于作者估计值所得,所以不是很精确;对摆动路径的分类过于粗糙.笼统地分为西移过程中的南北摆动(西行路径)和北进过程中的东西摆动(北上路径)两类,没有考虑到打转路径、西北路径以及不同地理位置复杂台风路径的摆动情况.
  • 摘要：1209号台风"苏拉"(Saola)是2012年目前为止登陆福建的唯一台风,是一个"弊大利小"的台风,其主要灾害是暴雨,台风登陆前后又恰逢天文大潮,沿海局部发生严重内涝,多条江河发生超警戒水位的洪水,致福建直接经济损失达12.25亿元."苏拉"具有移速慢、路径曲折等路径特点.本文试图通过天气学分析和动力诊断,从大气环流演变、双台风作用等角度探讨"苏拉"的路径成因,发现了一些有助于此类台风路径预报的事实.分析诊断结果表明:弱环境流场和双台风的相互作用是苏拉停滞缓行的主要原因;弱环境流场下，台湾地形和多涡旋的相互作用对“苏拉”的曲折路径和打转起了一定的作用。
  • 摘要：静止卫星红外云图在热带气旋强度预报中一直发挥着很重要的作用.一般认为,红外云图上的对流爆发现象往往预示着热带气旋会迅速加强,近年则有很多研究关注对流热塔在热带气旋迅速加强过程中的作用.涡旋自组织理论的研究进展表明,大气是包含多尺度相互作用的复杂系统,热带气旋的强度演变与这个复杂系统的各个子系统的状态及相互配置密切相关.本研究应用巧年的资料，对红外云图上可识别的中尺度强对流系统的状态及其演变特征进行了分析，包括数量、尺度、距离、强度等。结果表明，与缓慢加强热带气旋比较，迅速加强热带气旋的核区存在更为活跃的中尺度对流，具体体现在相对尺度大、强度强、离热带气旋中心的距离近。过多或过少的中尺度强对流系统活动均不利于热带气旋的迅速加强。这些特征在迅速加强过程的前12-24h均有清楚的表现，可以供热带气旋迅速加强过程的预报参考。
  • 摘要：台风进入近海以后强度的变化,特别是剧烈变化,直接造成影响的不同.近海及登陆TC强度变化受地形等下垫面情况变化影响而变得异常复杂.之前有很多研究工作主要针对TC的加强或急剧加强.事实上大多数TC在靠近大陆之后,由于下垫面影响的变化,都会有减弱或减弱的趋势,登陆后的减弱研究已有很多,对于近海缓慢减弱,预报难度不大.但如果出现了迅速减弱，如10月份开始，进人南海的TC有时突然减弱消失，进人东海的个别TC也有出现减弱消失。对这样一些TC预报可能会出现失误，将导致过度防御，造成损失。TC强度的预报，对于进而预报TC带来的影响是非常有意义的。本文利用10×10NCEP再分析格点资料、热带气旋年鉴资料、TBB资料对台风“象神”急剧减弱前后特征和机制进行了诊断分析和数值模拟。结果表明:台风“象神”的迅速减弱是由于台风移人东海冷海面、冷空气从低层侵人台风所致，强的风速垂直切变以及台湾东海岸摩擦耗能对“象神”的迅速减弱也起了重要作用。另外，200hPa与850hP。温差的剧烈减小也导致台风迅速减弱。当台风移人东海南部后中低层输人的水汽显著减小，这也导致台风的衰亡。数值模拟和结构分析表明，台风“象神”由于西北侧距离台风中心70-80km处风速迅速减小，破坏了台风环流结构，从而造成了台风强度急剧减弱。
  • 摘要：本文阐述了中国台风预报、预警系统，天气雷达是监控台风的主要手段。天气雷达由于其很高的时间和空间分辨率，具有及时而又准确的探测能力，无疑是监控和预报台风的最有效工具。正在努力探究利用非常规的方法预报台风降水，如卫星探测、天气雷达探测以及微物理过程影响降水，还努力尝试用数值天气预报模式来预报业务中台风引起的大风和降水。中国建立起了一个联合台风预警系统，主要包括:国家、区域、省份、市县和乡镇。预警信息通过不同的渠道传播，如电视、广播、报纸、互联网、短信等。这个预警系统可以使人们在台风到来前做好准备，有效地降低热带气旋带来的影响。
  • 摘要：在澳大利亚天气气候研究中心,一系列有关热带气旋的研究项目都涉及热带气旋突变的初始化、预报和诊断等非常重要的科学问题.其中包括建立一个拥有初始化处理模块的完善的热带气旋数值天气预报系统,并能同时用于业务和科学研究;热带气旋生成的研究,即OWZ(归一化的Okubo-Weiss参数和绝对涡度)的诊断分析应用;台风二级眼墙的形成及环流结构的模拟和诊断分析;热带气旋强度和结构预报对初始结构的敏感性研究;台风快速增强过程中内核结构的变化;热带气旋降雨;行星尺度Rossby波增幅及其热带气旋带来的极端降水事件.
  • 摘要：本文主要利用ARW-WRF(V3.3.1)模式,对台风Megi(2010)的强度、结构和路径的突变特征进行数值研究.结果显示:Megi强度快速增强主要是眼壁的对流加热、惯性稳定度和垂直运动之间正反馈相互作用的结果.这种正反馈支持了以下观点,即当眼壁对流爆发,在弱垂直风速切变的环境中,有助于对流层高层暖心形成.另外,Megi强度加强时,其内核尺寸也伴随增长,而最大风速半径(RMW)却几乎保持不变;这种强度增强时内核尺寸增大现象是眼壁外内螺旋雨带和外螺旋雨带中绝热过程的结果.此外,风暴西南涡度带向内传输及其轴对称化过程对于对流和平流螺旋雨带的形成以及内核尺寸增加和强度迅速加强起着关键作用.
  • 摘要：由风暴潮造成的破坏一直困扰着孟加拉湾周边国家的沿海区域.1970年11月,袭击孟加拉共和国和巴基斯坦东部的热带气旋引起的风暴潮造成大约30万人丧生.2008年5月,气旋Nargis使缅甸14万人失去生命并造成巨大财产损失.因此,提供风暴潮精细的预报和预警对这些地区非常有意义.而热带气旋的路径和强度与风暴潮的发生发展有密切关系.本文利用IIT风暴潮模式进行了多项预报敏感性试验,模拟研究登陆气旋路径突变以及登陆前强度突变对风暴潮的影响.试验结果表明:热带气旋引发的海平面抬升会随着其路径和登陆前强度的变化而发生明显变化.故在风暴潮模式中考虑气旋突变问题有利于北印度洋风暴潮业务预报的改进.
  • 摘要：本文应用三维全物理过程模式研究了类似于热带气旋的涡旋环状结构的时间变化.模拟结果表明,如果潜热释放保持不变或加强,环状结构维持紧密结构;但当潜热释放减少,涡旋环将出现断裂(图1).该结果表明,如果考虑非绝热加热以及带来的三维环流结构的变化,涡旋环的结构变化与在正压物理框架下涡旋环的演变有很大差异.进一步的位涡计算表明,如果潜热释放增加,非绝热加热和平流项的作用也同时增加,且这两项对位涡影响的时间尺度明显短于正压不稳定的情况,表明这两项对于位涡的影响作用更大.值得注意的是,这两项在位涡计算中影响量级相当但影响作用相反,因此二者的综合作用还需进一步研究.
  • 摘要：本文考察小型热带气旋的强度和路径突变,包括:强度突变.台风研究尤其是眼壁区域模式分辨率数据和观测数据,限制了纯动力模型的技巧.台风突变不仅是一个预报问题,同时也是一个探测问题.微波数据带来了新希望.Kieper和Jiang(2012)提出了一项新技术,可以提高预报准确性.Rozoff和Kossin(2011)介绍了两个新的热带气旋强度突变概率预报模型.运动突变.1994年,Lander和Holland用一个理论模型证实了两个台风之间的相互作用,并描述了相互作用的阶段.这些阶段包括:两个台风的接近、相互吸引导致的轨迹旋转，最后合并或者分离。如果两个台风大小相近，那么它们将在围绕一个共同的点旋转后迅速分离。如果一个台风很大很强，那么小的那个将会在较强的水平切变和垂直切变作用下逐渐并人较强的台风。浪高和风暴潮突变。这包括两个过程，分别为“trapped fetch”和“expanded wind field"。对于trapped过程，几乎所有巨浪的产生都和风暴移动有关，热带气旋的移动、大小和强度对波浪的大小起决定作用。热带气旋造成的波浪以23节波速传播。如果热带气旋移动较快，波浪振幅不但不会减小，反而会增强。这种共振被称为“trapped fetch”过程。"expanded wind field”通常发生在眼区扩大、形成异常台风的情况下。在西北太平洋该过程常常发生在冲绳地区(26.500N,128.000E)，然后向日本或者韩国移动。"expanded wind field”使得风暴潮增大、降水区域扩大。在大西洋，这种风暴会影响墨西哥湾、美国和加拿大。当热带气旋开始变性为温带气旋的时候，加拿大新斯科舍省尤其易受“expanded wind field”的影响。降水突变。热带气旋降水每年造成成千上万人的死亡，经常超过风暴潮带来的死亡人数。极端降水事件常发生在移动缓慢的台风或者与季风结合的台风。当暴雨停滞在一个地区时，容易产生有利于洪涝和泥石流发生的条件。主要讨论了2009年台风“莫拉克”给台湾带来的洪水和泥石流。2009年8月，台风“莫拉克”袭击台湾，带来极端暴雨，引发洪水和泥石流，导致620多人死亡。中央山脉、季风带来的深厚湿空气和“莫拉克”5km/h缓慢的移动相结合导致了台湾南部阿里山地区5天总降水量达到3059.5mm,24h和48h的累积降水达到1623.5mm和2361.0mm，接近1825mm和2467mm的世界纪录。Chan和Huang(2012)还做了敏感性试验，研究相似的台风是否可以在香港产生类似的降水，发现了在台湾与香港产生降水的关键区别。
  • 摘要：热带气旋倒槽是影响江淮梅汛期暴雨的一种重要天气系统.本文通过对1986-2011年梅汛期影响江苏的热带气旋倒槽三类暴雨的环流特征分析,以及2011年7月11～13日(简称"11·7")和2001年6月22～23日(简称"01·6")两次典型的梅汛期热带气旋倒槽暴雨过程发生发展动力热力特征研究,结果表明:华南/华东登陆北上(转向)类、华南沿海(南海)西行类和华东近海北上三类热带气旋倒槽暴雨具有共同的环流特征:高低空急流耦合形成低层辐合高层辐散有利形势,高空急流右后方辐散减压促使低层热带气旋倒槽北伸至江苏,低空急流前方风速辐合及倒槽两侧风向辐合为江苏构成低层风场辐合创造有利条件.两次暴雨过程持续时间不同，“11·7”暴雨持续时间较长，主要是高空偏西急流核不断东传，热带低压倒槽缓慢移动，低压倒槽东侧偏南低空急流自东南海面不断向江苏移动，冷暖空气在倒槽顶部附近持续交汇。“O1·6”暴雨过程持续时间相对较短，副热带高压强，台风倒槽北上移动较快，华东近海海面的偏南低空急流北上，并显著增强，后随台风向东北方向移动人海，暴雨过程结束。垂直螺旋度上负下正配置及湿Q矢量散度辐合激发次级环流为降水提供了良好动力抬升机制:“11·7”"暴雨过程中螺旋度配置及次级环流移动，能较好指示未来6h暴雨落区的变化，具有一定预报意义。“O1·6”暴雨过程中螺旋度配置及次级环流增强，与暴雨强度变化有较好对应关系，暴雨发生在次级环流上升支中。两次过程均有充足水汽输送和较强水汽辐合条件，暴雨发生在深厚的水汽柱和水汽饱和层中。“11·7”暴雨过程在低空急流暖湿输送下，低层增温增湿，形成下暖上冷的不稳定层结，不稳定能量由非地转垂直上升运动释放，触发暴雨。且冷平流作用强，冷暖空气持续对峙在江淮流域。而“O1·6”暴雨过程中尽管偏南低空急流强，但由于冷空气偏西，低层以暖湿气流为主，只是中层具有干冷特征，不稳定能量也随着非地转垂直上升运动而释放。
  • 摘要：孟加拉湾地区是全球热带气旋频繁活动的海域之一,孟加拉湾风暴常对中国青藏高原和西南地区造成严重影响.孟加拉湾风暴Akash(0701)于2007年5月15～17日引发了云南、广西等地一次持续性强降水过程.本文利用地面降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和JMA卫星TBB资料,研究Akash对中国西南地区这次强降水过程的影响.结果表明:这次强降水过程发生在Akash与青藏高原低槽密切配合的形势下。Akash登陆减弱期间其对流云团移上青藏高原，加强槽前云系引发强降水。受孟加拉湾风暴高层辐散影响，南亚高压加强并北上控制中国西南地区，这增强了降水区的高空辐散，有利于上升运动发展。同时孟湾风暴为降水区提供充足的水汽输送，降水区的水汽净流入、湿斜压性增长以及强烈条件性对称不稳定是这次强降水产生的有利条件。研究还发现，低纬高原地形对孟加拉湾风暴偏南风的强迫抬升加剧了降水区的上升运动，有助于强降水的产生。
  • 摘要：大气呈现出多种多样的天气现象,这些现象主要受动力因子和热力因子的影响,其中在热力因子中,位温是一个质点不变量,是描述大气热力性质的最重要的物理量.因此,等熵面是一个物质面,空气质点沿着等熵面运动,等熵面的变化能够表明空气质点的变化.同时,通过位温θ也能够估测空气块的不稳定性.因为它同时包含了温度和气压,因此这个不变量构成了热力学的核心.然而,在过去的一些研究中,只存在两种描述变量,干空气中的位温θ和饱和湿空气中的相当位温θe.对于干空气,不考虑空气中水汽的影响,因此,位温θ不适用于湿过程,如暴雨、冰雹等.对于湿过程,传统的相当位温θe只能够描述处处饱和的大气,而不适用于非均匀的饱和大气,如雾、桑拿天等,而且也不能表示由于干空气入侵产生的扰动造成的非均匀饱和区域.通过引入广义位温θ*这一物理量,能够很好地描述这一非均匀饱和状态.
  • 摘要：1011号台风"凡亚比"登陆后与季风急流发生相互作用,给广东尤其是粤西带来了大范围强降水并导致严重灾害.尽管整个广东均受季风气流影响,但不同区域降水仍有明显差异.本文从对流潜势分析预报角度讨论了此次粤西特大暴雨过程成因,并提出一种台风暴雨业务预报思路.结果表明,在台风环流影响前,粤西地区大气处于强不稳定层结,而低层季风携带的暖湿气流进一步加剧其不稳定性.在此背景下低层急流轴前的风速辐合线以及季风急流与台风西侧的西北部气流形成的辐合线激发了强对流系统的产生.最后提出了一种业务上可操作的台风暴雨业务预报思路,并给出业务试用的一些经验.
  • 摘要：本文主要分析2003-2011年北印度洋20个热带气旋发生路径突变的特征.路径突变主要分为以下三种:移动方向突变,多在季风爆发前(3～5月)发生在北部海域(15°N以北的阿拉伯海和13°N以北的孟加拉湾,这可能与气旋西侧西风槽活动有关.另外,在气旋东南侧往往存在中高层高压脊或反气旋环流的存在.近岸突然加速.此现象无特定的空间和时间分布,其向北、向西突然加速的原因也需要进一步探讨.近岸突然减速.共有7个气旋发生移速减缓,多发生在15°N以南.另外,陆面过程对移速的影响也值得讨论.
  • 摘要：近30年来虽然台风路径预报的整体水平有了显著的提高,但近10年来的年平均误差分布却总是呈现波动的分布.这主要的原因就是对异常路径台风的预报还存在困难.在异常台风路径中,常见一种特殊的极端个例.该类个例在很短时间内台风路径会出现接近180°的转向,这种突然转向的台风对台风路径业务预报而言是一个巨大的挑战.为了提高这类台风的预报水平，首先需要对产生突然转向的原因进行分析，进而才有可能对改进预报水平提供理论指导，本文就着重对产生机制进行研究。得出主要结论:预报台风的突然转向是业务预报工作的重点和难点，如果能对转向的原因加以分析和细致了解，对提高此类台风预报水平大有帮助。本文通过对所有接近180°转向极端个例的引导气流的详细分析，结果表明台风的转向的前提是具有引导台风转向前后稳定运动的主要环流系统，这包括这主要以高压为主，而造成转向的关键因素则是多系统的相互作用，包括双台风的作用、西风槽以及越赤道气流等，因此在预报过程中准确分析组成引导气流的主要环流系统是非常重要的一环。
  • 摘要：本文利用中国气象局上海台风研究所热带气旋(TC)最佳路径资料,对1949-2010年共62年西北太平洋(包括南海)热带气旋(不包括热带低压)的运动特征进行统计,包括TC路径折角和移速的时空分布,折角与移速、气压之间的关系以及中国近海和大陆TC异常路径的类型、地理分布等特征.最后就TC路径突变的折角标准及其发生概率进行了讨论.结果表明:西北太平洋TC年平均移速略呈下降趋势，而平均折角年际变化在20世纪80年代末之前呈上升趋势，之后呈下降趋势。平均移速随纬度增高而增大，TC生成源地(菲律宾群岛以东和南海)为移速低值区;平均折角在日本岛以东洋面较小，南海、台湾岛附近较大。西北太平洋TC12h平均折角为14.51°。左、右折频次分别占总数的42.55%和57.45%。两者在0°-90°区间随角度增大偏折频次减少，而大于90°有所增多。一般移动快的TC折角较小，而折角大的TC移动慢;较强TC折角小，而折角大的TC较弱。TC在中国近海和大陆出现的突变路径主要包括西行北(南)折、北上东(西)折、打转和停滞等，其中，西折出现频次最多。TC折角大于45°的出现概率低于4.6%，大于30°的出现概率低于13.19%。若区分左、右折，则大于45°的概率都低于2.8%，大于30°的概率都低于11%。TC路径的突然转折是小概率事件。
  • 摘要：本文利用浙江省新一代多普勒雷达组网资料,选取了在浙江东南沿海近乎同一地点登陆的三个台风进行研究,从登陆前6h到登陆后7h对比分析了三个台风在登陆前后的回波和降水结构时空变化特征.利用单多普勒雷达四维变分风场反演技术,对温州多普勒雷达探测资料进行了风场反演.结合利用雷达回波强度资料,对三个台风登陆前后1h在云岩、昌禅等地造成特大暴雨的中尺度对流系统的三维结构及其演变特征进行了详细分析.结果表明:台风强度与其螺旋云带中的对流单体密切相关.台风强度越强,其中低层环状平均回波强度就越强,对流活动也就越旺盛.台风登陆前,回波(雨带)从眼墙向外围传播.台风登陆后,随着台风外围回波(雨带)明显减弱,台风眼墙回波(雨带)则明显增强,台风眼区逐渐被强回波所取代,使台风登陆后眼墙的平均雨强比登陆前出现增大的现象.台风登陆后1h,由于低(高)层水平辐合(散)增强,强对流回波中倾斜的上升(下沉)气流明显增大,使对流运动更加活跃,造成登陆后1h的降雨量显著增强.台风强度与登陆后1h降雨量的增强幅度成正比.台风强度越强,垂直风切变就越大,垂直切变风速大值区与最大降雨区有较好的对应关系.台风登陆后1h,垂直切变风速的明显增加对登陆台风螺旋雨带中的中小尺度对流的加强和维持起到了非常重要的作用.
  • 摘要：本研究工作选取典型台风暴雨增幅个例,2006年第4号登陆热带气旋碧利斯(Bilis),开展研究.Bilis生成于菲律宾东部洋面,生成后向偏西方向移动,强度逐渐增强,并先后在中国台湾省和福建省登陆,受环境天气系统影响,登陆中国大陆后Bilis环流减弱较慢,缓慢西行,在陆地上维持数天,期间与东亚季风环流相互作用,造成明显的暴雨增幅,灾害严重.本工作重点关注了2006年7月14日18时至巧日6时的暴雨增幅过程，利用ARPS中尺度非静力数值模式，针对此次暴雨增幅过程开展了较高分辨率(3km)的数值模拟，通过与观测资料的对比分析指出，模式很好地模拟再现了Bilis台风路径、强度变化以及高低空环流特征及其演变等，尤其是很好地模拟再现了上述暴雨增幅过程，其高分辨率资料可用于暴雨增幅过程的进一步深入分析。利用高分辨率数值模拟资料，诊断分析了与上述暴雨增幅相关的云微物理特征和机制，得到了一些初步结果，对与此类强降水过程相关的云微物理特征和机制有了进一步深入认识。

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