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2013年海峡两岸气象科学技术研讨会

2013年海峡两岸气象科学技术研讨会

  • 召开年：2013
  • 召开地：昆明
  • 出版时间： 2013-12-01

主办单位：中国气象学会

会议文集：2013年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集

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  • 摘要：2006年8月4日、2007年8月18日、2008年7月30日受台风外围影响在广东、浙江和江苏分别造成F0-F2级龙卷,造成大量人员伤亡和财产损失,通过对大尺度环境场和多普勒雷达资料分析,发现造成龙卷的对流单体与受西风带系统影响下产生的超级单体有许多差异:1)中气旋的水平尺度更小;2)垂直涡度限制在4km以下;3)超级单体的质心在2km左右,风暴伸展高度在5-7km;4)台风龙卷情况下超级单体移动速度在12-16m/s,移向和普通对流风暴接近,没有明显的右移特征.这些风暴所处环境为弱对流有效位能(200-500J·Kg-1)和风随高度强烈顺转的强低空风切变环境,0-1km风切变超过10-2s-1,风暴的相对螺旋度很大,在220m2s-2以上,计算结果表明,台前龙卷环境的粗理查德德逊数很小,平均在20以下,而西风带系统影响龙卷环境粗理查德德逊数在30-60.龙卷主要产生于台风外围螺旋雨带上,台前龙卷往往产生前地面己存在风向和风速的辐合,但温度梯度不大,基本属于单一暖气团,而西风带系统影响产生的龙卷,龙卷产生于地面已经存在的气旋性辐合和水平温度梯度区域,常有锋面存在.
  • 摘要：考虑暴雨过程中存在大量水汽的特点,将Gao et al.(2004)提出的广义位温引入湿位涡、对流涡度矢量、二阶位涡等物理量,构建了用于诊断和预报暴雨的动力因子——广义湿位涡、非均匀饱和湿空气的对流涡度矢量和二阶位涡.利用美国NCEP再分析资料和上升动力因子对2012年6月7-10日由11号台风海葵登陆造成的暴雨落区进行了诊断研究,结果表明广义位温等值线的"漏斗状"区域与暴雨落区有明显的对应关系.以广义位温代替相当位温所构建的广义湿位涡、非均匀饱和湿空气的对流涡度矢量和二阶位涡与暴雨落区有较好的对应关系,在诊断暴雨落区方面明显优于完全饱和湿空气的湿位涡、对流涡度矢量和二阶位涡.广义湿位涡和非均匀饱和二阶位涡是最突出的对暴雨具有指示意义的动力预报因子.
  • 摘要：研究了热带气旋年潜在影响力指数(YTCPI)与中国大陆热带气旋活动、灾害损失以及主要背景场的关系,结果表明:1971-2010年,登陆中国大陆以及在24h警戒线内活动的热带气旋频数与YTCPI的相关系数分别为0.58、0.56(显者性水平达到99.9％以上),一年中热带气旋活动点次和平均风速的乘积以及参考目前常用的热带气旋综合指数定义的平方和指数、立方和指数与YTCPI的相关系数分别为0.75、0.82、0.78,1994-2009年修正的直接经济损失与YTCPI的相关系数为0.57(显着性水平达到95％以上),这表明YTCPI可以反映热带气旋影响中国大陆的活动情况以及潜在影响程度.1971-2010年前期冬季平均的海表温度场、850 hPa和500hPa高度场的EOF第一模态空间分布型的中心与相应的YTCPI高相关区分布较为一致,且第一模态的时间序列与YTCPI指数的相关系数分别为0.46、0.44、0.4,显着性水平达到99％以上,表明主要环境场的信息能够较好地反映在与YTCPI的相关关系之中.总的来说,YTCPI作为一个综合指数,比登陆或影响频数作为预测对象更具优势,应用价值较高.
  • 摘要：本文利用JTWC提供的1981-2010年北印度洋热带气旋路径资料,NECP提供的风场、OLR场等资料,以及NOAA提供的SST资料,使用EOF分析、相关分析、小波凝聚谱分析、合成分析等方法研究了北印度洋热带气旋活动时空分布特征及其与印度洋海温的关系.结果表明:北印度洋热带气旋活动频次EOF1占总方差贡献的比例为16％,反映了北印度洋整个海盆尺度热带气旋活动频次变化基本一致的分布形态,但是其空间分布具有不均匀性,表现为以孟加拉国国湾热带气旋偏西路径变化为主的特征;小波分析表明EOF1模态有显着的准5年变化周期.印度洋偶极子对北印度洋热带气旋活动年际变化影响显着,其影响机制概念模型为:印度洋偶极子处于正(负)位相模态时,印度洋海温异常呈显着的西暖东冷(西冷东暖)型分布,造成北印度洋上空对流减弱(加强)、低层有反气旋(气旋)式环流异常,不利(有利)于热带气旋在北印度洋生成,北印度洋热带气旋活动频次偏少(多);且可造成孟加拉国国湾上空西风引导气流加强(减弱),进一步使得出现在孟加拉国国湾90°E以西的偏西路径热带气旋偏少(多).
  • 摘要：基于区域模式台风数值预报系统GRAPES_TYM回算试验和实时预报结果,对该系统热带气旋路径强度与登陆降水的预报能力进行检验评估,并与国家气象中心业务运行的T213全球模式相比较.结果显示,GRAPES TYM对西北太平洋及南海热带气旋的路径和强度预报性能均优于T213预报;对近海及登陆热带气旋的路径预报优势更加明显,强度预报方面,中心气压误差较T213大,最大风速预报误差较T213小,但两者与观测的相关性均较T213高,在业务应用中具有更好的参考意义.
  • 摘要：针对公共气象服务领域图形图像服务产品制作发布的迫切需求,本文介绍了一种称为SmartKit的智能交互式气象服务产品加工制作系统,该系统依托Micaps业务信息,集成多种类型的基础地理信息数据,采用多种气象要素分析和智能插值算法等,帮助一线气象服务人员快速生成可用于网站、手机、电视等终端发布的图形图像类气象服务产品,并可支持自动化作业,大幅提高生产效率,节省人力.文中对该系统的应用领域、设计思路、主要功能特点及其已取得的服务效果进行了分析阐述,对系统应用开发的前景进行了展望.
  • 摘要：近年来由于网络普及率与便携设备数量的爆炸性成长,社会各层对于客制化天气预报信息的需求亦显著提升."气象局"看好格点在预报作业改善与客制化加值之潜力,2010年自NOAA引进格点预报操作系统,并自行发展精致化预报计划以提升预报的准确性与空间分辨率,至今己能产生2.5 km分辨率之格点预报数据,能依不同的时空及气象因子需求,产生客制化的气象预报信息.同时,本文叙述了利用加值软件、档案派送与Web Service3类主要的应用模式,对不同服务对象提供格点预报信息的客制化服务.如乡镇逐时预报网页已是台湾民众获取预报信息的主要管道,此外、对于各防灾与媒体单位之客制档案派送服务亦对天灾防治与预报信息普及扮演关键作用.未来,将积极发展TDFD(Taiwan Digital Forecast Database)计划,积极探索更多贴近民众生活所需之跨领域加值应用服务,并建置气象信息供应的Web Service,让客制化气象数据的取得更为精准、简单与便利.
  • 摘要：本论文利用风廓线雷达垂直波束获得的多普勒速度谱的谱矩参数开展初步的应用研究.分析了晴空、层状云降水、对流云降水和混合云降水条件下谱矩参数的统计分布情况.晴空条件下谱矩参数的分布最窄,信噪比最弱;层状云降水的谱矩参数概率分布图中可以看到明显的零度层亮带,零度层亮带附近的信噪比和径向速度梯度很大,但零度层亮带以上的谱矩参数变化不大;混合云降水的信噪比和径向速度概率分布图中可以看到零度层亮带信息,速度谱宽比层状云降水时的宽;对流性降水的谱矩参数概率分布比上述所有情况都大,且无零度层亮带.
  • 摘要：以强降水的监测和预报、降水分布与小流域峰值流量响应时间的关系、基于水文模拟的山洪气象风险预警累积面雨量指标建立等技术为支撑,以2011年7月1日开始投入业务试运行的重庆市强对流天气预警一体化平台(CANNAS-Chongqing Assembly Nowcast Noticing and Alerting System)为山洪气象风险预警产品制作和发布平台,同时加强部门合作和信息共享,重庆市小流域山洪气象风险预警业务得以稳步推进.CANNAS实现了市一区县的联防互动,其中的山洪地灾模块具备了基于雨量计监测值的强降水自动报警、预警范围自动生成、预报员人工订正预警范围、自动编辑预警短信、自动提取预警发布对象等功能,使得预警信息能够快速定位发布到应急处置人员手机,提高了预警信息发布的提前量.今后,还需要进一步收集山洪沟信息、提高预警服务针对性、加强定量降水估计(QPE)和定量降水预报(QPF)技术方法研究、进行不同类型流域对降水的敏感时间尺度研究,进一步加强中国气象局推广应用的业务化短时临近预报系统(SWAN)的本地化和CANNAS平台的研发、完善部门联动机制,真正使预警信息"测得准、传得出、用得好".
  • 摘要：利用常规资料、ECMWF集合预报资料、NCEP1°×1°再分析资料对2013年6月30日四川盆地一次暴雨过程进行了预报检验和天气学诊断分析.结果表明:盆地上空高空槽发展比较深厚和西南涡的稳定少动有利于暴雨的发生,高层分流区的辐散抽吸作用为暴雨提供了较好的动力条件.EC集合预报随着预报时效的临近,预报的暴雨概率逐渐增加,但暴雨落区相对于实况偏西偏北,强度偏弱.通过EC集合预报的环流场和预报降水量的相关分析,发现高空槽的强度和位置,低层盆地附近的风场配置以及对流有效位能的预报对暴雨强度和落区的预报具有重要的影响.
  • 摘要：利用卫星云图、观测资料和逐6h NCEP1°×1°再分析资料,对2003-2006年春季滇黔准静止锋存在的背景下,贵州省出现的5次暴雨天气过程进行诊断分析和总结.结果表明:在准静止锋存在的背景下,贵州春季暴雨是由高低空急流、高空槽、冷空气与准静止锋的共同作用而产生.低空急流将大量的水汽从孟加拉国国湾和北部湾输送到贵州,不断积累对流有效位能;高空急流加速增强了"高层辐散、低层辐合"的大尺度上升运动,并通过急流下侧的正环流圈带动冷空气南下,促使准静止锋活跃锋生,是该类暴雨天气过程的触发机制.锋生现象分析表明,高空急流加速导致对流层中高层极锋锋区内锋生和对流层中层正环流圈的形成,加强了准静止锋附近的水平变形和垂直运动,进而促使锋生加强.水平变形和垂直运动对暴雨的产生有直接影响:水平变形项范围越大则降雨强度越强,与垂直运动相关的倾斜项移动与在准静止锋附近生成的强对流云团的移动方向一致.准静止锋与贵州春季暴雨过程关系密切,暴雨落区集中分布在准静止锋南侧1个纬度带内.高空急流加速度、冷锋附近的水汽辐合强度以及对流有效位能的高能舌区范围对暴雨范围和强度有指示作用.基于以上锋生机制,提炼了滇黔准静止锋诱发贵州春季暴雨的物理模型.
  • 摘要："中央气象局"目前使用WRF社群模式为区域数值预报系统的基础(简称CWB/WRF).从2002年开始WRF的引进、2008年决定上线作业、2011年模式预报质量逐步改善稳定而成为台风警报作业分析降雨的重要参考信息、至今年WRF模式降雨数据更普遍地应用于台湾防灾单位之水象与土象的预警推估,CWB/WRF模式的预报产品目前已在台湾各层面的应用产生良好的评价.回溯本局整个WRF模式引进、建置及发展过程,相信台湾是国际WRF社群之中将其作业化应用相当具有实效的例子.同时分享本局CWB/WRF模式的发展历程及近年的重要进展.
  • 摘要：台湾地区地形特殊,一般来说只要能掌握台风路径,就能得到台湾地区降雨的空间分布,但台风有个案上的差异,也会与环境交互作用,无法皆从统计方法得到良好的定量降水预报(Quantitative Precipitation Forecast,QPF),还须仰赖数值模式预报;然而单一模式难以掌握所有可能的情形,因此"中央气象局"发展系集模式台风定量降水预报法(Ensemble Typhoon Quantitative Precipitation Forecast,ETQPF).校验康芮台风(KONG-REY, 2013)因强垂直风切环境造成降雨与路径非典型个案,ETQPF比气候法有更好的结果,但因系集平均的关系,对中尺度降水过程掌握较差,而有雨量低估的情形.预报员应了解不同工具之限制,仍须透过主观分析以减小预报上的误差.
  • 摘要：TWRF模式于2013年作业中使用partial cycling,以抑制区域模式的系统性误差,并引用Yang(2005)提出的blending方法,以期更有效掌握大尺度综观环境之特征.针对2013年6-10月西北太平洋的25个台风,TWRF模式24/48/72 h之平均台风路径预测误差为91/152/210 km,而对6个发布警报的台风之平均路径预测误差则为94/146/182 km,于台风警报期间,提供预报人员极具参考价值之台风信息.为取得洋面上关键区域内宝贵的大气环境数据,自2003年启动策略性台风观测(即「台风飞机投落送观测」,俗称「追风计划」),并于2013年对侵台台风执行了5次飞行观测任务.结果显示,增加投落送观测资料,自2008年至2013年对TWRF模式平均可降低72h台风路径预测误差约6.6％.
  • 摘要：基于集合成员的短时效误差,对欧洲中心集合预报的成员进行筛选,然后对西北太平洋TC路径预报进行订正.发现对筛选出的集合成员进行算术平均(SEAV)的预报效果要明显优于加权平均方法,并且优于集合平均得到的TC路径集合预报订正产品的预报效果.同时发现SEAV方法得到的TC路径集合预报订正产品在24 h的预报效果要优于ECMWF高分辨率模式的确定性预报.另外,基于集合成员短时效误差,对最新时次、过去12h和过去24 h集合成员进行筛选,发现使用最新时次和过去12h有用集合成员/使用最新时次、过去12h和过去24h有用集合成员,得到的两种订正产品比使用单一(最新)时次有用集合成员得到的订正产品,其预报效果仅在24h预报中存在微小改进,其他预报时效并没有有效改进.
  • 摘要：海陆热力差异的季节性变化是季风产生的原始驱动力,因此海洋和大陆任何一方的变化必然会影响季风环流出现异常.以前的许多工作重点关注了南亚区域对流层上层的季节性增暖引起的海陆温度梯度的反转和青藏高原抬升加热作用对季风环流的影响.本文首先探讨了欧亚大陆高低层气温,以及南亚大陆和印度洋之间海陆热力差异的变化特征,发现南亚大陆的印度半岛区域下垫面的季节性增暖出现最早,其增暖从春季就开始出现,比对流层上层增暖偏早约2个月,相应低层经向海陆温度梯度由冬季型转为夏季型最早的区域就出现在80°E附近.进一步地,本文重点分析了印度半岛下垫面热力异常的变化特征及其与季风环流异常的关系,初步揭示了南亚区域高低层气温变化的相互联系,并发现印度半岛下垫面的迅速增温引起了大气的强感热加热,进而影响高低层季风环流的异常变化.分析结果表明春末夏初印度半岛暖下垫面的加热作用有利于亚洲夏季型季风环流建立偏早,同时也有利于亚洲夏季季风环流的加强,而冷下垫面的作用则相反.
  • 摘要：当极端及灾变天气发生时,首先影响着人们的心理层面进而扩及其他层面;社会大众不仅关心自身所处的环境,同时更希望能够有进一步的参与.因此在每天的气象预报讯息中,于文字之外加入具体影像信息,能够有效地协助民众进一步评估风险,进而采取最适当行为的方法.运用气象卫星影像图形特性于"气象局"的网页中增辟了「卫星云图精选专区」的单元,这是继「云图与天气」单元之后,针对气象卫星云图所设计的天气个案性探讨单元.本文探讨在网页的平台所呈现的「卫星云图精选专区」,如何结合了网页展现的特性及具有图像性讯息特色的卫星影像,让一般民众借此单元了解气象观测、分析、及运用过程,有着进一步的参与感.同时也增强民众了解气象讯息并善加运用,增强对气象工作的信赖感与喜好度,实质提升气象对大众的服务.
  • 摘要：台湾自动实时预报系统(Taiwan AutoNowcaster, TANC)是由美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research)所发展的自动实时预报系统(AutoNowcaster, ANC)引进台湾而来,初期先针对弱综观环境(850 hPa的风速＜10 m/s)之下进行午后对流系统的实时预报,其基本概念与架构均与ANC相同,但因地理环境、天气条件及观测数据的特性不同,故必须进行在地化的测试及调整,以符合台湾地区的需求并改进预报产品的合理性.TANC其实是模仿人脑的运作方式而来,它考虑各项与预报对流系统相关的观测、分析及气候统计数据,并评估各项因子的影响程度大小,最终综合产生对流系统的实时预报.TANC中目前共有12个预报因子.其中2个主要依据Lin et a1.(2011)所描述的雷达回波≥40 dBZ的气候统计值,3个由CWB的WRF模式分析场中而来,6个由雷达数据实时观测数据推衍而得,还有1个则是地面风的观测分析.TANC产生四种产品:30分钟和60 min对流系统初生的实时预报(Storm Initiation 30min Nowcast及Storm Initiation 60min Nowcast),并针对目前已经存在的对流系统提供30 min和60 min成长及消散的实时预报(Storm Growth and Decay 30 min及Storm Growth and Decay 60 min).
  • 摘要："中央气象局"引进城乡预报作业概念,进行台湾在地化、区域化的技术发展,在「2010年台北国际花卉博览会气象服务」开始尝试定点预报,累积经验及小区域的预报技术后,续于2012年元月起全面提供更细致之乡镇天气预报服务.乡镇天气预报除了在空间尺度上精细到全国368个乡镇,时间尺度上也将预报间距缩短为每3h,气象信息内容则更加多元.而在此城乡预报的基础上,未来将可针对不同族群产制更多的客制化生活气象服务,「大甲妈祖进香气象服务」就是一客制化气象服务的成功个案.大甲镇澜宫妈祖进香活动由于路程遥远辛苦,又逢春天天气最多变的季节,如能掌握气象的变化并适时提供天气信息,对于活动顺遂会有很大帮助,因此本文应用「乡镇天气预报」技术发展,为该活动量身订做客制化气象服务,希能让此进香活动更安全与顺遂,让参与活动的民众感受政府气象部门提供的贴心服务.
  • 摘要："中央气象局"为加强南部地区气象服务质量,于2001年成立「台湾南区气象中心」,负责的观测业务包含台南市之地面气象观测、永康高空观测、七股多普勒气象雷达观测及自动遥测系统.预报业务包含南台湾地区的在地天气预报加值服务.气象教育与防灾倡导是中心成立后重要的业务之一,中心设有包含气象科技及古迹文物之气象展示场开放参观,并积极办理各项教育倡导活动,增进一般民众、学童、教师及防救灾人员对气象教育的认识,进而落实气象防灾倡导至每一族群,达到提升气象服务之成效.
  • 摘要：近百年来台湾温度呈现上升的趋势,全岛都会区平均气温100年大约上升1.4℃,是全球平均气温上升幅度的两倍左右.降雨方面,百年来降雨日数有减少的趋势,但是大雨发生频率增加,近30年增加幅度更甚于百年平均,显示在全球暖化环境下,台湾发生大雨频率有增加的趋势.本文将就全球气候服务框架(GFCS)中为气候服务的用户和提供者的相互衔接以及提高框架及其气候服务的效率提供方法的面向,以极端天气频率增加的调适部分,分享两个案例.
  • 摘要：剧烈的天气现象如雷暴、龙卷风、强降雨及冰雹等,发生的地点难预测,发生的时间又极为快速、短暂,依据时间解析,属于所谓实时(0-2 h)天气,此类的剧烈天气很可能造成相当程度的灾害,但是在预报上却非常困难,只能凭借着持续、密集的监测,实时发出预警提醒民众.为了帮助预报员进行实时监测、分析与预警,"气象局"引进由美国发展的对流分析实时预报系统SCAN(System for Convection Analysis and Nowcasting),并在今年3月第1次使用在冰雹的预警作业上,当时引起媒体及民众广泛的注意.本文将利用今年6月4日的个案,介绍"中央气象局"预报中心预报员面对剧烈天气实时预报指引的工具系统及作业程序.而如何能更快速地发出预警,也是预报员善用工具之余,同时必须累积相关经验,期盼在预警作业上能做到更快速、更精确,更有效的将讯息传递给大众,对维护民众的身家安全将会更有帮助.
  • 摘要：本文利用TRMM卫星TMI上遥感资料,对比分析了2010年7月14-18日西南低涡过程和2010年7月21-26日高原低涡过程中降水云的发展演变与低涡发展演变的异同,结果如下:①两次过程中低涡移动和强度演变的差异受副高活动的影响很大.西南低涡过程中低涡沿着副高和青藏高压之间的切变方向移动发展,而高原低涡过程中由于副高不断的西伸发展使得低涡在东移出高原后不久便向西折回高原.②两次低涡过程中微波亮温的低值区都位于低涡移动方向的前方.在低涡移动路径的南側不断有若干新的中尺度对流云团生成.当低涡在同一地区维持时,有利于当地中尺度对流云团的进一步发展.西南低涡过程中,中尺度对流云团形成后逐渐发展为一条东北-西南走向的中尺度对流云带,之后又重新分散为若干中尺度对流云团.而高原低涡过程中,中尺度对流云团不断沿着高原低涡活动区域生成,四川广元的中尺度对流云团发展强盛.③两次低涡过程中云顶高度均集中在5.0 km高度以上,中尺度强对流云团比中尺度对流云带的云顶高度更高,带来的近地面瞬时降水率更强.两次低涡过程中各时刻降水粒子在各高度的变化也较为一致,同一高度上中尺度对流云带比中尺度强对流云团的降水粒子含量更高.④两次低涡过程的低涡前部的潜热释放量远远大于低涡后部的潜热释放量,低涡减弱对云中凝结过程的减弱有重要影响.同一时刻中尺度对流云带在低涡前部和后部的潜热释放量均明显大于中尺度强对流云团的潜热释放量,这与中尺度对流云带的尺度更大有关.⑤总的来说,两次低涡过程中降水云系的各物理量特征在各时刻的演变情况均与该时刻低涡发展演变的情况相一致.
  • 摘要：为了解梅雨锋云系的主要分布形势,利用1998-2008年18次梅雨过程中6h时间间隔卫星云图,采用主成份分析方法(EOF分析),得到梅雨锋云系的主要空间分布形式.从EOF计算的特征向量中,挑选第一特征向量所对应的云图作为研究对象,代表了一种典型梅雨锋云系.通过分析其云系特征和对应的天气系统配置,以便深入了解这种典型梅雨锋云系的天气学意义.分析结果表明,在去除TBB平均场的信息后,所得到的梅雨锋云系主要的空间分布为:在20°N-35°N、110°E-130°E范围内出现了呈西南一东北走向的TBB低值区,即存在着梅雨锋云系,与平均TBB的低值区相比,第一模态的负值区位置偏南.从大气环流场的分析来看,副高和水汽输送带的位置是决定梅雨锋位置的主要因素,而副高西侧偏南气流与来自北方的偏北气流之间交汇相互作用,是形成这一模态云系分布的主要原因.

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