用卫星云图预报台风的方法(下)

4.预报台风未来24小时的移动方向 (1)各类路径的定义 按照台风未来24小时内移动方向,可分为西行类、西北类、北上类和转向类(见图19)。 (2)由环境云场初步确定台风移动方向     

北上西折台风的初步探讨

北上西折台风,特别是近海北上西折台风,大部分是在浙、闽沿海登陆的,而且不少台风在西折后很快就登陆。由于过去我们对这类台风的特点不甚了解或了解较少,往往造成予报失误或予报时效太短。为了要做好这类台风的预报服务工作,我们对120—135°E,18—30°N范围内北上西折或倒抛物线的台风进行分析研究,并与该范围内北上不西折台风进行对比分析。在此基础上初步建立一些判别在该海域内台风北上或西折、台风西折后西行登陆或再次北上转向的预报指标和粗糙的预报工具。     

强降水指数THWC的构建及其在海河流域北上台风中的诊断应用

基于强降水发生的物理机制,采用"配料法"综合动力、水汽、不稳定物理诊断参数,构建了综合强降水指数THWC(temperature,helicity and water condensation)。运用NCEP/NCAR再分析资料计算THWC指数,对2018年第14号台风摩羯北上影响海河流域期间进行诊断分析,结果表明,THWC指数对未来6 h台风偏北侧暴雨区分布及中心量级预报准确。选取2012—2018年影响流域的北上台风个例,进行普适性检验表明:标准化后的ZTHWC指数更具有普适性,解决了THWC指数对暴雨中心量级预报可能出现的不稳定性问题;ZTHWC指数与未来6 h的台风中心暴雨落区及中心量级大小均具有较好的对应关系,且北上台风环流越完整,两者的吻合度越高,因此可以将ZTHWC指数作为北上台风暴雨的定量预报指标。     

"海棠""麦莎""泰利""卡努"的路径与金华风雨特征分析

2005年台风“海棠”与“泰利”的移动路径和登陆地点不同于“麦莎”与“卡努”,前2次台风自东南偏东往西北偏西移动并登陆于福建中部沿海,后2次自东南往西北移动并登陆浙江中部沿海,都给浙江造成了巨大影响,但影响金华地区的风雨程度不同。经分析台风移动过程,认为西风带低槽或高压影响到副高,副高影响着台风西行或北上,在西风带低槽或副高影响较弱时,台风内力和地形影响作用加强;台风在副高带状时西行为主,块状时北上为主。分析台风路径的预报过程,认为中央气象台预报为“登陆台风”有3~4天的时效;预报较准确的登陆位置,若路径较有规则为30~54个小时,若不规则路径可能仅为3个小时。分析影响金华的台风风雨程度,认为东路台风雨量分布特征是东部大、西部小;南路台风是东南部大、西北部小;最大风力落区基本相同。地形对不同台风路径下的风雨影响分布略有不同。     

穿越副高北上的台风路径与环境场的关系

对穿越副高北上的台风路径与环境场的多种参数的关系进行统计分析表明:初始环境场某些参数的一定分布与变化有利于台风未来偏北移行,穿越副高。这些参数可作为预报穿越副高北上台风路径的有效因子,其中某些参数还对穿越副高北上台风路径具有较长时效的预报意义。      

1999～2002年大连干旱少雨环流形势特征分析

通过对同期高空环流形势特征场分析得出：极涡强度偏弱；中高纬环流平直、冷空气南下受到遏制；西太平洋副热带高压西伸与青藏高压结合控制辽宁；北上强热带风暴和台风偏南西行或偏东转向，均与1999～2002年大连持续干旱少雨天气密切相关。     

1999～2002年大连干旱少雨环流形势特征分析

通过对同期高空环流形势特征场分析得出 :极涡强度偏弱 ;中高纬环流平直、冷空气南下受到遏制 ;西太平洋副热带高压西伸与青藏高压结合控制辽宁 ;北上强热带风暴和台风偏南西行或偏东转向 ,均与 1 999～ 2 0 0 2年大连持续干旱少雨天气密切相关。     

一种北上台风路径预报方法

根据气象台实际业务需要，对历年北上台风路径进行分析总结，从天气学角度分析了台风未来路径与对流层上层温度场（或厚度场）的关系，目的是解决北上台风路径预报问题，并对2005年9号台风“麦莎”做了检验，提出台风的趋暖运动是对流层上层增暖现象，对流层上层增温极值曲线是台风未来的移动路径。     

0505台风低压倒槽后退东移的原因分析

0505台风"海棠"在福建登陆后减弱为低气压,其中心在陆地的移动路径为自福建经江西至湖南。伴随台风低压一同西北移的台风倒槽,在经过河南区域时,移向发生了明显的变化:在从河南东部移至西部后,没有继续西行,而是发生了转向后退,从114°E以西退回到114°E以东,倒槽北段退后尤为明显。倒槽后退导致暴雨落区随之东移,使暴雨落区预报出现较大偏差。为了探讨这种情况出现的原因,以正确判断倒槽移向,减少预报失误,为今后预报积累经验,使用常规高空、地面报文和1°×1°的NCEP再分析资料,对0505台风倒槽影响河南时的天气形势和物理量场演变进行分析。结果发现:台风低压倒槽后退的直接原因为北方较强冷空气南下,在低层侵入倒槽西部,使该处的北风区域扩大、北风风速明显加强,迫使倒槽东退;而在高层则为北方南下冷空气致副高东南退,引西风带系统东移,大陆高压跟进,高压前部北风取代台风倒槽西部的东北风,致倒槽东退并变性为两高之间的辐合线。由于来自贝加尔湖以东高纬度地区的强冷空气从华北南下进入河南西北部,阻止了台风倒槽的继续西移,并迫使其后退,动力上升运动区与水汽输送带随之东退至豫东北,致使该地区暴雨出现。北方南下冷空气的强弱及与台风倒槽的相对位置,是决定此次台风低压倒槽移动的重要因素。当台风倒槽移动前方或北方24 h变温场上出现连片小于-2℃的负变温区,并且在温度平流场上出现连片小于-3℃的冷平流区时,未来12~24 h台风倒槽的移向可能发生变化,或停滞或转向东退,可综合其他因素做出正确判断。     

西太平洋副热带高压和台风相互作用的数值试验研究

利用1958—1998年台风资料,对台风路径进行分类,挑选出3类常见路径作为研究对象,通过合成分析,证实不同的台风路径所对应的副热带高压(副高)形势不同。台风西行时,西太平洋副热带高压势力强大,呈东西向带状,台风沿着副高南部西行,副高在整个过程中西伸;转向路径时,副高开始呈东西向带状,随着台风的移动副高主体东退,在160°E附近中间断裂;北上路径的台风对应的副高主体偏东。在此基础上,利用气候模式R42L9在不同的初始场中加入相同的温度扰动,成功模拟出西行和北上路径的台风,验证了不同副高形态对台风路径的不同影响。对模拟结果的分析还发现,台风可以引起正压Rossby波向中高纬度的传播。由于背景流场不同,不同移动路径的台风其波动能量的传播路径也不同,从而对中高纬度环流和西太平洋副高产生不同的影响:与北上台风不同,西行台风在其西北方向激发出正变高,使西太平洋副高加强西伸。     

影响云南高原地区的南海西行台风水汽输送特征

南海西行台风是云南高原地区重要的降水天气系统之一,研究其水汽输送特征为本地降水预报和分析研究提供了前期基础。本文利用2010-2019年10年的南海西行台风样本资料和NCEP再分析数据,研究了影响云南高原地区的南海西行台风水汽输送特征。结果表明：（1）西行登陆台风向云南水汽输送路径主要是东、南、北方三个方向,东侧面水汽输入最大,北侧面水汽输入最小,这两个方向的水汽来源自南海,南侧面水汽输入较东侧面小、比北侧面大,水汽来源自南海和孟加拉湾;（2）东面和南面是两个水汽输入主要方向,北部湾登陆西行台风对云南的影响大于海南岛以东登陆的西行台风;（3）海南岛以东登陆的西行台风东侧面水汽输入大值中心比其他类型台风偏北,南侧面水汽输入分布东西部区域各存在一个相对的大值中心;（4）东侧面北部湾登陆西行台风水汽输入登陆前后6 h达到最大,海南岛以东登陆西行台风稍有滞后,登陆后6～12 h达到最大;（5）南侧面东部区域登陆西行台风水汽输入峰值出现在登陆后12～24 h,南侧面西部区域登陆西行台风水汽输入情况比较复杂,受孟加拉湾与南海两支水汽输送叠加影响。     

近31年登陆北上台风特征及其成因分析

为探讨对我国产生严重影响的登陆北上台风的成因，利用1975—2005年台风资料及NCEP／NCAR逐日再分析等资料，分析了登陆北上台风的气候特征及其大尺度环流和物理量分布特征。结果发现，不仅西北太平洋副热带高压位置和强度变化对台风登陆北上起决定性作用，而且西风带系统和南亚高压活动有利于台风登陆后北折和持续北上也有不可忽视的影响。总结归纳台风登陆北上的预报着眼点，希望有助于提高此类台风的预报预警能力。     

1409超强台风“威马逊”近海急剧加强特征及成因分析

运用实况资料、NCEP/NCAR六小时再分析资料以及2014年CMA热带气旋最佳路径数据集,对1409号超强台风"威马逊"近海急剧加强的特征及成因进行探讨分析,结果表明:高空华北槽东移,引导地面冷空气南下,副高西退略北抬,与"威马逊"形成了"东高西低"和"北高南低"的形势,增大两者间梯度,使"威马逊"强度加强;近海急剧加强24h内,台风暖心对称化结构加强,强暖中心往高低层扩展,低层偏南暖湿气流输送持续加强,对流层上层辐散不断增强,台风高层环流的西侧和北侧亦是辐散的大值区,台风西行北上的过程中利于其强辐散的维持和加强;台风中心正涡度柱急剧增大,并向对流层上层扩展,配合弱的垂直切变,利于台风的急剧加强;另外,物理量的分析也表明,"威马逊"近海急剧加强前24h内,台风环流附近大气层结不稳定度有增大的趋势。     

82年CHCIL台风(8211)加强和路径的分析

8211(CECIL)是一个近海发生,突然加强,长距离缓慢北上的台风。本文仅就这台风的突然加强和这一特殊路径进行分析。 位于台风中心附近一条东、西向的风的垂直切变零线和一组强烈的对流云体是台风突然加强的必要条件,在实际预报中可作为定性判断台风是否突然加强的判据之一。应用TOPEX手册中的T指数可对台风的24小时强度变化作出定量预报。 台风处于周围引导气流很弱的气压场中时,台风的内力作用就不能忽略。台风北侧的副高脊线不断北抬,台风就易缓慢北上。本文通过对8211台风在9日12Z—12日08z出现的蛇形北上路径的计算,对北上蛇形路径的成因予以一种解释。     

资料同化对2017年登陆广东沿海台风的短期降水与路径预报影响

利用华南精细数值天气预报模式,设计了无同化资料(CTRL)、同化雷达反演水汽(EXP1)以及同化雷达反演水汽、地面和探空资料(EXP2)三个试验,对2017年登陆广东沿海的四个台风降水预报与路径预报进行模拟,以评估资料同化对登陆台风短期降水预报、路径预报的影响。分析结果如下:雷达反演水汽同化后对未来24小时降水预报技巧均有正的改善,对台风路径预报影响不大;在此基础上同化地面、探空资料后对台风路径预报有改进,对降水预报改进不明显(与EXP1比)。通过诊断分析台风“玛娃”,发现模式初值场水汽的增量配合对流上升区有利于短时间内成云致雨,从而提高短时降水预报;地面及探空资料同化有利于登陆台风的短时路径预报。      

台风登陆纬度预报的经验公式

我们根据台风进入南海防区的纬度和本站气压,得出一个预报台风登陆纬度的简单公式,近几年用来试报有一定效果。 为了作台风登陆纬度ψ_x的预报,可以设ψ_x=ψ_o △ψ。ψ_o为起报时台风所在纬度,△ψ是变量。要求出ψ_x就必须求出△ψ。为了达到这一目的,我们统计了     

台风路径预报现状分析

本文对我国、日本和美国所发布的热带气旋(台风、飓风)路径预报的误差进行了分析。结果表明,台风路径预报的误差与台风移动的复杂程度密切相关。对于比较稳定的西行或西北行台风,预报误差较小;对于转向台风,预报误差稍大;很大的预报误差发生在近距离内同时有几个台风出现的情况。目前世界各国对于台风移向的转折性变化和移速的显著变化仍然缺少预报能力。因此,台风移向、移速的明显变化问题仍应是今后台风科研的重点之一。     

两例相似路径台风降水差异的成因及预报分析

2016年超强台风“尼伯特”和“莫兰蒂”的路径极为相似,登陆福建北上途经太湖流域后入海的路径也几乎重合,但太湖流域出现的降水却迥然不同,前者仅造成了太湖流域个别测站的暴雨-大暴雨,后者则出现大范围暴雨-大暴雨。利用常规气象观测资料、多普勒雷达资料、中国气象局的台风最佳数据集及美国国家环境预报中心（NCEP）提供的再分析资料等,对两个台风登陆后的环流背景、台风结构特征等进行了对比分析。结果发现：“莫兰蒂”登陆后的低压环流结构保持良好,北上过程中与外围浅层冷空气的相互作用明显,海上水汽输送通道畅通,台风倒槽导致太湖流域大范围暴雨-大暴雨;“尼伯特”登陆后迅速减弱,环流结构出现“空心化”,水汽输送弱,高层弱冷空气与台风残余低涡的叠加触发局地短时强降水,未能导致太湖流域大范围暴雨。从预报回顾看,模式对登陆台风北上过程中强度预报过强是导致“尼伯特”在太湖流域风雨预报过度的主要原因。3 d以上的中期台风降水预报中,经验概念模型与模式集合预报结果的相互印证,有利于得出比模式确定性降水预报更合理的预报结论。     

0509号台风麦莎的结构与外围暴雨分布特征

利用地面加密观测资料、FY-2C卫星TBB资料和NCEP再分析资料，对2005年8月6～8日0509号台风麦莎登陆后环流结构及暴雨分布特征进行了综合分析。结果表明：台风麦莎具有明显不对称结构，台风东侧和北侧的积云对流较为旺盛；台风环流地面正涡度中心位于台风东侧，并随着台风北上移向台风东北象限并加强。地面强辐合区随着倒槽发展向偏北方向伸展；850hPa台风环流场表现为东侧和北侧的环流强盛，偏东风低空急流在台风北上过程中从东南风急流转为东北风急流；台风东侧暖，西侧冷，其东北侧有强暖平流输送。200hPa高空急流发展，急流入口区右侧强辐散有利于台风登陆后长时间维持。500hPa强上升运动区与台风外围暴雨区有较好对应关系。     

雷达资料对0414号台风“云娜”数值预报的改进

利用美国CAPS的非静力高分辨率区域预报模式ARPS（先进区域预报系统）对0414号台风“云娜”进行数值模拟,模拟结果表明ARPS较好地模拟台风“云娜”的移动路径及台风大暴雨。并着重讨论新—代天气雷达资料对台风“云娜”数值模拟的影响,通过对雷达资料同化进模式与没有雷达资料同化进模式对比模拟的试验结果分析表明：雷达资料进模式,对中高层的风场调整,改进对台风细微结构特征描述,加大近台风中心南侧的西风分量和近台风中心西侧的北风分量,从而改进云娜台风登陆后西行移动路径预报;对扰动温度、雨水混合率、云水混合率及水汽混合率场等调整,改善模式初始场台风中高层成雨条件,对台风降水预报,尤其暴雨的落区、降水分布及其随时间变化的预报有较大改进。