1984?2017年影响中国热带气旋灾害的时空特征分析

本文基于1984?2017年热带气旋灾情资料和中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径资料,分析了中国热带气旋灾害的时空特征,比较了不同盛行路径下热带气旋灾害的差异,探讨了盛行路径下热带气旋陆上持续时间变化及灾害潜在风险。结果表明:（1）1984?2017年,直接经济损失呈现上升趋势,但该损失在国民生产总值中占比和死亡人数则呈下降趋势。（2）3类盛行路径热带气旋直接经济损失具有区域性差别。近海转向热带气旋登陆中国的数目少、灾害轻,西行和西北行的热带气旋登陆中国的数目多、范围广、灾害重。其中西行热带气旋主要影响广东、广西和海南,西北行热带气旋主要影响广东、福建和浙江。（3）台风潜在风险影响因子—热带气旋陆上平均持续时间,近几十年来增加趋势显著,但不同盛行路径陆上平均持续时间增加原因不一。近海转向的热带气旋陆上平均持续时间增加与陆上平均移速减小有关,西行和西北行的热带气旋陆上平均持续时间增加主要由陆上平均移动距离增加所致。     

西北太平洋海面高度异常对热带气旋的响应

采用一种海面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)对热带气旋响应的合成分析方法,即根据热带气旋的路径位置和运动方向对海面高度异常进行插值、旋转和平均,得到不同热带气旋强度下,以热带气旋最佳路径点为原点的海面高度异常场.利用该方法,基于Aviso卫星高度计数据和中国气象局热带气旋最佳路径数据,得到了199...     

影响烟台热带气旋的相似预报

热带气旋路径资料库的建立和中国气象局９２１０工程紧密结合一起,在ＭＩＣＡＰＳ上方便地实现热带气旋路径的显示,叠加,放大漫游等功能;在建立相似预报方法时引用谐波分析的方法来模拟热带气旋前期路径,使用较为先进的相似离度方法进行相似预报,在９７１１号热带风暴预报试验中取得了较好的效果。     

西北太平洋厄尔尼诺年与拉尼娜年的热带气旋路径对比

台风是一种破坏性极强的自然灾害,我国位于太平洋西岸,是受台风影响最严重的国家之一,因此研究西北太平洋热带气旋路径的分布规律对台风预报有着重要意义。本文利用热带气旋最佳路径数据集资料,研究了1949—2017年间厄尔尼诺年与拉尼娜年发生在西北太平洋的热带气旋的数量及路径分布规律,得出了如下的主要结论：厄尔尼诺年的热带气旋年平均产生数量要少于拉尼娜年,但发展至强度为台风及以上的热带气旋所占比例更高;厄尔尼诺年与拉尼娜年热带气旋路径的分布都主要集中在10～20°N的低纬地区,但厄尔尼诺年的热带气旋路径在菲律宾群岛东侧海域更为集中,拉尼娜年的在菲律宾群岛西侧海域更为集中;强度为台风及以上的热带气旋路径分布规律与所有强度热带气旋路径的分布规律相似,但更偏北一些,尤其在厄尔尼诺年偏北现象更为明显;热带气旋增强区域的分布与热带气旋路径的分布规律基本相同。     

热带气旋路径预报概率圆应用

热带气旋路径预报采用预报概率圆可以有效减少不可避免的预报错误,在2004～2007年中央气象台主观路径预报资料的基础上,使用统计方法并根据预报误差与热带气旋预报移动速度和移动方向的相关关系分类,分别计算了相应的24、48、72 h路径预报的70%概率圆半径,修改了原来业务中使用的概率圆半径,以期替代原来在业务中使用的概率圆半径。同时应用修改后的概率圆半径对近5年的路径主观预报进行了分析,给出了2004～2007年预报误差分布特点以及较大预报误差热带气旋个例的误差产生原因,并讨论了该方法改进的可能性。     

基于人工神经网络的台风浪高快速计算方法

采用2010—2017年南海5个浮标波高观测资料和中国气象局热带气旋最佳路径集中的热带气旋参数, 基于前馈型误差反向传播(Forward Feedback Back Propagation, FFBP)神经网络(Artificial Neural Network, ANN)方法, 分别建立了各浮标站的台风浪高快速计算模型。研究显示, 基于热带气旋中心坐标、中心最低气压、近中心最大风速、热带气旋中心与浮标之间的距离和方位4个参数建立的神经网络模型经反复训练后, 模型输出结果可以很好地拟合观测数据, 各浮标有效波高计算值与观测值的均方根误差小于0.3m, 平均相对误差为5.78%~7.23%, 相关系数大于0.9, 属高度相关。独立测试结果显示, “山竹”( 国际编号: 1822)影响期间有效波高最大值的神经网络模型预报结果与观测值基本吻合, 相对误差为-31.06%~0.98%, 但计算的最大值出现时间和观测情况不完全一致。该计算方法可应用于热带气旋影响期间的有效波高最大值计算, 因而在海洋工程领域和海洋预报领域具有应用前景。     

南海热带气旋纬向分布特征

根据中国气象局整编的1949~2003年台风年鉴资料,对南海热带气旋的源地、消亡地、强度、移向移速、活跃地等纬向分布的特征进行分析,旨在为南海热带气旋各纬度带的活动特征,为南海热带气旋的预报业务工作提供参考依据,并为研究工作奠定基础.     

南海热带气旋路径预报

对中央气象台近10年的南海热带气旋路径预报结论进行全面普查，结果表明：预报质量受定位误差和路径类别影响显著；年预报误差不稳定，5年平均预报误差有减小的趋势；在预报误差总量中，偏西误差占的份额最大；预报质量和预报偏差都有显著的季度差异，在弄清其在什么条件下预报准确率较高、在什么条件下预报有规律性偏差的基础上，制定了一套对中央气象台未来24h预报位置的订正预报方法，用2000年资料试报，效果较好。     

用模糊聚类分型方法作盛夏南海热带气旋路径预报

本文对1960～2002年盛夏在南海海域活动的热带气旋进行分析,引入模糊数学理论中的模糊动态聚类分析方法,对欧洲气象中心(ECMWF)500hPa层位势高度场的格点资料进行形势分类,用计算机自动寻找最佳相似组合,进行天气形势分类,然后选取与热带气旋路径密切相关的环流场、物理量动力因子及自身特性因子,用多元回归方法建立盛夏南海热带气旋路径预报模式,结果表明该模式预报能力有明显提高.     

台风“梅花”(2212)的主要特点和路径预报难点分析

对2022年第12号台风“梅花”的主要特点、路径预报难点问题和路径预报误差特征进行分析,研究主要结论显示:(1)“梅花”登陆次数多、登陆强度强,是首个4次登陆不同省(市)的台风,也是2022年最强登陆台风,造成华东与东北地区长时间、大范围的风雨影响。(2)台风生成初期的中长期时效路径预报是路径预报难点之一,模式对台风主要影响系统的长时效预报存在明显偏差,针对模式的及时检验和订正对预报调整非常重要。(3)双台风或多涡旋情景下,集合预报发散度大,“梅花”陆上路径预报偏西偏慢,其东侧“南玛都”的强度和位置差异对其路径有明显影响。(4)台风变性过程中的移速误差是路径预报极大误差的来源,关注台风是否处于变性过程可作为调整台风移速预报的参考。未来开展多模式交叉实时检验,基于集合预报研发针对转向变性台风路径预报订正技术可为主观预报提供支撑。     

基于多源数据的台风风暴潮概率预报研究:台风集合的构建

建立了一套用于台风风暴潮集合预报的台风集合构建方案。首先基于中国中央气象台、中国香港天文台、中国台湾中央气象局、美国联合台风预警中心、日本气象厅和韩国气象台6家预报中心的预报数据,构建一个误差更小的24 h、48 h和72 h预报时效的台风分析数据;然后基于分析数据构建9个路径样本(1条分析路径+2个概率圆上的8条概率路径)和3个台风最大风速(概率偏弱、居中和偏强)样本,形成27个台风样本集合,并根据分析风场的误差分布合理确定不同台风样本的发生概率。通过对台风"利奇马"的应用,证实该集合方案可以覆盖大部分可能的情景,集合样本具有较强的代表性,可用于台风风暴潮的集合预报。     

新一代静止气象卫星葵花8号的晴空红外辐射率资料同化对台风“天鸽”的预报影响研究

本文以2017年第13号台风“天鸽”（Hato）为例,在WRFDA同化系统中结合日本葵花8号（Himawari-8）资料,通过同化Himawari-8晴空红外辐射率资料并进一步考察其对台风“天鸽”的结构、强度、路径分析和预报的影响。研究结果表明:同化Himawari-8晴空红外辐射率资料对台风背景场的水汽相关变量分析有显著改进,对背景场中的台风水汽信息有一定的改进作用。与控制实验,即没有同化Himawari-8晴空红外辐射率资料的实验相比,加入同化实验对台风“天鸽”的风场、500 hPa气压场的分析效果有所提高,台风气旋性环流加强,并进一步改进了对台风“天鸽”的路径、台风中心最低气压和近中心最大风速的预报。平均路径误差和降水预报相对于常规观测变量的均方根误差均有所改善。     

WRF模式中台风"启德"模拟对 参数化方案的敏感性分析

为准确模拟台风路径和强度,采用WRF模式比较不同微物理过程和积云对流过程参数化方案对台风路径和强度模拟的影响,并基于集合预报方法考虑对台风预报系统误差进行优化。选用4种微物理过程方案和3种积云对流参数化方案,针对1213号台风“启德”进行模拟,结果表明不同的参数化方案对台风路径和强度的预报结果有明显影响,积云对流过程参数化方案相对于微物理过程参数化方案更加敏感。基于不同参数化方案扰动成员的集合平均预报方法,对于台风路径和强度的模拟误差均有明显改善,台风路径误差随时间增幅较小,其结果优于全部12个单方案试验的模拟结果;从台风强度方面来看,基于集合预报方法模拟得到的台风强度变化趋势与实况结果一致,且误差较小,优于大多数试验方案。结果表明:采用不同微物理过程和积云对流过程参数化方案的组合构建的集合预报模型,对于台风路径和强度的模拟均有一定程度改善,减小了采用不同参数化方案产生的路径不确定性,使其在台风“启德”的路径模拟上与实况更为接近,可为提升台风预报能力提供科学参考。     

台风Maggie(9903)的数值预报试验

台风Maggie(9903)的移动路径属于历史上罕见的疑难路径之一,在1999年6月6日0时(UTC,下同),台风位于22.3°N,119.8°E附近,它向西北方向移动,于6月6日12时抵达广东汕尾附近海面,然后沿海岸线折向西南行,于6月7日下午到达阳江附近海面,经历一次360°的打转后再折向北行在阳江登陆,澳门地球物理暨气象局以MM5为基础的台风数值预报试验系统在6月6日0时相当准确地报出Maggie的未来48h移动路径和降水,敏感性试验说明,华南大陆的海岸线走向和地形对Maggie的移动路径无明显的影响,它之所以沿海岸线折向西南行应是其环境场改变的结果,把华南陆地变为海洋后,Maggie在向西南移动过程中继续发展,这说明,当台风接近陆地或登陆后,陆面摩擦和下垫面水气供应的减少是引起台风减弱的主要因子。     

中美两套西北太平洋热带气旋资料集的差异分析

利用中国气象局(CMA)和美国联合台风预警中心(JTWC)两套西北太平洋热带气旋(TC)资料集,对比分析了两者在1951—2005年TC定位和定强方面的差异。结果表明:两套资料定位差在20世纪50年代至60年代初及1988年至90年代差异较大;地理分布上主要是在TC登陆后所在的地区及高纬度洋面上差别较大。定强方面,CMA资料在20世纪50年代及60年代末至70年代初TC强度明显大于JTWC资料,JTWC资料则在80年代末以后的时段TC强度显著大于CMA资料;地理分布上定强差大的区域在80年代以前分布较零散,之后随着JTWC资料定强增大,其在西北太平洋洋面上强度显著偏强,CMA资料同期则在亚洲大陆沿岸部分地区强度较强。进一步分析显示,两套资料集之间的差异和TC观测技术的变化之间存在密切关系。在气象卫星使用以前(1951年至60年代初),以及美国空军飞机观测终止之后(1988年以后),两者无论是在定位还是定强上都存在很大差异;而两者定强差最小的时期(1973—1987年)则正好对应了飞机观测和Dvorak技术在TC观测上同时被使用的时段。两套西北太平洋TC资料集总体差异明显,却又各具特点,目前很难判断哪一套资料集更加可靠。但对于影响中国TC,CMA资料集具有明显优势。     

Numerical prediction experiment on Typhoon Maggie (9903)

I~IOXTyphoon is a severe and diSaStrous weather phenomenon that affeCts the southeaSt COaStsregion of China. It causes Serious lOSS for the social eCOnondc development as well as the life andproperties Of PeOPle. Therefore, the enhancement to study on the artifice of monitoring, Prediction and public services of typhoon is an i~nent requirement for gove~t and Public.The concern is also a taSk of great Urgency to advanCe meteorolQgical sciences.Starting from the 1980' s, as the deve…     

台风风暴潮异模式集合数值预报技术研究及应用

台风风暴潮数值预报的准确性在很大程度上取决于台风路径预报和强度预报的精度以及风暴潮预报模型的计算精度。目前,国际上24/48 h台风路径预报平均误差分别约为120/210 km左右[1],对于走向异常的台风误差更大;更有,根据单一的台风路径和单族的风暴潮数值预报模式并不能保证获得可靠的风暴潮预报结果。考虑多重网格法原理具有在疏密不同的网格层上进行迭代以达到平滑不同频率的误差分量,使得计算快速收敛,精度提高的特性。在前期研究基础上基于业务化高分辨率(结构网格/有限差分算法)和精细化(非结构网格/有限元算法)台风风暴潮集合数值预报模型构建多模型台风风暴潮集合数值预报系统。采用"非同族"模型进行集合预报很大程度上降低了误差相似遗传的可能性。应用该方法对典型台风风暴潮过程进行了试应用,试报结果表明:该方法对风暴潮增、减水预报效果高于单一集合预报,具有一定的应用前景。     

台风"卡努"的数值模拟试验

台风“卡努”(Khanun,200515)是近年来登陆台风中给沿途造成重大灾害的台风之一。本文以第五代中尺度气象模式(MM5V3)为基础,采用三重嵌套的高分辨率网格设置,分别用四种初始化方案,对台风“卡努”进行了数值模拟试验,分析和探讨了模式的初始化对预报效果的影响。结果表明,MM5模式对台风的模拟预报具有一定的能力,按照常规的方法利用Bogus人造台风涡旋对初始场进行调整以及加入常规观测资料,路径和强度的预报效果都有明显的改进;再加入Quikscat卫星海面风非常规资料,能够减小台风路径预报逐小时预报误差,台风的强度预报也有所改善。     

台风“杜苏芮”(2305)的主要特点及路径和强度预报难点分析

通过总结2023年第5号台风“杜苏芮”的主要特点,并对主要的预报难点问题进行分析和研究,得出以下主要结论：（1）“杜苏芮”登陆强度强,是2023年截至10月登陆我国最强的台风,登陆后在陆上长时间维持,造成福建、安徽等地多站点风雨观测突破历史极值,黄淮、华北等地出现历史极端强降雨天气。（2）在“杜苏芮”生成初期,由于副热带高压受到多系统的影响,数值模式对于“杜苏芮”台风东侧新生热带扰动的强度、位置预报存在偏差,是产生较大路径预报偏差的原因。（3）“杜苏芮”登陆前形成双眼墙结构增加了登陆强度预报的难度,有利的形势条件和多源观测资料的应用为台风强度预报提供了良好的支撑。（4）“杜苏芮”登陆后,来自西南季风和第6号台风“卡努”共同的水汽输送、太行山地形作用以及移动路径上弱的垂直风切变均有利于台风减弱后的低压环流长时间维持。