三种云导风资料及其对台风数值预报影响试验的比较分析

由于在海面上缺乏重要的常规观测资料,因而云导风成为研究西太平洋台风一种不可缺少的重要资料。为了对“南京信息工程大学”开发的云导风系统(CWIS)进行质量评价及其对台风研究的贡献,选取了三种云导风资料进行综合对比。通过对比CWIS导出FY2C云迹风数据、中国气象局国家卫星中心(NSMC)导出FY2C云迹风数据和日本气象卫星中心（JMSC）的MTSAT云导风数据,采用逐点比较法分析了不同资料的精度与误差。所得结果发现：CWIS的风速与JMSC风速、NSMC的风向与JMSC风向分别均有较好的一致性。使用三重制约法获得了三种云导风资料的误差信息,风速误差标准差以JMSC最小、NSMC最大;风向误差标准差以JMSC最小、CWIS最大。云导风资料在中尺度对流云带和高空急流云带上,NSMC云导风风速大于CWIS、JMSC;而在台风云系上三种云导风资料没有特别的差异。根据以上比较的三种云导风资料的结果,进行了云导风资料对台风路径数值预报的影响的初步试验。结果表明：加入云导风资料模拟后得到的台风移动路径与实况总体上比较接近,不同的资料导出不同的结果,台风中心位置误差减小到23%~74%。     

一次冷涡过程云系和降水模式产品检验分析

结合2015年6月6日冷涡前部飞机增雨降水过程,利用实测资料对国家人影模式产品进行定性检验,包括对云系和降水进行对比检验,结果表明:模式对于云系的发展演变趋势、移动方向预报与实测基本一致,但云系移动速度比实况稍慢,导致预报云带整体偏西;预报雨带的分布、降水量级与实况较为一致。     

8805号登陆台风特大暴雨的数值模拟

应用中尺度模式ＭＭ４,使用了一种简单的模式台风处理方法,成功地模拟了８８０５号台风登陆前后的演变及其伴随的特五暴雨过程,即对分析的台风中心物理量场进行修正而形成与实况极为一致的初值,以期能更好地模拟台风过程。从模拟结果可以看出,台风降水强度中心基本上是随台风登陆移动而变化的,每一时期的降水中心基本上与台风移动的路径一致或略偏前方,在登陆时的降水最大,这种降水变化与台风上升运动的烛一致的,上升运动越     

基于尺度不变特征变换的云导风计算方法

提出了基于尺度不变特征变换的云导风计算方法,通过计算图像的尺度不变特征点并进行特征点匹配得到云导风矢量结果。选取风云2号卫星拍摄的卫星云图作为实验基础数据,运用传统的最大相关系数法和基于尺度不变特征变换的匹配方法,对得到的两种计算结果进行对比分析。结果表明:基于尺度不变特征变换的匹配方法计算得到的有效风矢量较多,且分布有规律,能很好地应对不同情况的云团情况计算出合理的风矢量结果。     

登陆台风麦德姆不同部位降水强度及谱特征

利用架设在福建省尤溪站和屏南站的两台PARSIVEL第2代激光雨滴谱仪对2014年7月23—25日影响福建省的台风麦德姆 (1410) 进行观测,尤溪站位于移动路径中轴,屏南站位于台风强降水的区域即右侧云系,观测显示了台风不同部位雨滴谱特征:台风麦德姆在外围右前侧和后侧以及残留云系出现强降水,台风中心为连续性降水,雨强变化平稳;台风右侧云系雨滴平均谱谱宽由宽变窄,小滴数浓度先增后减,大滴逐渐减少,移动路径中轴后侧的残留云系出现大滴数浓度和谱宽的突增;含水量与雨强变化一致, 雨强小于10 mm·h-1时,以大量的小粒子贡献为主,形状因子μ及斜率参数λ分布较广;雨强大于10 mm·h-1时,大滴的贡献随雨强增大而增大,μ及λ均减小;同时,可利用μ与λ线性函数关系对Gamma分布进行简化。     

基于一种统计方法的近海台风风雨分布应用

以1997—2017年影响深圳的台风为研究对象,利用上海台风研究所的最佳台风路径集和深圳区域自动气象站资料,在统计的基础上,提出一种针对网格区域内台风造成深圳风雨分布的预估方法。将每个台风路径点按4个移动方向划分,当网格内某一方向数超过总数的1/2时,该方向称为该网格主方向。通过对2018—2019年的3个严重影响深圳的台风的分析,每个台风以影响深圳最严重的3个路径点作为预估试验对象,结果表明:在9个试验对象中,有5个台风路径点的移动方向与网格主方向一致,这些路径点的试验结果均表现较好,路径点所在网格对应的统计结果与实况总体较一致,能大致捕捉到风雨中心区域,部分细节刻画甚至比EC模式预报更精细;但当移动方向与网格主方向不一致时,将统计结果作为台风风雨分布预估,可能出现较大偏差。因此,对于移动方向与网格主方向一致的台风路径点,该统计预估方法能为精细化预报提供一定的参考,特别是对于不同起报时次的模式预报调整较大时,该方法得到的结果可作为预报员进行综合预报的判据之一。     

超强台风"鲇鱼"风矢量结构变化对其路径突变的研究

根据台风涡旋非对称结构对台风运动产生影响的结论.对以超强台风"鲇鱼"中心为坐标原点,300-500kmm内850、500百帕切向旋转速度分解成uv分量,分析台风的合力运动倾向.结果表明:用u、v方向的矢量和作出的合成风矢指向与台风的移动方向基本一致,当△U、△V及合成风矢出现明显的变化时,台风处于拐点,台风移动方向将出...     

1513号台风苏迪罗云系演变特征及模拟分析

用GRAPES_Meso模式对2015年13号台风苏迪罗进行了数值模拟,从台风生成发展、成熟和登陆减弱三个阶段对模拟结果与实况资料进行了台风云系时空演变特征的对比分析,结果表明:(1)模式较好地再现了台风苏迪罗从生成发展、成熟,再到登陆减弱至消亡的整个过程,模拟的台风路径与实况吻合较好,台风强度的变化趋势也得到了较好的模拟再现。(2)"苏迪罗"在发展阶段台风眼模糊,模式对台风云系云量总体分布模拟较好,但模拟的云顶高度比实况偏低。(3)在成熟阶段,"苏迪罗"有一明显的漏斗状台风眼,云系发展更加旺盛,台风西部呈双眼壁结构,云顶高度比实况高度偏低。(4)"苏迪罗"登陆后强度迅速减弱,台风眼不再明显,模式对登陆后的"苏迪罗"云系结构模拟效果总体欠佳。(5)总的看来,模式较好地模拟出了"苏迪罗"云系整体范围,在洋面上的模拟效果好于登陆后,改进GRAPES模式的云量方案可能会提高该模式模拟台风云系的能力。     

0509号台风"麦莎"暴雨过程分析

从移动路径、环流形势、物理量场、卫星云图等方面就0509台风“麦莎”登陆后对山东的影响进行分析,结果表明:0509台风登陆后在西太平洋副热带高压东南气流的引导下,沿120°E线向北偏西方向移动;暴雨主要产生在高能(湿)舌附近及高能轴线左侧和台风移向的右前方;水汽通量和水汽通量散度大值区和梯度最大的区域重叠处与强降水落区对应较好;强降水云系位于台风中心的右前方。     

浅谈1810号台风对山东影响

利用高空、地面常规资料结合雷达及卫星图像,从环流形势、物理量场等方面探讨2018年10号台风"安比"对山东省的影响。结果表明:本次台风降水过程为"安比"自身上升运动造成,强降水云系主要出现在台风移动方向右前方。造成日照、潍坊、淄博等地出现暴雨及大暴雨。     

两种导风方法在台风路径分析中的 应用比较研究

基于云导风使用的最大相关法（已经广泛应用）和TCFM法（傅立叶相位分析法和最大相关法相结合）两方法的原理,开发了利用FY-2C静止气象卫星30min间隔卫星云图资料获得云迹风的可视化导风实验系统。利用该系统处理2005年夏季麦莎、卡努、龙王等3个台风期间的卫星云图,对得到的云迹风进行台风路径反演分析。结果表明,TCFM导风方法得到的结果优于最大相关法。     

利用静止卫星窗区红外亮温反演晴空区风场的初步研究

云导风反演明显的局限是在晴空区无法获取风场。为克服这种局限,提出利用静止卫星红外图像资料反演晴空区风场的方法—时间序列差值法,利用LOWTRAN7对其进行可行性分析,并应用云导风实验系统CWIS进行晴空区导风实验。结果表明：实验结果与NCEP资料低空风场有很好的一致性。因此,在传统的“云导风”基础上,增加晴空区卫星导风,可为卫星遥感资料在台风、梅雨和强对流等天气系统分析预报中的定量应用提供更多的卫星风矢。     

Shapley-模糊神经网络方法在华南台风卫星云图的长时效滚动预测中的应用

为了更好地利用大量的卫星云图观测资料来提高台风暴雨的预报能力,解决并提高对台风强降水云系变化的预报精度,延长对未来云系变化的预报时效,构建基于合作对策Shapley-模糊神经网络的华南区域台风卫星云图非线性智能计算滚动集合预测模型,对增强卫星云图资料在台风暴雨天气预报中的实用性和及时性具有重要意义。依据2013—2016年华南区域台风影响过程的卫星云图,采用类似于数值预报模式的集合预报方法,通过对间隔6 h的卫星云图云顶亮温样本序列做经验正交函数分解,将提取出的时间系数作为云图预报建模的预报分量。考虑台风云系的发展变化主要受云团环境物理量场的影响,利用数值预报模式的物理量预报产品作为各预报分量的预报因子,并采用k-近邻互信息估计的分步式变量选择算法,通过两步过程实现相关变量的选择与弱相关变量的剔除,分别建立相应时间系数的Shapley-模糊神经网络集合预报模型,进一步将预报得到的各时间系数与空间向量合成,重构得到未来时刻的卫星云图预报图,实现了云图6—72 h的长时效客观滚动预测。试验结果表明,新方案所预测的云图与实况云图相关较高,重构云图的基本轮廓、纹理特征分布、清晰度以及云系强弱方面都比较接近原始云图。另外,研究进一步基于相同的云图预报因子,针对同样的建模和预报样本采用多元线性回归方案进行和新方案一致的云图预测。对比结果表明,这种非线性预报模型比线性方案能更好地预报未来较长时效台风云团的发展、移动的主要特征和变化趋势,其预测的云图与实际云图的主要特征更相似。云图预报时效达到了72 h,具有业务实用价值。      

在台风业务系统中使用卫星云导风资料的试验

在国家气象中心台隐数值预报业务系统中引入国家卫星气象中心提供的卫星云导风资料,进行两项预报试验。第一项是把卫星云导风资料作为观测资料进行最优插值客观分析;第二项是将云导风资料加入到轴对称的人造台风模型风场上,使之产生非对称风场。试验结果表明：卫星云导风资料作为观测资料进入模式后对减小台风路径预报误差效果明显;用云导风形成人造台风模型非对称风场可进一步提高台风路径预报精度。     

云迹风计算中的两个几何问题

文章分析了云迹风计算工作中所遇到的两个几何问题，即图像匹配问题和风矢量计算问题。图像匹配问题是指用于计算云迹风的两幅图像如果定位网格不一致，如何通过图像匹配来减少云迹风的计算误差。风矢量计算问题是指在已得到示踪云位置时，如何准确地求出风向风速。云迹风的计算在本质上是一个几何问题，几何处理周密是减少云迹风计算误差的一个重要途径。     

2019年台风利奇马引发山东特大暴雨成因分析

利用地面观测资料、雷达资料、FY-2G卫星云图资料及欧洲中心细网格资料,对台风利奇马登陆北上引发山东特大暴雨的成因进行分析。发现:利奇马登陆北上过程中,冷空气先后从台风的西部、西南部与南部侵入至台风中心内部,使其暖心结构逐渐减弱,其变性时段发生在10日20:00至11日08:00。山东的特大暴雨主要出现在台风变性前12h至台风变性后6h。变性之前的暴雨主要是由于台风螺旋云带与高空槽尾部云系相叠加造成的,变性之后的暴雨则是由于冷空气侵入致使台风外围云系演变成强对流复合体造成的。变性之前,对流层内800～500hPa风速小,500～250hPa风速大,气层内有暖平流,整层的上升运动,降水以暖区对流降水为主;变性之后800～500hPa风速大,500～250hPa风速小,500hPa至地面是上升运动,以上为下沉运动,降水以斜压锋区附近的对流降水为主。当500hPa至地面气层内出现冷平流时,湿层变薄,降水趋于减弱。特大暴雨区出现在台风中心西北方向,与850hPa假相当位温锋区与水汽通量散度辐合大值区相吻合。     

用地理信息系统改进热带气旋的客观定位精度

基于地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)技术，初步建立了一个能集成多种数据资料和多种算法的热带气旋(Tropical Cyclone，简称TC)客观定位系统。其中不同卫星及同一卫星不同波段资料(如Quikscat洋面风场、云顶亮温等)的矢量及栅格信息的叠加和分析功能，有助于从多个侧面揭示TC的结构特征；而多种定位方法(如云图形态分析法、云顶亮温极值法、洋面风场涡度极值法、数学形态学算法等)的客观化及其综合运用的实现，不仅可以减小TC定位过程中的随机(人为)误差，而且能提高TC定位工作的效率。利用该系统对编号为0203，0209，0212，0417和0419的5个TC进行的定位试验结果表明:利用该系统进行TC定位的精度与目前业务定位精度相当，具有良好业务应用前景。     

台风“达维”不对称结构特征分析

利用地面加密观测资料、FY-2E卫星TBB和水汽图像资料、NCEP1°×1°再分析资料综合分析了2012 年第10 号台风“达维”的不对称结构特征及成因。结果表明：台风“达维”登陆后在云系结构、降水落区、高低层风场等都表现出不对称分布,其中暴雨主要分布在台风中心北到东北侧;通过FY-2E水汽图像分析清晰地揭示了这种不对称结构的演变,台风西侧干下沉暗区切断了西南侧水汽输送,使得台风中心西侧和南侧对流云系减弱消失,而东南侧一直存在一水汽羽伸入台风环流为其提供水汽和能量。同时,强高空辐散、弱垂直风切变以及明显的上升运动,有利于台风“达维”北到东北侧对流云系的发展维持,引发强降水;高空槽带来的冷空气侵入台风环流内部,破坏了它的暖心结构,使得台风“达维”在渤海海面填塞消失。     

用GMS云图作登陆台风降水预报的方法研究

本文通过10个登陆我国的台风的157个时次GMS云图及6小时雨量图进行分析,分别给出了登陆台风的过程最大降雨量估计及其出现的地区,时段和台风登陆前后(包括减弱成低气压阶段)的6小时降水量预报方法,同时还分别以实例说明了它们的应用,最后给出了操作流程图。这个方法是卫星云图的应用由定性向半定量化方面深入的一个尝试。      

GOES-9云图资料在热带气旋路径相似预报中的应用

利用1996～1999四年的GMS-5红外云图资料、NCEP资料和〈台风年鉴〉给出的热带气旋资料,以及GOES-9红外云图资料,使用逐步相似法对2004年热带气旋进行了路径预报试验.结果表明,GOES-9资料与GMS-5资料可以融合使用,用云图灰度场结合高度场作相似预报的方法可以实现热带气旋移动路径的定量预报,表现了较好的准确性,具有良好应用前景.