热带气旋影响下的深圳港湾码头最大阵风预报方法研究

通过分析深圳三个沿海港口码头自动气象站(盐田港、妈湾港、蛇口码头)的瞬时极大风资料与热带气旋的主要特性(即热带气旋强度、热带气旋离气象站的距离、热带气旋相对于气象站的方位角的关系),提供了一个气象站在热带气旋影响下的最大阵风定量预报方法。同时分析了2004—2014年6月的所有距离气象站700km范围内的热带气旋以及3个气象站的同期小时极大风观测。研究结果表明,瞬时极大风具有间歇性,热带气旋对观测站的风力影响受周边环境影响大,越开阔的地域,热带气旋风力影响越大。一般情况下,深圳的3个沿海自动站中盐田港受热带气旋风力影响的程度远大于妈湾港和蛇口码头。当热带气旋靠近华南沿海,热带气旋对东北象限的风影响最大。在此象限中,强热带风暴级别以上的热带气旋引发盐田港瞬时大风的距离可以达到400km以上。热带气旋引发的深圳沿海自动站瞬时极大风(阵风17.2m·s~(-1))统计模型在2014年7月至2016年9月得到了很好的验证。本研究对深圳市气象局针对港口码头抗台防风的精细化预报服务以及全市的台风预警发布提供了有价值的参考。     

辽宁省雷电易发区及预警应对等级划分

基于辽宁省1981—2010年雷暴日数据、2012—2019年闪电定位数据和2015年公里网格GDP及人口数据,采用AHP法、风险矩阵法和ArcGIS空间分析方法,分析了辽宁省闪电活动时空特征,得出10km×10km网格区域雷电易发等级及应对等级。结果表明:辽宁省2012—2019年闪电活动日数总体呈下降趋势。闪电活动主要发生在6—9月,总闪和负闪最大值出现在8月,正闪活动最大值出现在6月;辽宁地区年平均雷暴日数的空间分布趋势呈现北部比南部多,东西部比中部多,从地形地貌上看,辽宁地区雷暴日数空间分布符合山地大于平原,平原大于沿海地区的分布规律。辽宁地区雷电易发区域呈自中部丘陵和平原地区向东西部山区逐渐递减的分布趋势,雷电易发区域与经济发达区大体重叠,需引起重视。     

热带气旋在中低纬度环境场中的不同活动特征

利用1951～1996年的历史资料,统计分析并详尽比较了中、低纬度环境场中的热带气旋活动的不同特征,获得了一些有益的结果。如:约65 %(5月达90 %)的低纬度热带气旋能北上进入中纬度地区;在中纬度地区活动的热带气旋平均移向较低纬度偏东60 左右、移速则较低纬度大10 km/h以上;约60 %的热带气旋在中纬度地区消亡;热带气旋的平均强度在中、低纬系统的分界线附近最大等。为进一步揭示热带气旋与中、低纬度环流系统相互作用的不同特征奠定了基础。     

登陆中国不同强度热带气旋的变化特征

根据《热带气旋等级》国家标准(2006),将热带气旋(TC)划分为热带低压(TD)、热带风暴(TS)、强热带风暴(STS)、台风(TY)、强台风(STY)、超强台风(SSTY)6个等级,利用中国气象局整编的1949—2006年共58年的《台风年鉴》和《热带气旋年鉴》资料,分析了登陆中国大陆、海南和台湾不同强度TC变化特征。结果表明：(1) 不同强度登陆TC频数存在年际和年代际变化,在长期趋势上,TD、TS登陆频数呈现显著的线性递减趋势,STY登陆频数呈现显著增加趋势。(2) 登陆TD、TS、STS存在6—8年的周期变化,TY具有准16年的周期变化。(3) 登陆TD、TS主要生成于南海东北部海面,登陆TY、STY、SSTY多生成于巴士海峡东南部海面和菲律宾以东洋面。(4) 在年代际变化上,南海生成的登陆TD、TS频数有减少趋势,TY、STY有增多趋势。     

西北太平洋热带气旋闪电时空尺度和光辐射能

利用1998-2014年热带测雨(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)卫星上携带的闪电成像仪(light ning imaging sensor,LIS)数据,建立西北太平洋热带气旋闪电数据集,并研究该区域热带气旋闪电属性特征.结果 表明:热带气旋闪电各属性值均呈对数正态分...     

ENSO事件影响下登陆中国热带气旋年际变化特征的分位数回归分析

热带气旋每年对我国东南沿海地区造成很大的经济损失和人员伤亡。为了解登陆中国热带气旋的强度、位置和生成频率等特征,基于1949—2018年西北太平洋热带气旋数据,采用分位数回归的方法分析了登陆中国热带气旋活动年际变化特征规律。结果发现:登陆中国热带气旋活动年际变化特征受ENSO事件的影响,El Ni?o年、La Ni?a年和正常年登陆中国热带气旋的最大风速、最长生命期和生成位置的年际变化规律存在较大差异,且这种差异程度和热带气旋强度有关;此外,在不同的分位数下登陆中国热带气旋活动特征的年际变化趋势系数并不相同。研究结果可以为我国的东南沿海热带气旋数据分析和趋势预测提供有效的参考。      

西北太平洋热带气旋的闪电活动、雷达反射率和冰散射信号特征分析

利用热带测雨卫星(TRMM)携带的测雨雷达(PR)、闪电成像仪(LIS)和微波辐射计(TMI)的同步探测资料,选取1998-2008年登陆中国的46个热带气旋,分析了其不同强度阶段的闪电活动、雷达反射率和冰散射信号的分布特征,以及闪电的发生与雷达反射率和冰散射信号之间的关系.结果发现:强度较弱的热带气旋平均闪电次数相对较高;当强度达到强热带风暴阶段后,强度越强,闪电数量反而越少.热带气旋强度不同,闪电的空间分布也有差别,热带风暴、强台风和超强台风阶段眼壁区闪电密度最大,而其他阶段则在外雨带区密度最大.热带气旋大部分区域被层云和弱对流降水控制,0℃层以上雷达反射率迅速减小,冰散射信号也普遍较弱.虽然热带气旋的眼壁区对流活动最强.但相比于外面带却较不易发生闪电.在同等大小的雷达反射率下,闪电更易发生在台风和强热带风暴阶段,超强台风阶段发生闪电阈值最高.由于闪电的发生与软雹、冰晶和过冷水等微物理参量以及上升气流速度紧密相关,因此闪电资料可以提供关于热带气旋不同区域的微物理过程和动力过程信息.     

区域气候模式在不同分辨率下对西北太平洋热带气旋生成气候特征的比较研究

利用RegCM3区域气候模式,试验研究了15、30、45和60 km 4个分辨率下西北太平洋热带气旋的生成特征.结果表明,RegCM3模式对西北太平洋热带气旋生成的模拟能力受分辨率的影响.分辨率的简单提高,并不一定会使模式的模拟能力有所改善.模式在30 km分辨率下对西北太平洋热带气旋生成频数及频数变化的模拟能力最强,在60 km分辨率下对西北太平洋热带气旋生成频数空间分布的模拟能力最强,在15 km分辨率下对西北太平洋热带气旋生成频数、频数空间分布及频数变化的模拟能力最弱.对比分析不同分辨率下热带气旋的生成过程表明,热带气旋生成前期,β中尺度涡旋没有发生合并,对流层中低层水汽含量不足是导致模式在15 km分辨率下模拟热带气旋生成频数较差的主要原因.     

1960—2003年我国热带气旋降水的时空分布特征

利用1960—2003年登陆影响我国的热带气旋及其造成的降水资料, 对44年间登陆我国热带气旋降水时空变化特征进行统计分析。结果表明:热带气旋降水与热带气旋登陆活动相一致, 主要发生在5—11月, 其中7—9月为盛期; 热带气旋降水量以及热带气旋暴雨日数的分布是自南向北、从沿海到内陆迅速减小, 最大出现在海南和华南、东南沿海地区; 热带气旋强度越强其最大过程降水一般也就越大, 但是两者并非严格的线性关系; 1960年以来, 我国受热带气旋影响的绝大部分地区热带气旋降水呈波动下降的趋势。     

1951—2017年热带气旋移动速度特征统计分析

热带气旋移动速度是目前热带气旋研究热点之一。本文利用1951—2017年中国国家气象局最佳路径集资料,系统分析了西北太平洋海域热带气旋不同强度等级移动速度的年代际特征,初步探讨其原因,并对不同强度等级移动速度的分布特征进行系统诊断。结果表明,1951—2017年间平均移动速度(所有强度等级平均及对于大部分强度等级)呈现出减慢趋势,且主要体现在强热带气旋等级移动速度减慢;热带气旋向高纬度迁移趋势理论上将使移动速度增大而移动速度仍然减慢,说明气候因素是引起移动速度减慢的一个重要因素;不同强度等级平均移动速度、增强阶段基本相当,减弱阶段随强度减弱在初、中期明显增加,之后又逐渐减小,变性气旋移动速度显著增加;不同强度等级速度概率分布,增强阶段基本相同且相对集中,减弱阶段差异较大且相对分散,变性气旋最为分散。     

AMSU资料揭示的不同强度热带气旋热力结构特征

运用美国NOAA-16极轨气象卫星高分辨率的AMSU探测资料和邻近时刻的NCEP数值预报资料，对2002年6月10日至9月10日发生在西北太平洋上的12个热带气旋生命史中的部分时次作了热力结构分析。发现AMSU资料不仅能够敏感地探测到不同强度热带气旋的多种地球物理参数，并且通过对这些参数的进一步处理，能够展示出它们各自重要的热力结构特征；由不同强度热带气旋对流层中上层暖异常区的高度、强度、范围和形状的差异以及其对流层上层温度负距平的高度、大小和分布不同，结合相应的湿度场结构特征，可以探寻其热力结构与气压变化之间的内在联系，通过这种热力结构的变化趋势可以进一步揭示出热带气旋未来的强度变化。     

登陆热带气旋影响湖南并造成强降水的气候特征

利用1951～2007年热带气旋、湖南降水资料,统计分析了登陆影响湖南的热带气旋时空分布,及造成的强降水特征.结果表明:57年中登陆影响湖南的热带气旋共161个,平均每年3个,主要出现在7～9月,影响热带气旋主要为台风或以上强度;影响湖南的热带气旋登陆地点以广东、福建最多,强度达强热带风暴或以上的热带气旋可造成极端暴雨降水,时间主要出现在8月.20世纪90年代以后暴雨强度呈加大趋势.     

南海-西北太平洋地区大气准双周振荡对TC生成的调节作用

通过对南海-西北太平洋地区大气10～20 d准双周振荡(QBWO)不同位相的划分(A～D),研究了QBWO对南海-西北太平洋海域热带气旋(TC)生成的调节作用。将TC分为强热带风暴及以下级别(TS)和台风及以上级别(TY),并将QBWO分为干湿位相,发现南海海域生成的TS(TY)在干湿位相的比与西北太平洋海域生成的TS(TY)在干湿位相的比相等,这表明QBWO对TS(TY)生成的调节作用在南海和西太平洋地区可能相同。从A位相到C位相,南海和西北太平洋地区TC的生成频数均逐渐增多,D位相时期,TC生成最少,多数TC发生在QBWO的对流活动湿位相,少数TC发生在干位相。南海-西北太平洋海域TC的生成受到QBWO的明显调制。从位相A到位相C,低频对流和低频风场逐渐向西北方向移动,低频对流强度持续加强,低频风场逐渐由异常西风-东风-西风转为异常东风-西风-东风配置,西北太平洋地区季风槽加强,使得TC生成频数逐渐增多。此外,在QBWO活跃位相,非绝热加热增强和纬向风垂直切变减弱也有利于TC的生成。     

CHARACTERISTICS OF TROPICAL CYCLONES ACTIVITIES VARYING WITH ENVIRONMENTAL FIELDS OF MID- AND LOWER- LATITUDES

1INTRODUCTIONTropicalcyclones(tobedesignatedTChereafter)actwithsignificantlatitudinaldifference[1],someofwhichhavebeenwelldocumented.Forinstance,TCisavortexsystemthatformsandmaintainswiththesupportofsomeextentofCoriolisforce,whichisweakinareasneartheequator(southof4N)andenableslittleTCactivity[2].AsTCismainlysuppliedbylatentheating,higherSSTissuretobeadvantageoustothegenerationanddevelopmentofTC;thesummertimeSSTdecreaseswithincreasinglatitudeinthenorthwesternPacific[3],beingnear26.…     

LOW-DEFORMATION VORTICITY AREAS IN SYNOPTIC-SCALE DISTURBANCES FOR TROPICAL CYCLOGENESIS: AN OBSERVATIONAL ANALYSIS

It has long been known that incipient tropical cyclones (TCs) always occur in synoptic-scale disturbances or tropical cyclogenesis precursors, and the disturbances can intensify only within a limited area during tropical cyclogenesis. An observational analysis of five tropical cyclogenesis events over the western North Pacific during 11 August to 10 September 2004 is conducted to demonstrate the role of synoptic-scale disturbances in establishing a limited area of low-deformation vorticity for tropical cyclogenesis. The analysis of the five tropical cyclogenesis events shows that synoptic-scale tropical cyclogenesis precursors provide a region of low-deformation vorticity, which is measured with large positive values of the Okubo-Weiss (OW) parameter. The OW concentrated areas are within the tropical cyclogenesis precursors with a radius of about 400-500 km and can be found as early as 72 hours prior to the formation of the tropical depression. When the TCs reached the tropical storm intensity, the concentrated OW is confined to an area of 200-300 radius and the storm centers are coincident with the centers of the maximum OW. This study indicates that the tropical cyclogenesis occurs in the low-deformation 18-72 hours prior to the formation of tropical depressions, suggesting the importance of low-deformation vorticity in pre-existent synoptic-scale disturbances. Although the Rossby radius of deformation is reduced in TC genesis precedes, the reduction does not sufficiently make effective conversion of convective heating into kinetic energy within the low-deformation area. Further analysis indicates that the initial development of four of the five disturbances is coupled with the counterclockwise circulation of the mixed Rossby-Gravity (MRG) wave.     

AIRS-observed warm core structures of tropical cyclones over the western North Pacific

Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) temperature profiles during the period 2003–2013 are used to examine the warm core structures and evolution characteristics associated with the formation and development of western North Pacific (WNP) tropical cyclones (TCs). The warm core with a steady 1.5-K warming in the layer of 500–300 hPa occurs 24 h prior to tropical storm formation. Apparent eye warming extends upward to upper troposphere and downward to near surface after tropical storm formation. TC intensity shows a robust positive correlation with the warm core strength and has a weaker but still significant positive correlation with the warm core height (the weaker correlation is primarily attributed to the scattered warm core heights of weak TCs). Future 24-h intensity change of TCs has little correlation with the warm core height while it has a significant negative correlation with the warm core strength. Weak to moderate warm core at 500–200 hPa may be a necessary but not sufficient initial condition for TC rapid intensification. AIRS-observed warm core structures, in combination with other environmental factors, have the potential to improve the prediction of tropical storm formation and rapid intensification of WNP TCs.     

1957-2004年影响我国的强热带气旋频数和强度变化

以中国气象局西北太平洋热带气旋资料为基础,分析1957-2004年影响我国并达到台风强度以上的三类热带气旋,即生成热带气旋、影响热带气旋和登陆热带气旋的频数和强度的变化。结果表明：强热带气旋频数在1957-2004年间呈显著减少趋势,强度越强,其减少趋势越明显。近50 a台风以上强度的强热带气旋频次占总频次的比例没有明显的增加或减少趋势,强台风和超强台风比例呈减少趋势。1957-2004年热带气旋的最大强度呈线性减弱趋势,生成热带气旋和影响热带气旋的平均强度亦呈减弱趋势,登陆台风的平均强度也呈减弱趋势。     

1957-2004年影响我国的强热带气旋频数和强度变化

Based on tropical cyclone track dataset in the western North Pacific from China Meteorological Administration(CMA),variations in frequency and intensity of tropical cyclones(TCs)in the western North Pacific,affecting-China TCs(ACTCs)and landfall TCs(LTCs)achieving a typhoon intensity during 1957-2004 were studied.Frequencies of strong tropical cyclones showed significant decreasing trends from 1957 to 2004 and the linear trend was much greater when the intensity was stronger.There was no linear trend in the portion of strong tropical cyclones achieving a typhoon(TY)intensity,while those reaching a strong typhoon(STY)and a super typhoon(SuperTY)intensity showed decreasing trends during 1957-2004.The maximum intensities of TCs,ACTCs and LTCs all decreased during the period of 1957-2004.The mean intensities of TCs and ACTCs displayed decreasing trends and the mean intensity of LTCs achieving a TY intensity also showed a decreasing trend.