渤海风暴潮监测预报与应急防范

本文在简要介绍渤海海洋石油产业生存、生产环境的同时，重点阐述了渤海石油公司港口码头近十多年来的风暴灾害，其中突出了8509号、9216号、9711号热带气旋期间的台风暴潮灾情和有关损失。文中的“渤海石油公司防潮应急办法”是保障企业生产和人员生命财产安全的必要措施。9711号热带气旋（强台风）防潮实例，是渤海石油风暴潮监测预报及应急防范系统成功实施的最好例证。     

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.     

长时间维持和迅速减弱的华南登陆热带气旋对比分析

将登陆华南影响广西的热带气旋分为长时间维持(LTC)和维持时间短(STC)两类,并应用NCEP再分析资料,对这两类热带气旋的影响系统和物理量场进行对比分析,结果表明,两类热带气旋的影响系统和物理量场存在明显的差异.影响两类热带气旋的天气系统差异显著:影响LTC的200 hPa南亚高压强度一般在1252 hPa以上,而影响STC的南亚高压强度较弱;200 hPa高空槽距离LTC有一定的距离,高空槽前的辐散气流有利于热带气旋的维持,而STC距离高空槽很近,由于垂直切变增大,热带气旋将迅速减弱;副高和LTC的位置配置使得LTC东侧的急流将海上的水汽输送到热带气旋内部,有利于其维持,而当副高太强时,STC垂直环流会受到抑制,不利于其维持;LTC期间强的西南季风槽带来热带云团输送减缓了其环流的衰减,而影响STC西南季风较弱.物理量场方面,LTC高空辐散较STC明显偏强;登陆后LTC的两个水汽通道的水汽输送较STC均明显偏强;另外,Q矢量分析表明,Q矢量辐合辐散中心的强度变化在一定程度上反映出热带气旋衰减的过程.     

海洋飞沫对热带气旋边界层结构的影响

将海洋飞沫参数化引入到一个高分辨率、非静力中尺度WRF模式中,对0908号热带气旋Morakot进行数值模拟,探讨了海洋飞沫对热带气旋Morakot边界层结构和强度的影响。模拟结果表明:采用新参数化后,对热带气旋Morakot的强度预报有改进,但对热带气旋移动路径改进不大;其次,通过对边界层过程的改进,使得眼墙区域的平均径向风速、切向风速、温度、相对湿度、垂直风速、热通量,降水等物理量均有增强,各物理量的贡献对热带气旋Morakot强度和结构变化的影响十分重要。     

非绝热加热对热带气旋径向非均匀结构的影响

利用平面极坐标系下无摩擦有外源(非绝热加热)的正压无辐散方程,将热带气旋的物理量分解成环境场和扰动,进而求出了热带气旋扰动的行波解,并分析了风场(切向、径向)和重力位势扰动场的径向非均匀松紧结构.表明:这种松紧结构与热带气旋所在纬度的科氏参数(f)、热带气旋的强度(Ω)、热带气旋扰动的圆频率(ω)、热带气旋扰动在θ方向的角波数(m)有关,且不同要素的松紧结构不尽相同;同时还受非绝热加热(Q₁)的影响,这种影响主要表现在使风场(切向、径向)呈内紧外松的非均匀分布.     

春季西北太平洋热带气旋与海温场和大气环流的关系

本文利用1951～1987年286个网格点太平洋月平均海温场及500hPa月平均位势高度场,分析了春季西北太平洋（不含南海）热带气旋与海温场和大气环流的关系。结果表明:前期太平洋海温场与春季热带气旋生成数有显著的相关,并以前一年夏季和前期冬季更为明显。影响春季热带气旋生成的太平洋海温场主要有两个关键区,一个位于赤道东太平洋,为负相关:一个位于北太平洋中部,为正相关。文中还从海温对大气环流影响的角度出发,分析了春季热带气旋活动特多年与特少年前期及同期500hPa大气环流的特征及两者之间的差异。最后利用逐步回归方法作了春季西北太平洋热带气旋长期趋势预报。     

台风“圆规”路径预报偏差分析

利用环境场、卫星云图和海岛自动气象站资料,分析了1007号热带气旋"圆规"在三气旋和强副高的天气形势下路径稳定的原因,指出弱小的热带气旋对较强大的台风影响不大;偏心台风的内力与本身结构有关;台风右前方的增暖对台风路径具有一定的引导作用。     

基于多致灾因子相似的热带气旋检索方法研究:以风暴潮-海浪灾害预评估为例

热带气旋引起的风暴潮-海浪灾害成灾频率高、致灾强度大,对我国沿海地区造成的人员和经济损失惨重。预评估阶段需要在灾前对研究区可能造成的损失等进行快速的综合判定。从历史热带气旋中检索出与目标热带气旋位置及各种致灾因子强度相似的热带气旋是快速、准确地预评估风暴潮-海浪灾害的重要方法。面向风暴潮-海浪灾害预评估,提出了一种基于多致灾因子的相似热带气旋检索方法。用于相似检索的致灾因子数据包括:从中国气象局西北太平洋热带气旋最佳路径数据集中提取并经处理得到的1949~2013年影响湛江市的112场热带气旋的路径中心点位置、中心气压、最大风速、最大风速半径及移动速度数据,112场热带气旋的模拟风场、风暴潮及海浪数据。首先,利用相似离度方法对热带气旋进行路径相似性检索;其次,利用最优相似系数方法计算中心气压、最大风速半径、最大风速、移动速度、风场、风暴潮及海浪强度指标的相似系数进行一次检索;然后,根据风场、风暴潮及海浪模拟数据的获取情况,分别基于路径-强度及风场-风暴潮-海浪综合相似性指标进行二次检索;最终给出历史热带气旋的综合相似排序。以2013年尤特热带气旋为例,利用上述方法检索了与其最为相似的5场历史热带气旋。该方法综合考虑了热带气旋路径及多种致灾因子的相似,兼顾了检索的速度及质量,是进行快速、准确的风暴潮-海浪灾害预评估的重要基础。     

9012号热带气旋维持的卫星云图和垂直结构特征分析

本文根据卫星云图的演变和常规天气分析相结合，对9012号热带气旋登陆后维持水消的成因进行了分析。指出该热带气旋经久不消的重要原因为其西南侧对流云团和东北侧高空槽前对流云带与热带气旋云系相衔接在中低层东北气流引导下卷入，热带气旋内部的两条云带的维持，以及利有的环流条件。     

西北太平洋热带气旋增强的气候特征分析

本文统计了１９４９－１９９０年西北太平洋热气旋中心最大风速６小时增强≥５ｍ／ｓ和２４小时增强≥２０ｍ／ｓ的有关要素，分析了热带气增强的时空分布规律、黑潮与热带气旋增强的关系及热带气旋迅速增强的各类统计特征，试图为热带气旋增强预报提供了有价值的参考。     

9403号强热带风暴水汽通量非对称研究

用实测资料对9403号南海强热带风暴(简称TC,以下同)登陆前后的物理结构变化作了分析,对其水汽通量、动力学等特征量进行了计算。研究结果表明：TC的水汽通量分布不对称,辐合主要在边界层中,辐合最大值出现在TC登陆前南半圆边界层附近：风速分布不对称,气旋性切向风大值区位于TC东半圆;风速垂直切变随TC加强而减弱。强流入位于TC南半圆400hPa以下,流入大值区在850hPa附近;高层反气旋流出在150-100hPa层附近,流出主要位于TC北半圆。TC垂直运动分布不对称,上升最大值出现在南半网。TC整个生命期均具有暖心结构,300hPa附近增暖最明显。     

9711号台风对日照近海悬沙浓度影响的数值模拟

运用改进的椭圆形风场模型,模拟了9711号台风所经地区风场、气压场的变化过程;将椭圆形风场模型结果结合SWAN波浪模型,计算9711台风过程的波要素;运用COHERENS三维水动力模式,对渤、黄海主要的4个潮分量进行了调和分析,建立渤、黄海天文潮预报模型,并采用三级嵌套模型计算并验证分析了日照近海的水文动力环境;运用基于COHERENS发展的水动力悬沙模型COHERENS-SED,计算分析了9711天气过程、仅考虑潮流作用以及累年平均波要素和一般天气情况(累年平均风场、标准大气压)下的悬沙数值模拟.结果表明:考虑潮流、一般波浪和天气因素共同作用下的水体含沙浓度比仅考虑潮流作用下的水体含沙浓度提高40%～100%的幅度;考虑9711号天气过程以及产生的台风浪作用下的水体含沙浓度比一般波浪和天气因素作用下的水体含沙浓度提高约4倍的幅度.     

2022年西北太平洋和南海台风活动概述

利用中国气象局热带气旋最佳路径等资料,对2022年西北太平洋及南海台风活动的主要特征和影响我国台风的路径、强度及风雨影响进行分析和回顾。结果表明：2022年西北太平洋及南海台风生成个数与常年持平,台风总体强度偏弱,生成源地显著偏北;登陆台风个数偏少,登陆强度偏弱;有3个台风集中在广东西部登陆,另外强台风“梅花”是1949年以来首个4次登陆不同省份的台风。全年多台风事件频发,共存的台风共计有11组,历史罕见。2022年台风灾害影响较轻,夏台风偏少,秋台风活跃。     

热带气旋资料长度对风暴潮危险性评估结果的影响

热带气旋历史样本数不足一直困扰着风暴潮风险评估研究,本文基于西北太平洋62 a(1949-2010年)历史观测热带气旋事件集资料和用随机模拟方法构造的1000 a模拟热带气旋随机事件集,以福建省连江县为例,开展了资料长度对风暴潮灾害危险性评估结果的影响分析。文中用ADCIRC模型模拟了两种数据集强迫下的风暴潮增水,采用极值Ⅰ型分布法得到了典型重现期的风暴潮增水,经过对计算结果分析发现典型重现期的风暴潮增水计算结果与所用数据资料长度有着密切相关性,数据资料越长,结果越稳定。对于1000 a一遇的风暴潮增水值,使用500 a长度的资料已经趋于稳定,并接近用1000 a资料计算得到的结果。在进行风暴潮危险性评估时,相比用几十年尺度的热带气旋历史数据集,1000 a的热带气旋模拟数据集的计算结果更具实际意义。     

Searching for an energy source of the intensification of tropical cyclone Katrina using microwave satellite sensing data

The possibility of utilizing a specialized approach to the space-time interpolation of satellite data that takes the kinematics of multiscale processes into account in solving the problems of remote sensing of fast processes in the Earth’s atmosphere is considered. The approach is borrowed from the rapidly progressing disciplines of machine vision and video data compression. The main advantages of this method are its completeness with respect to the input (interpolated) satellite data, its capacity to estimate the kinematics of multiscale processes and take it into account, a relatively low computational cost, and the ease of its software-algorithmic implementation. The problem of an “instantaneous” source of hidden energy for the intensification of Tropical Cyclone (TC) Katrina is solved based on the developed software-algorithmic approach using data from the SSM/I satellite radiometers of the DMSP mission.     

“9711”号台风高潮位预报及其经验

对在浙江省温岭登陆的“9711”号台风的风暴潮预报过程作了回顾, 总结了预报成功的经验, 探讨了对海门站预报误差较大的原因。预报实践证明, 正确的气象预报是台风暴潮预报的基础,密切关注风暴的增水变化,随时调整预报值是风暴潮预报的关键。与实测资料比较,“9711”号台风高潮位的预报是及时、准确的,它为进一步提高风暴潮的预报精度和时效积累了经验     

一种基于深度学习的热带气旋路径集成预报方法

本文提出了一种基于深度学习的热带气旋(tropical cyclone,TC)路径集成预报方法.该方法以长短期记忆深度网络为模型构架,利用前4个时刻(24 h,间隔6 h)及当前时刻的TC路径记录,以及由不同环境因素所计算的方向预报因子作为输入,分别直接预报和间接(通过预报移动速度)预报路径,集成两者预报结果实现时效为...     

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。     

东海黑潮暖舌对热带气旋“派比安”(1807)强度的影响

通过使用天气研究与预报(Weather Research and Forecasting,WRF)模式对热带气旋(Tropical Cyclone,TC)个例“派比安”(1807)进行了一组数值试验,分析了东海黑潮暖舌对“派比安”强度的影响。研究结果表明,东海黑潮暖舌高海面温度(以下简称“海温”)导致TC区域内海气界面热通量显著增加,并造成TC边界层不稳定特征发展,形成了有利于垂直对流发展的边界层环境。因此TC内特别是TC眼墙处对流更为活跃,TC强度显著提高,同时黑潮暖舌对TC的局部加热还会引起TC内部对流活动的非对称分布。根据数值试验的结果,黑潮暖舌为“派比安”整体动能增加做出约24.7%的贡献,中心气压变化对东海黑潮暖舌高海温特征的响应时间约为10 h。此外,在黑潮暖舌作用下,“派比安”7级风圈半径扩张16.3%,最大风速半径收缩10.7%。     

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。