应用ω方程对爆发性气旋与非爆发性气旋的诊断对比分析

对发生在北太平洋西部中高纬度海洋上的两个爆发性气旋和一个非爆发性气旋进行了非地转ω方程诊断分析。认为强的温度平流、涡度平流、位涡平流和凝结潜热释放是使气旋爆发性发展的主要因子,爆发性气旋发展过程中是一特殊的斜压过程、存在着某种自我激发的机制。非爆发性气旋不但其发展因子（如涡度平流、温度平流、位涡平流、潜热释放等）在量的方面较爆发性气旋要小,自我激发性机制表现得也不明显。爆发性气旋与非爆发性气旋的发     

一次黄海入海气旋爆发性发展的诊断分析

对2013年11月一次黄海入海气旋的爆发性发展过程进行了诊断分析,结果显示:此次气旋入海发展过程中始终位于500 h Pa高空槽前,槽前正涡度平流和强烈暖平流是气旋爆发性发展的主要原因。对流层高层有明显正位涡下传至低层,引起地面气旋性涡度发展,对气旋爆发性发展有重要作用;气旋发展过程中始终位于高空急流出口区左侧,高空辐散、低空辐合以及强上升运动提供了气旋发展的动力条件;除了低空急流输送,海洋和大气之间耦合作用为气旋爆发性发展提供了必要的热量输送。     

台风"摩羯"(1814)残涡经渤海突然增强成因分析

利用气象常规资料、自动站资料、FY-4 可见光云图和 NCEP/NCAR 1毅伊1毅再分析资料，对 2018 年 14 号台风“摩羯”残涡经渤海增强前后热力、动力和水汽特征进行分析，结论如下：台风登陆北上后变性为温带气旋，其热力结构呈非对称分布，垂直风切变具有温带气旋特征，台风残涡入海后高空辐散、整层涡度、水汽通量和水汽通量速度等物理因子均明显增强。利用 Petterssen 气旋发展公式探讨入海增强原因，台风残涡入海前，温度平流对台风发展起主要作用，涡度平流对台风发展起抑制作用，台风残涡入海后，温度平流和涡度平流皆有利于台风残涡增强。非绝热加热作用在整个研究时段有利于台风发展，降水释放潜热加热对台风入海增强有正反馈作用，这种作用表现为一种突发性增大的特征。海洋平坦下垫面和适宜的海温是台风残涡入海增强的原因之一。     

温带爆发性气旋的天气尺度诊断分析

本文根据ＭＭ４模式输出资料，利用平衡模式的ω－方程对１９８３年４月２５－２６日的模式气旋作了诊断分析，结果显示，气旋爆发性剧烈发展，与大尺度加热，积云对流加热，温度平流，涡度平流等物理因子密切相关，其中以温度平流和非绝热热尤为重要。     

2006年6月北大西洋上热带风暴Alberto变性后爆发性发展机理分析

本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的ERA5客观再分析资料、气象卫星合作研究所(Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies,CIMSS)提供的红外卫星云图资料,对2006年6月14~20日发生在北大西洋上的一个爆发性气旋进行分析。该气旋由热带风暴阿尔贝托(Tropical Storm Alberto)变性后发展而来,是2000—2016年的17个夏季(6、7和8月)发生在北大西洋上的中心气压加深率最大的爆发性气旋个例。该气旋的演变过程可划分为初始、发展、成熟和衰亡四个阶段。本文旨在分析气旋演变过程中的云系特点、气旋爆发前后的高低空环流形势和高低空相互作用。分析显示,低层强烈的温度平流导致的大气斜压性是利于气旋发展的重要环境条件;500 hPa槽前的正涡度平流可为气旋发展提供动力强迫;高层异常PV的下传对气旋发展有促进作用;潜热释放(Q2/CP)主要位于对流层的中低层,这有利于气旋发展。利用Zwack-Okossi方程进行诊断分析发现,在该气旋发展过程中绝对涡度平流项和非绝热项的贡献为正,且非绝热加热对气旋快速发展的贡献最大,而温度平流项和绝热项对气旋发展起阻碍作用。     

西北太平洋一个超强爆发性气旋的分析

利用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)提供的CFSv2(Climate Forecast System Version 2)资料和日本高知大学提供的MTSAT-1R(Multi-functional Transport Satellites-1R)卫星红外波段反照率资料,对2013年1月发生在西北太平洋上的一个超强爆发性气旋进行了研究,利用天气分析和诊断分析等方法,详细分析了该爆发性气旋的结构特征。发现该气旋在爆发性发展的后期位于高空急流的北侧,高空的强辐散有利于气旋的发展。气旋上空500hPa的低压槽在14日12UTC显著加深,槽前的正涡度平流有利于海平面气压降低。与气旋伴随的冷锋存在鼻状结构,在800hPa以下,假相当位温随高度降低,低层大气呈对流性不稳定状态。利用涡度方程对气旋进行诊断分析,发现平流项和拉伸项为气旋涡度变化的主要贡献项。设计了围绕气旋中心15(°)×15(°)的区域,发现不同时刻的沿区域四边积分的环流、区域内面积平均的非绝热加热、水汽通量散度和垂直速度4个物理量存在正反馈过程,即气旋爆发性发展的前期存在类似CISK的正反馈机制。     

大气斜压性与入海江淮气旋发展的个例研究

在详细分析 1 990年、1 993年 6月两个东海气旋入海发展的大尺度环境条件的基础上 ,利用倾斜涡度发展理论 (SVD)建立了风垂直切变与垂直涡度的联系 ,并进行了分析和验证 .结果表明 :在气旋入东海发展初期 ,其所在区域风垂直切变的增强有利于气旋发展 .另外 ,对高空急流与气旋发展的关系进行了探讨 ,伴随气旋发展高空西风急流强度有所增强 ,在气旋整个生命期中气旋位置有从高空急流入口区的南侧向出口区的北侧移动的趋势 .这些研究加深了对大气斜压重要性的认识     

2016年10月11-19日东南太平洋一次温带气旋过程分析

利用美国国家环境预报中心发布的FNL资料、红外卫星云图资料和船测资料,对2016年10月17-19日某船舶在东南太平洋遭遇的一次温带气旋过程进行研究,以此为大洋航线上温带气旋预报保障能力提高积累经验。结果表明:(1)温带气旋A由绕极槽北伸切断发展而来,自西向东移动过程中在南太平洋大洋中部与另一气旋B合并加强对船舶航行造成影响;(2)气旋A初生阶段,大气低层旋转程度较强;成熟发展阶段在近地面、大气上层旋转程度较强;当气旋B初生发展时,气旋A中心附近自500 hPa以下为绝对涡度小值区,其上为绝对涡度大值区,绝对涡度垂直轴线向近B一侧倾斜;(3)槽后及气旋中心附近正涡度平流与槽前随高度增强的暖平流共同促使气旋发展。     

一次猛烈低压大风的诊断分析

对舟山海域一次猛烈的低压大风过程进行了诊断分析。结果表明:地面气旋的强烈发展是由于其与高空疏散槽前的正涡度平流中心、辐散中心和暖平流中心在垂直方向紧密耦合的结果,高空急流的活动和加强进一步促进了地面气旋的发展,地面气旋发生发展在青藏高原上空西北急流出口区的左侧和日本海上空西南急流入口区的右侧。地面气旋的发展和冷空气共同作用造成的强气压梯度是引起海上强风的主要原因;高空西南急流轴附近激发出的次级环流下沉支中往南的非地转风,加大了地面风速;对流层中下层垂直环流由上升运动转为一致的下沉运动,引起动量下传进一步加大了地面风速。     

一个温带海洋气旋爆发性发展的动力学分析

本文对1982年3月11～16日出现在西北太平洋地区的一个强温带海洋气旋的爆发性发展过程进行了诊断分析。重点讨论了斜压不稳定和非绝热加热过程在气旋发展不同阶段的特点和相互作用。分析揭示,在气旋发展初期低层与高层扰动在垂直方向是分离的,尺度和移速都不同。由高低层等熵位涡扰动的相对位相分析发现,在发展初期斜压不稳定条件对发展是不利的,而在爆发阶段则非常有利。由湿位涡和水汽辐合,等熵运动和非地转运动分析指出,非绝热加热过程在前边两个阶段都很重要。在爆发阶段斜压不稳定与非绝热加热过程相互作用,产生正反馈,使气旋得到爆发性发展。     

9711号热带气旋温带转变过程分析

本文利用天气学及诊断分析的方法，对9711号热带气旋两次登陆前后物理量场的变化进行了分析，结果表明：9711号热带气旋进入渤海后强度得到了加强，表现在暖中心的增强及中心气压的降低。中高纬冷空气的加入、对流层上层较强的辐散及正的涡度平流对气旋的再次发展起了关键作用。一些物理量场的分布直接影响着热带气旋的路径。     

2007-2018年黄渤海海冰气候特征及其对气象因子的响应

基于美国国家冰雪数据中心 （NSIDC） 海冰资料、美国国家环境预报中心 （NCEP） 再分析格点数据和黄渤海近岸13个气象站点逐日气温数据，通过相关分析和合成分析，研究了 2007-2018 年黄渤海海冰范围的变化特征，探讨了近 12 年黄渤海海冰范围对近岸陆地气温、大气环流和局地天气过程的响应。结果表明: （1） 黄渤海海冰范围年际振荡明显，近 12 年呈现先增加后减小的趋势，与同期黄渤海近岸气温呈显著负相关关系；每年 1 月下旬至 2 月下旬是一年中海冰范围最大的时期。（2） 海冰范围偏大与偏小年份东亚地区 500 hPa 大气环流形势呈现出近乎相反的分布。 （3） 东亚阻塞形势的建立是黄渤海海冰范围爆发性增大的一个前兆信号，它带来的大风降温天气是造成黄渤海海冰范围爆发性增大的重要原因.     

一次黄海爆发性气旋的观测分析和数值模拟研究

本文利用再分析资料和WRFV3.9模式（Weather Research and Forecasting Model）对2020年7月22－24日发生在黄海海域的一次爆发性气旋进行了研究,并对其演变过程和发展机制进行了详细分析。该气旋22日12UTC在山东南部生成,入海后开始爆发性发展,最大加深率达到1.2 Bergeron,23日在黄海中部气压降至最低990 hPa左右,24日在韩国登陆。高空强辐散、低层的暖舌结构、水汽输送和下垫面热通量的变化增强了大气斜压性,使其迅速发展。使用WRF模式对气旋进行模拟,涡度的诊断分析表明,大气低层强斜压性主要通过涡度方程的散度项对气旋的发展起作用,对流项在涡度发展旺盛的时刻也有一定影响。海温的敏感性试验表明,海温变化对气旋移动路径和中心气压影响明显。     

2010年2月一次冬季黄海海雾的成因分析

利用青岛浮标观测、自动气象站观测、Micaps站点观测、L波段雷达等观测数据,New Generation SST,OI-SST和NCEP提供的FNL和CFSR再分析数据。并利用中尺度模式WRF对这次冬季海雾进行诊断分析。得到以下结论:(1)观测表明,这次海雾首先在黄海北部生成,是由于冷暖空气在黄海海域交汇,增大相对湿度,形成混合雾。在22日12:00时(UTC)之后,暖平流北上,冷平流消失。海雾逐渐转成平流冷却雾。青岛出现的海雾是从黄海发展过来的,并且为平流冷却雾。(2)在黄海,冷暖空气混合增大相对湿度,生成混合雾。与后期的平流冷却雾相比,混合雾的高度明显偏低。(3)海温异常偏低。在2010年2月渤海大面积结冰,海温偏低可能与融冰有关系。(4)模式结果表明,混合雾与冷水域的关系密切。平流冷却雾与冷水域的位置基本一致。混合雾和平流冷却雾都受海温影响较大。混合雾雾区变化很大,因为冷空气在移动过程中变性,不利于混合雾生成。冷海面对平流冷却雾起着很关键的作用。这次冬季海雾与春夏季黄海海雾的不同点在:这次海雾的发生机制不同于典型的春夏季黄海海雾。春夏季典型的黄海海雾主要是平流冷却雾,而这次冬季海雾在生成上首先是混合雾,后来转为平流冷却雾。     

2003年3月北大西洋上两个爆发性气旋的“吞并”过程及发展机制分析

本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的0.125(°)×0.125(°)的ERA-Interim再分析资料、美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)提供的MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)可见光云图、气象卫星合作研究所(Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies,CIMSS)提供的GOES-EAST红外卫星云图等资料以及WRF(Weather Research and Forecasting)数值模式的模拟结果,对2003年3月北大西洋上一个爆发性气旋B“吞并”另一个气旋A后快速发展机制进行了分析。气旋A和B均生成于美国东部,气旋A于2003年3月5日06 UTC生成,气旋B于6日00 UTC生成,且比气旋A向东北方向移动得更快,7日18 UTC达到最大加深率3.27 hPa·h^-1。在北大西洋中部地区,从8日00 UTC开始,气旋B吞并气旋A后形成气旋C,8日12 UTC气旋C中心气压达到最低值938.3 hPa。高空急流、低空水汽输送和潜热释放为气旋A和气旋B的快速发展提供了有利的环流背景场。气旋B吞并气旋A的过程经历三个阶段:前期阶段、吞并阶段、完成阶段。利用WRF模式模拟结果的分析表明,气旋A和B之间建立水汽输运通道,水汽从气旋A向气旋B输送。气旋B吞并气旋A后形成气旋C快速发展的主要原因是暖平流的作用。     

Numerical study of rapid cyclogenesis over sea

A five-layer primitive equation model was used in the study of rapid cyclogenesis over sea. The numerical simulations show that'the Tibetan Plateau, large-scale baroclinicity and heat flux from the sea surface are the three important agents to produce cyclonic vorticity along the east coast of China. The diagnostic computation of a 24 h control simulation indicates that the nonlinear vorticity advec-tion, baroclinicity and diabatic heating are also responsible for the development of the extratropical cyclones over seas.     

渤、黄、东海海流和潮汐共同作用下的悬浮物输运、沉积及其季节变化

渤、黄、东海是一个水动力状况相当复杂的半封闭宽陆架海，本海区悬浮颗粒物含量高，季节变化明显，影响范围广，是世界上悬浮物含量最高的海域之一。对于该海域悬浮物的输运沉积过程、分布规律以及底质分布等中外学者均进行过比较深入的研究(秦蕴珊，1963； Honjo et al.，1974；Milliman et al.，1985，1986；秦蕴珊等，1987，1989；杨作升等，1992；Li et al.，1997；孙效功等，2000；雷坤等，2001)。然而，以往的研究大都基于实际海洋调查资料，由于受实测资料在时间和空间覆盖范围上的限制，很难从整体上把握渤、黄、东海陆架区悬浮物输运的时间和空间变化规律。数值模拟的方法能很好地克服上述局限，已有学者从不同角度对渤、黄、东海的某些海域的悬浮物进行了模拟研究。 董礼先等(1989)首先模拟了在二维潮流场作用下，黄、渤海推移质和悬移质的输运状况，得出潮流作用下海底的冲淤状况。Graber等(1989)利用有限水深的风浪模型、模拟了风浪对悬浮物输运、沉积的作用。Yanagi等(1995)用拉格朗日粒子追踪方法对整个东中国海冬季悬浮物的输运、沉积过程进行了计算。江文胜等(2000，2001)考虑了风等气象要素、外海传入的潮波的作用、悬浮物的沉降及再悬浮机制，对渤海中悬浮物的浓度进行了数值模拟。 海洋环流、潮汐、潮流和波浪均对悬浮物的输运与沉积产生影响，尤其在中陆架和外陆架地区，环流对悬浮物的长期输运起决定性作用，因此以往仅针对潮流、风浪作用的模拟很不完整，其结果与实际情况的差别也会较大。其次，海水的流动处在不断变化之中，小到日变化、月变化，大到季节变化、年际变化，因此定常风场、定常温盐场的环流模拟，即诊断流场并不符合实际情形。本文将首先对渤、黄、东海月平均风场、温盐场作用下的环流场进行模拟，进而探讨环流以及潮汐、潮流共同作用下的悬浮物输运过程及其季节变化规律。     

南大洋气旋气候与变化特征

A new climatology of cyclones in the Southern Ocean is generated by applying an automated cyclone detection and tracking algorithm(developed by Hodges at the Reading University) for an improved and relatively highresolution European Centre for Medium-Range Weather Forecasts atmospheric reanalysis during 1979–2013.A validation shows that identified cyclone tracks are in good agreement with a available analyzed cyclone product.The climatological characteristics of the Southern Ocean cyclones are then analyzed,including track,number,density,intensity,deepening rate and explosive events.An analysis shows that the number of cyclones in the Southern Ocean has increased for 1979–2013,but only statistically significant in summer.Coincident with the circumpolar trough,a single high-density band of cyclones is observed in 55°–67°S,and cyclone density has generally increased in north of this band for 1979–2013,except summer.The intensity of up to 70% cyclones in the Southern Ocean is less than 980 h Pa,and only a few cyclones with pressure less than 920 h Pa are detected for1979–2013.Further analysis shows that a high frequency of explosive cyclones is located in the band of 45°–55°S,and the Atlantic Ocean sector has much higher frequent occurrence of the explosive cyclones than that in the Pacific Ocean sector.Additionally,the relationship between cyclone activities in the Southern Ocean and the Southern Annular Mode is discussed.