三层权重订正引导台风预报方案初步应用

本文是两层引导台风预报方案的更新研究试验。在本方案中,采用了以台风中心为坐标原点的移动网格计算环境基本气流,提出了根据850、700和500hPa三层地转基本气流与当时台风移动的接近程度加权计算引导气流的新方法。1987年台风季节,在广州中心气象台实际预报试用的结果表明,本方案的24小时和48小时预报误差比相应的美国关岛发布的台风预报误差要小,比过去多年两层引导方案的平均误差也小。     

台风“利奇马”引导气流的计算方法研究

为了更准确计算台风的引导气流,基于相关系数计算方法,评估了各层环境风与台风移动速度的相关性。结果表明,剔除相关性差的低层环境风后,计算得到的引导气流与台风移动的一致性有所提高;引导气流分量的峰值谷值在时间上滞后于台风的峰谷值;低层风之所以与台风相关性差或与低空急流和地形的干扰有关。针对性调整引导气流计算方法,有助于提高引导气流与台风移动速度的相关性。     

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。     

双台风相互作用的一种分析

一、引言 台风移动主要受背景流场的“引导气流”操纵。当间距足够近的两个或多个台风同时存在时,由于台风的位置变化比较显著,由它们引起的那部份“引导气流”的变化也就较大,这就使得在多台风情况下台风路径比较复杂。 在我们的统计动力学方案中,虽然在选取样本时已经有意识地剔除了一些影响明显的双台风个例。但是,从拟合误差的初步分析中,仍然很清楚地看出,产生较大误差极     

“两层订正引导”台风路径预报方案初步应用

1970—1972年间,我们曾经在500毫巴正压形势预报的基础上用订正的引导气流方法进行台风路径的业务预报。通过几年的预报实践,联系过去对各等压面引导气流分析研究的结果,我们认识到:低层(850毫巴)引导对台风移动的作用在不少时候也是非常重要的。同时也感觉到:目前,预报低纬度地区的流场变化至少不比预报台风的移动更容易。基于以上的考虑,我们提出了一个机器定量计算与预报员分析判断相结合的两层订正引导方案。机器定量计算的部分是:根据起始时刻台风所在地区的大范围形势场,在大形势稳定和地转关系的假定下,定量计算出单纯的500毫巴引导气流、订正的500毫巴引导气流、单纯的850毫巴引导气流和订     

台风自身动力学过程(CISK)对其移动的影响

台风的移动是一个既重要又复杂的气象问题,虽然已经有过许多分析研究,但仍有不少问题没有搞清楚。在台风路径预报中,目前用得较多的方法之一是所谓“引导气流法”,它把台风作为一个“质点”,其移动只受外部流场的引导。不考虑台风自身动力学过程的影响,可能是引导气流法出现台风路径预报误差的重要原因之一。因为实际台风是一种极为活跃的天气系统,不能视其为完全被动的“质点”。除了外界环境(引导气流)对台风的移动有影响外,台风本身的动力学过程和结构也必然对其移动有不可忽视的作用。 根据第二类条件不稳定理论,台风的形成和发展是积云对流和天气尺度低压扰动间正反馈的结果。     

2013年欧洲中心台风集合预报的检验

广州中心气象台利用中国气象局下发的欧洲中心台风集合预报数据,制作了台风集合预报产品,供业务参考应用。利用欧洲中心台风集合预报数据,对2013年1307—1331号热带气旋的集合预报路径和强度进行检验,通过对比集合平均、模式高分辨率确定性预报和预报员主观预报,发现路径集合平均在24~120 h预报误差最小;在有限的预报样本数中,从热带风暴到台风级别的热带气旋,各预报时效路径集合平均的误差随强度增强而减小;强引导气流背景下的热带气旋预报误差小于弱引导气流的误差。对比强度集合平均和模式高分辨率确定性预报,发现各时效集合平均的误差比确定性预报大,随着预报时效的延长误差没有明显增大或减小的趋势,而且强度集合平均预报,在中心最低气压、中心最大风速、热带气旋等级都表现出明显的系统性偏弱特征;对不同级别的热带气旋强度预报,集合平均的误差随强度增强而增大,即强度集合预报对强度较弱的热带气旋有更高的准确率;对比受强、弱引导气流影响的两类热带气旋,集合平均对受弱引导气流影响的一类预报误差更小。     

影响台风移动因子的数值研究

本文采用有辐散的正压原始方程模式对影响台风涡旋移动的因子进行了数值试验,试验结果表明:(1)在无环境风条件下,台风涡旋向西北方向移动,移速与台风切向风速、台风半径和台风区f场的特征有关,台风外区(指最大风速半径以外台风区域)切向风速越大、台风半径越大,台风涡旋移速向北分量越大。(2)均一环境风场中,台风移动受基本气流的平流、β效应和指向引导气流左侧的横向加速度的作用,其中基本气流的引导作用是主要的。台风移速与引导气流速度比在东风气流中要大于西风气流中,而台风移向与基本气流之间的偏角在西风气流中要大于在东风气流中。(3)台风涡旋有沿基本气流绝对涡度梯度方向的次级运动分量。(4)台风涡旋在有切变的西风气流中比在均一西风气流中易发展加强,而它的移动更偏向引导气流的左侧。      

回顾超强台风“布拉万”及其异常路径分析

2012年8月下旬,超强台风"布拉万"对东北地区造成极大影响。该台风路径属于北折异常路径,本文对该台风路径异常原因试做分析,结果表明:主要影响系统依然是西太平洋副热带高压的引导气流的作用,前期大陆低压槽的东移对西太平洋副热带高压有挤压作用,导致台风布拉万的主要影响气流转为偏西方向;大陆低压槽后期与西太平洋副热带高压的对峙时间较长,有较强的偏南气流,再加上台风"天秤"的双台风互旋作用,使台风"布拉万"被北抬,因此维持较长时间的向北方向移动。950-250 h Pa的深层次引导气流,与700 h Pa的引导气流与台风的移动速度也较一致。因此,注意大型环流场与引导气流的变化对台风的预报,依然具有非常重要的指导意义。     

关于双台风相互作用的初步分析

本文应用1961—78年西北大平洋30对双台风资料,分析了双台风互旋与双台风中心间距、强度及相互方位的关系,并应用天气学方法计算和分析了单纯的双台风互旋与环境流场引导气流的作用,指出在双台风形势下,环境流场的引导作用是重要的。     

GRAPES_TYM模式对TC路径及环境引导气流预报检验分析

对2012—2013年GRAPES_TYM模式热带气旋路径预报结果进行检验,结果表明:模式对所有类型路径预报在24h、48h和72h预报时效的平均距离误差分别为94.3km,143.7km和260.8km,并且存在偏北的系统性偏差;对于南海TC,模式对TC移向预报较实况偏右,移速误差较小,移向偏差是路径偏差的主要原因;另外统计得到模式对TC移向的预报偏差与对其环境引导气流预报偏差有密切的关系,以1213号台风"启德"为例进一步通过移向误差诊断方程探讨了环境引导气流预报偏差(包括环境风场预报偏差、环境引导气流半径偏差及环境引导气流厚度偏差)对TC移向偏差的影响,而环境引导气流预报误差来源与模式对大尺度天气系统、TC大小及强度的预报偏差有关。     

2018年台风“摩羯”和“温比亚”路径的影响因子分析

利用中国气象局(CMA)提供的热带气旋最佳路径资料和欧洲中心(ECMWF)提供的ERA interim再分析资料,对2018年两个北上影响山东的台风"摩羯"和"温比亚"路径差异的原因进行分析发现:"摩羯"和"温比亚"台风路径的差异主要与周围天气系统分布差异有关,两台风均先后受到副热带高压和大陆高压的影响,"温比亚"还受高空槽的影响,使其转向角度较大,而台风与高压系统相互作用形成的引导气流是影响这两个台风路径的主要因素。"摩羯"和"温比亚"的最佳引导气流均位于台风中心5个纬度半径内,不同阶段所受引导气流的高度存在差异,台风登陆前中低层引导气流对台风移向的指示作用均优于高层,登陆后转向前纬向引导气流均优于经向,但稳定性稍差,转向后除"温比亚"经向引导气流相关较差外均整层相关较好,中高层略优于低层,且高层风(300～200hPa)可以提前12h预报台风转向。此外,台风总是向着台风附近的正涡度平流方向移动,正涡度平流越强,台风移动越快。     

台风珍珠和鲇鱼北折路径对比分析

“珍珠”（0601,Chanchu）和“鲇鱼”（1013,Megi）都是发生北折路径的台风,通过分析发现导致台风珍珠和鲇鱼路径北折的天气形势变化有一些相同点：都发生在环境场的调整中,有西风槽影响华南的副热带高压,使之减弱东退、台风移速减慢,然后副热带高压加强并从台风南部向西南伸展、与赤道高压打通,其西侧的偏南气流与越赤道气流会合引导台风向北移动;同时有弱冷空气南侵。上述环境场的突然变化导致引导气流方向发生突然变化,是这两个台风西行北折的重要原因。引导气流分析还发现,秋台风鲇鱼最佳引导气流所在高度低于初夏台风珍珠。另外,不同的路径预报方法、不同的模式和超级集合预报提供了各种台风路径预报信息,在应用这些信息时要密切结合实况天气形势的变化,进行路径预报订正。     

台风预报方法

将某一等压面上的气流看成引导气流,来作台风路径预报,这类方法有许多种,但对于深厚的台风系统,引导气流的概念很模糊。由于台风环流与其周围流场互相影响,随时间变化很大,不能解决2—3天的预报问题。几年来,我们为改进台风路径预报作了一些尝试。提出了几种方法,现简介如下。     

一种定量预报台风路径的引导气流法模式

1思路引导气流法是利用影响台风移动外力作用的主要因子制作台风路径短期预报的，台风过去的平均移动状态大致是过去基本流场的平均状态，而影响台风未来移动的引导气流，可用附近区域的基本气流来表示，这一区域多数选在台风移动前方6～12纬距之间。因此，本文取台风移动前方约6～12纬距区域的引导气流状态与台风过去平均移动状态的平均值作为台风未来移动平均状态的主要预报依据，同时参照台风本身的内力作用和天气分型进行修订，从而建立一种台风路径的24小时定量预报模式。2模式2．1资料和因子本文采用的资料是中央台编制的历史天气图。…     

台风移动的统计研究

到目前为止,人们对台风的移动进行了许多理论上和统计上的研究,认识到台风可沿着引导气流移动。最近又提出了台风移动的某些定量预报方法,台风的位置也可以通过气象卫星资料进行精确的定位。本文从天气学的观点,对出现在远东地区的台风进行了统计研究。 经分析得出下列一些有兴趣的结果:(1)尽管台风基本上沿着其引导气流移动,但减弱的台风偏向于基本气流气压较高的一侧,发展的台风偏向于气压较低的一侧。(2)对于发展的台风来说,其基本气流的垂直风切变从对流层低层到对流层高层间发生变化,而对于减弱的台风来说,不存在这种变化。     

台风路径与各等压面上基本气流的关系

本文通过71次个例,对台风的移动与地面到200毫巴各个主要等压面上基本气流的关系作了分析。所得结果如下:台风的路径对于700毫巴及以上的各层气流和以下的低层气流表现两种不同的偏离倾向。作者认为:采用上下两层做引导气流比目前一般所用的单独某一等压面上的引导气流要优越些,并不一定需要采用好几层等压面上的引导气流。     

台风"烟花"缓慢移动的机理研究:远距离双台风相互作用

本文通过一系列敏感性试验探究台风"烟花"移动缓慢的可能机理。结果表明:台风"烟花"的移动对台风"尼伯特"的强度较为敏感。"尼伯特"强度主要通过影响其附近大尺度低压系统的强度与范围,间接影响"烟花"的大尺度引导气流,进而影响"烟花"的移动。具体而言,"尼伯特"与其附近大尺度低压系统环流共同激发西北风引导气流,抵消了部分副高西南侧的东南风引导气流,从而造成"烟花"受到的大尺度引导气流偏弱,致使其移动缓慢,路径复杂。此外,当"尼伯特"强度越大时,以上过程对"烟花"移动的影响也越大。因此,当两个台风相距较远时,双台风相互作用可能通过影响周围的大尺度系统,间接对台风路径产生较大影响。     

500mb压能场在台风路径预报中的应用

在研究台风暴雨预报中包澄澜等指出,低空压能场有独特的作用,并认为在低纬度地区分析压能场似乎比分析气压场更合理些。我们发现在台风路径较复杂多变时,其移动方向与500mb高度场形势有较明显的偏差,引导气流的应用不太适宜。为此,我们选择两个台风个例(7910、7504)计算了500mb压能场,试用在台风路径预报中,发现两者有一定的关系。压能场公式的推导:取单位质量空气无摩擦运动方程     

南海台风"韦帕"生成环境条件及移动转向成因分析

利用华南区域常规观测站资料、静止卫星红外云图及NCEP格点再分析资料,对2019年第7号台风"韦帕"生成环境条件、移动转向的成因进行了分析.结果 表明,台风"韦帕"生成于热带辐合带弱垂直风切变中心附近,高海温是其生成及发展的基础条件,强度维持与西南季风及越赤道气流卷入密切相关.感热通量和潜热通量变化显示,"韦帕"所获取的海表面热通量较少,这是其强度增强有限的主要原因;台风移动路径与引导气流密切相关,其不同阶段受不同层次引导气流影响,且引导气流弱,台风移动速度也较慢;台风"韦帕"发生停滞及转向,主要由于大尺度环境场发生明显改变,西太平洋副热带高压、南亚高压及东风波都起重要的影响;低层台风中心附近风速变化影响台风环流结构内力的方向大小,也会造成台风路径移向的变化,高层辐散区对台风中心移动有"引导"作用.