西北太平洋热带气旋运动及其突变的若干统计特征

利用中国气象局上海台风研究所热带气旋(TC)最佳路径资料,对1949—2010年共62年西北太平洋(包括南海)热带气旋的运动特征进行统计,包括TC路径折角和移速的时空分布,折角与移速、气压之间的关系以及我国近海和大陆TC异常路径的类型、地理分布等特征。最后就TC路径突变的折角标准及其发生概率进行了讨论。结果表明,(1) 西北太平洋TC年平均移速略呈下降趋势,而平均折角年际变化在1980年代末之前呈上升趋势,之后呈下降趋势。(2) 平均移速随纬度增高而增大,TC生成源地(菲律宾群岛以东和南海)为移速低值区;平均折角在日本岛以东洋面较小,南海、台湾岛附近较大。(3) 西北太平洋TC 12 h平均折角为14.51 °,左、右折频次分别占总数的44.57%和55.43%。两者在0～90 °区间随角度增大偏折频次减少,而>90 °有所增多。(4) 一般移动快的TC折角较小,而折角大的TC移动慢;较强TC折角小,而折角大的TC较弱。(5) TC在我国近海和大陆出现的突变路径主要包括西行北(南)折、北上东(西)折、打转和停滞等,其中西折出现频次最多。(6) TC折角>45 °的出现概率<4.6%,>30 °的出现概率<13.19%。若区分左、右折,则>45 °的概率都<2.8%,>30 °的概率<11%。TC路径的突然转折是小概率事件。      

台湾岛地形对台风“海棠”(0505)移动路径影响的数值试验研究

利用非静力模式MM5模拟台风“海棠”（0505）穿过台湾岛再次登陆的移动路径，分析了“海棠”登陆台湾岛前后结构特征变化。结果表明：台风自身的非对称结构与台风异常移动路径密切相关。另外，就台湾岛地形对台风“海棠”登陆台湾前打转和在台湾海峡出现“V”型移动异常路径影响进行数值试验表明：台湾岛地形不但可以直接影响台风移动路径，而且通过影响台风非对称结构来改变台风移动路径，因此，登陆台湾前逆时针打转异常路径是在弱引导气流中台风自身非对称结构和台湾岛地形共同作用的结果；台湾岛地形有使台风东北-西南向非对称增大趋势，而在台风进入台湾海峡前后对东南。西北向非对称有明显不同影响。     

0713号台风韦帕路径预报难点分析

0713号台风韦帕各家都预报在台湾岛北部海上北折,在120°E以东向偏北方向移动,与台风实际在浙闽交界处登陆后在120°E以西转向北上路径存在较大误差.为认识这种预报偏差的原因,应用各种资料对影响台风韦帕北折的可能原因进行探讨.指出:(1)欧洲气象中心天气形势预报误差较大,西风槽底预报比实况偏南,是本次台风路径转折预报失误的主要原因.(2)欧亚500hPa高度场为两脊一槽形势,西风指数从低指数向高指数演变和副热带高压处周期性加强均不利于台风韦帕在台湾东北部海区折向偏北方向移动.(3)地形的影响造成的趋岸左折和港湾"吸引",以及动力场和热力场的分布均有利于台风韦帕在台湾东北部海区折向偏西方向移动.     

西北太平洋热带气旋路径异常偏折的分类特征

基于中国台风网CMA-STI热带气旋（TC）最佳路径资料,对1949—2016年西北太平洋TC路径发生异常偏折的地理位置进行K-means聚类分析,并将其分为五个区域。对各区TC路径异常偏折的频数、方向变化、周期及时间变率等特征进行分析。结果表明:(1)不同分区TC异常偏折高频月份不同,纬度较高区域主要发生在夏季,纬度较低区域则主要发生在秋季。(2)异常右折TC在发生偏折前移向主要为西北向,偏折后为北向;异常左折TC偏折前主要为北向,偏折后主要转为西北向。(3)西北太平洋TC异常偏折总频数存在准2~4年、准3~6年的年际变化周期,其长期变化趋势表现为20世纪80年代中期之前呈增加趋势,其后呈减少趋势, 低纬区域年变化与之最为相似,中高纬区域变化趋势不明显。（4）将研究区域按5 °×5 °进一步栅格化统计TC异常偏折频数的时间变率,发现其地理分布表现为中国沿海为正、台湾岛以东海域为负的变化特征。其中沿海的增加趋势主要由异常右折增加引起,台湾岛以东洋面的减弱趋势主要由异常左折的减少引起。(5)异常右折TC强度增强的高频中心主要位于菲律宾半岛以东洋面,次中心位于中国南海中部,而强度减弱位于台湾岛西南区域;异常左折TC强度增强的高频中心位于南海中部,强度减弱中心位于我国东南沿海。      

冷涡与台风

夏秋季节,常会出现一些复杂路径的台风,采用常规予报方法往往导致失败。1977年第8号台风就是一例。当7708号台风9月9日北上至冲绳岛附近时,按照一般经验和一些客观予报方法,应予报继续向北偏东(大约30°)方向移动,但在20时台风却突然折向北偏西移动,12小时移向变化达35°,10日08时又出现第二次意外的西折,移向从310°转为270°,6小时移向变化也有40°,台风径直向长江口逼近,并于11日晨正面登陆上海崇明岛(图1),成为建国以来台风第一次正面登陆长江口的特例。     

影响台湾岛海域的西太平洋台风特征分析

选取台湾岛附近海域(20~27°N,117~125°E)为计算区域,对1949~1999年发生在该海域的西太平洋台风的路径分类、月际变化、年际变化、周期特征、移速和强度等要素进行了气候统计学分析,得出7~9月是台风发生的关键月份,台风发生频次的年际变化表现为下降的趋势,且1995~1999年近5年时间台风频次一直稳定维持在较低水平。用Mann-Kendall方法做突变分析和t检验,没有明显的突变年。利用小波分解技术,计算得出影响台湾岛海域的西太平洋台风年发生频次具有4~6年和13~14年左右的周期。西北行路径西太平洋台风是登陆台湾岛和进一步登陆我国大陆的主要台风,西行路径台风51年来没有登陆我国大陆的记录,转向行路径台风强度最大,平均移速最快。     

台风云系的非对称结构和特定的OLR场与台风的异常移动研究

运用气象卫星资料,研究了西北太平洋上14个台风和强热带风暴的北翘、西折、转向和打转等异常移动,发现:台风中心附近某一方位的中尺度对流活动,造成台风云系的非对称分布和特定的OLR场,导致台风的异常移动;对流活动出现的不同方位和OLR低值区轴向对台风未来的移动有着很好的指示。对路径最复杂的四个台风作了详细分析。      

0716号超强台风“罗莎”移动特征分析

2007年超强台风“罗莎”移动复杂多变。对MICAPS资料、卫星云图资料和中尺度站网资料进行分析,分析表明,“罗莎”登陆前出现的台湾东部打转、2次北折等异常,主要是副高的不稳定导致引导气流变化、台湾岛地形效应造成的;登陆后移动迟缓、多90°折向,主要与强度减弱缓慢、低层鞍型场、山区地形和冷空气影响有关。     

2005—2010年台风突变路径的预报误差及其环流背景

本文主要分析了2005-2010年西北太平洋上台风突变路径的预报误差及其相联系的环流形势.通过分析北折和西折两种突变路径发现,中央气象台对西折突变路径的24和48 h预报接近平均预报水平;北折突变路径突变时刻,24 h预报的距离误差达到145.6 km,比平均预报误差增加了29.3％,48 h预报的距离误差达317.3 km,比平均预报误差增加了68.3％.从突变路径的物理机制方面分析突变路径预报的难点.将台风附近气流分解成低频和高频两部分,合成分析发现两类突变路径的风场区别不仅表现在低频尺度上副热带高压的西伸程度,还表现在天气尺度上台风附近的风场分布.     

台湾地形对1011号台风“凡亚比”影响的数值试验

利用WRF-ARW 3.2.1模式,对台湾岛地形对2010年第11号超强台风"凡亚比"的路径、降水及结构的影响进行了数值模拟和敏感性试验。结果表明:台风登陆台湾岛前,迎风坡地形低压作用使台风中心南落并出现逆时针打转;背风坡地形低压和台风西北侧台湾海峡出现弧状正涡度带,使台风进入台湾海峡时出现"V"型异常路径;台湾岛地形作用使台风西北侧水汽辐合和正涡度减小,而使其东侧、南侧水汽辐合和正涡度增加,台风出现西北弱、东南强的不对称结构和降水不均匀分布;台湾中部山脉地形对台风低层流场的阻挡抬升作用对台风降水具有明显的增幅作用,造成台湾岛降水分布呈南部、东部强而西北部弱的不对称分布。     

试用能量场分析台风路径

1975年第4号台风于8月10日20时在我国台湾省以东附近的海面生成,以后向偏北移动,11日20时在东海西折,向西北方向移动,12日下午在浙江省温岭地区登陆。以后台风继续西行,进入江西省北部减弱成低压。 对这次台风路径西折的原因,中央气象台和浙江省气象台进行了分析,一致认为与高空冷涡有关。10—11日由于切断冷涡在台风北侧出现,使台风当时向偏北移动。11日20时以后冷涡移到台风西侧(见图1),由于冷涡和台风之间互相作用,使台风突然西折。     

台湾岛对登陆台风的影响特征

利用2000—2014年上海台风所最佳台风路径资料和中央气象台路径和强度综合预报资料,分析登陆台湾岛的台风在登陆前48 h和登陆后18 h期间的强度和路径变化特征。结果表明：共有35个台风登陆台湾岛,其中29个资料完整的自东向西登陆台湾岛的台风过程中有26个发生在7、8、9月,登陆频数为89.7%。台风在登陆前48～18 h内强度逐渐增强,以后基本保持不变,一直持续到登陆前6 h,之后开始减弱;从登陆前6 h到离开台湾岛后6 h的时间内,强度由41.0 m·s-1减小到29.6 m·s-1,共减小了27.8%。台风经过台湾岛前48～36 h预报移向比实况偏北,30～0 h预报路径偏南。另外,登陆前24 h和登陆后6 h台风强度变化线性回归关系式在2015年登陆台湾岛的台风个例中得以验证,可以在业务预报中参考使用。     

台风"莫拉克"路径诊断分析和模拟

利用客观分析资料和数值模拟方法分析了0908号台风"莫拉克"穿越台湾岛前后在路径上出现的北翘、西折现象以及进入台湾海峡后移动异常缓慢的原因.结果表明:①台风靠近台湾岛后西太平洋副高减弱东撤,引导气流明显减弱,台风减速;台风进入台湾海峡后,北侧高压带的断裂和随后的重新连接加强是其路径偏北转向和移动缓慢的主因.②"莫拉克"...     

热带气旋过台湾后再次登陆的路径强度变化统计分析

登陆台湾后再次登陆大陆的热带气旋(TC)由于受复杂下垫面及中低纬天气系统的共同影响,过岛后在海峡内的路径、强度及结构变化复杂,导致登陆大陆的精确化定位、定强及预报难度大。分析了1949—2017年二次登陆的81个热带气旋路径及强度变化特征,并对上海台风所(CMA/STI)、美国联合台风警报中心(JTWC)及东京区域台风中心(RSMC-Tokyo)的热带气旋最佳路径数据中过岛热带气旋的定位定强进行对比分析。结果表明:二次登陆大陆热带气旋强度以减弱为主,少数热带气旋在海峡内增强;过岛后热带气旋路径多数会发生明显偏折,但三家最佳路径资料判断的偏折趋势不一致;由于热带气旋过岛时结构遭到破坏,定位定强难度增大,导致三个业务中心对其定位定强的差异较大,这种不确定性增大了其路径和强度监测预报的难度。     

地形对台风Megi(2010)过岛阶段路径偏折影响的数值研究

采用谱逼近方法减小大尺度环境场模拟偏差,通过地形敏感性试验,研究吕宋岛山脉地形高度对台风Megi(2010)过岛阶段路径偏折的影响。模拟试验表明,谱逼近700 hPa高度层以上天气尺度风场分量的数值试验不仅能够反映大尺度环流对台风路径的引导作用,同时保留了中低层环流对地形影响的响应,较为准确地反映了Megi靠近和登陆吕宋岛过程中的持续南压过程,以及离开吕宋岛后的突然北折过程。在此模拟基础上,通过对地形高度敏感性试验结果诊断和影响区域空气质点进行后向轨迹分析,表明在台风向山脉靠近过程中,台风外围和内核环流均受地形影响,迎风坡存在明显气流辐合,有利于台风流场与南北向山脉之间出现北风急流和轨迹汇聚带,从而产生狭管效应,造成台风移动路径南折;而台风过山后,不仅受到地形次生低压涡旋的吸引,其东侧同样出现以南风急流和轨迹汇聚为特征的狭管效应,有利于台风路径向北偏折。     

东移偶极子与台风涡旋的相互作用

用β平面准地转正压模式实施８组试验,分析东移偶极子与台风涡旋的相互作用。结果指出：这种相互作用可以引起台风环流１波非对称结构向２波非对称结构的转换;引起台风涡旋随时间衰减的速度显著变慢;引起沿西北方向移动的正常路径向北折转向或打转等异常路径的转化。     

华南沿海特大风暴潮统计分析

统计分析:1949～2008年华南沿海特大风暴潮,结果表明:特大风暴潮都由来自西太平洋、经过台湾岛南面时距离台湾岛南端60 km以上、登陆华南沿海的台风引起;台风经过台湾岛南面直到登陆,中心附近最大风力一直都≥12级,10月15日以后登陆为11级;台风路径呈东南一西北向.华南北部沿海只是在大潮期才可出现特大风暴潮,中部...     

我国台风路径业务预报误差及成因分析

利用2005 2009年中国气象局(CMA)提供的西北太平洋(包括南海)台风路径业务预报资料,比较了各类型台风路径、台风登陆位置及登陆时间的预报误差,登陆台风不同阶段以及华东登陆和华南登陆台风的路径预报误差。结果表明:CMA在2005 2009年的路径预报水平与1999 2003年的相比有了显著提高。平均南海台风预报误差大于西北太平洋。异常路径台风主要出现于南海,三个预报时效(24、48和72 h)异常路径的预报误差平均都小于正常路径。将登陆台风分为远海、登陆期间和登陆后三个阶段,显示登陆期间台风预报误差最大,同一阶段华南登陆台风的预报误差大于华东登陆台风。台风登陆位置在24、48和72 h预报时效的平均预报误差分别为71.1、122.6和210.6 km,48和72 h台风实际登陆时间有70%早于预报时间,平均分别提早8和12 h。比较大尺度引导气流与台风移动的偏差及24 h路径预报误差,得到南海三种典型登陆台风路径的大尺度引导气流与台风移动的偏差及其与路径预报误差的关系不一样,即误差成因不同。南海倒抛物线型的大尺度引导气流与台风移动的偏差最大,其预报误差最小;西一西北型的大尺度引导气流与台风移动的偏差最小,其预报误差最大,可能与大尺度环流预报准确性差有关。登陆华东的预报误差小于登陆华南台风的预报误差,这与台风登陆华南时其大尺度引导气流和台风移动的偏差大于登陆华东的台风有关。     

台风移动规律的研究 Ⅲ.台风与外界水平动量交换的影响

着重分析了流场半非对称台风的流入层和流出层与外界的水平动量交换影响台风移动的定性特征。结果表明，主要流入通道或主要流出通道位于台风右（左）侧时，有利于台风加速、左折（减速、右折）；当主要流入通道或主要流出通道位于台风后部（前部）时，有利于台风加速、右折（减速、左折）。     

台风移动规律的研究 Ⅲ.台风与外界水平动量交换的影响

着重分析了流场半非对称台风的流入层和流出层与外界的水平动量交换影响台风移动的定性特征，结果表明，主要流入通道或主要流出通道位于台风右（左）侧时，有利于台风加速，左折（减速、右折）；当主要流入通道或主要流出通道位于台风后部（前部）时，有利于台风加速，右折（减速、左折）。