台风“麦莎”路径东折分析及NWP产品检验

本文利用气象常规资料、NCEP／NCAR再分析资料和数值预报产品（NWP）资料对0509台风“麦莎”路径两次明显东折（7日11时和8日23时）的原因进行了分析，并对NWP产品对麦莎路径的预报结果进行了检验。结果表明：麦莎路径主要受西太平洋副热带高压（副高，下同）与西风带环流的影响，两次明显东折与西风带环流的经、纬向调整及副高由块状变为带状有关；“副高南落”指标和广义李雅普诺夫稳定度判据中J22的符号分别对应了麦莎的两次明显东折；麦莎中心气压和风力变化与台风的两次明显东折有很好的对应关系。另外，T213资料的涡度和位温预报场对台风的两次明显东折有一定的指示意义。NWP产品24h内对台风路径的预报效果较好，但对台风的第二次东折预报较差。     

台风"艾利"运动路径两次左折成因分析

对台风"艾利"的移动路径两次左折成因分析表明西风带的长波调整作用、大陆高压的引导作用、台风"暹芭"对副热带高压南落的阻挡作用和双台风的互旋作用导致了台风"艾利"路径的两次左折.并提出了此类特殊台风路径的预报着眼点.     

"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。     

台风麦莎渤海转向的可预报性研究

利用MM5模式研究了2005年第9号台风"麦莎"在渤海向东北转向路径的可预报性.试验用不同的积云参数化方案、不同的预报时效分别从确定性和集合预报角度对"麦莎"在渤海向东北方向的转向过程做了模拟.结果表明,"麦莎"在渤海的转向可预报时效为48小时左右.不同的积云参数化方案对台风麦莎路径的48小时预报结果显示台风均转向东北,预示"麦莎 "基本不会直接影响北京.60和72小时的预报结果显示,Kuo和Betts-Miller积云参数化方案的台风模拟路径与实况比较接近,而Grell和KeinFritch积云参数化方案的台风模拟路径却偏向了实际台风位置的西北,台风有可能直接影响北京.研究表明,对于台风麦莎而言,时效超过两天的转向预报可信度较低,Kuo和Betts-Miller积云参数化方案的预报准确性较高.     

台风“达维”移动路径成因分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析资料和常规气象观测资料,综合分析了环流背景、"双台风效应"、冷空气活动和海陆下垫面对台风"达维"移动路径变化的影响,结果表明:(1)台风路径在登陆时第1次发生西折的主要原因是500 hPa副高东撤并由带状调整为块状分布,台风"苏拉"对"达维"吸附作用加强,且台风避开冷SST区趋向暖SST区行进;(2)鲁中山区的地形对台风第2次转向起到重要的阻挡作用,副高588线西伸明显,而副高边缘的西南气流增加了台风的东移分量,西风环流上短波槽的发展南下使台风向西移动的分量减弱消失,双台风强度的减弱和距离的增加使台风的吸附作用迅速减弱,这些因素共同导致了台风第2次转向。     

秋季台风“海燕”的特点及成因分析

1330号秋季台风"海燕"具有强度强、维持时间长、路径东折、造成风雨强的特点。利用NCEP再分析资料、CMABST最佳台风路径数据、卫星云图等资料,进行天气学以及动力诊断分析,结果表明:(1)"海燕"强度强,减弱缓慢的主要原因是:弱冷空气从低层不断侵入台风低压的北部,使斜压性加强,气旋性扰动加大;副高、西风槽和"海燕"的位置配置,使得"海燕"北侧的偏西风天气系统和南侧的西南风系统加强;200hPa强辐散提供了有利的高空"抽气"作用。(2)"海燕"路径出现转向东折的主要原因是副高减弱东退,当台风中心越过副高脊线进入西风带系统时,引导气流的转变导致台风转向东北方向移动。卫星云图从对称圆形转为东北-西南走向,预示着台风向东北移动的分量加大。(3)"海燕"影响期间,在广西产生了超过历史同期极值的强降水,其主要原因是东北槽引导适当冷空气的入侵,副高和南支槽的位置配置、广西处于高湿不稳定的环境场也是造成强降水的原因之一。     

台风“妮妲”的数值模拟与暴雨成因分析

利用NCEP再分析资料(1°×1°),使用WRF模式对1604号台风"妮妲"进行了数值模拟,分析了该次台风暴雨形成的环流形势、动力、热力等条件,并探讨台风外围环流触发强对流天气过程的各云微物理量分布特征,结果表明:(1)"妮妲"是在副高偏强且稳定的环流背景下发生的,台风路径为稳定西北向,降水分布南多北少;(2)整个过程可分为台风本体降水和台风外围雨带降水,相对于本体降水,台风外围雨带产生的降水更具有短时强降水的特点;(3)对台风外围环流强降水的预报,能否准确判断冷空气的位置成为预报准确与否的关键;(4)该次台风过程外围环流引发的强降水天气、雪和霰的大值区分别位于雨水大值区的下游和上游方向,结合雷达产品,可能对降水大值区有一定的指示作用。     

9806号台风路径西折的成因分析

用天气学和统计方法对9806号台风路径近海西折进行了分析,并同7708号台风等历史个例对比,得出西风带调整、东环副高加强、低层东北气流的盛行和其他台风的活动是9806号台风近海西折的主要原因,也是台风西折后持续朝偏西方向移动的原因,这些工作为以后预报类似台风拓宽了思路。     

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。     

9711号台风的移动路径和影响山东的特大暴雨分析

对９７１１号台风的移动路径及其造成的暴雨进行了分析。分析表明,副高外围环流在台风移动过程中有明显的引导作用;台风的移动路径和暴雨落区与正涡度轴线及高能轴线都有较好的对应关系;对流层中层变能场的分布对台风移动路径有明显的预报指示意义。     

我国东南海岸线分布对9216号台风暴雨增幅影响的数值研究

利用一个三重水平结构，双向嵌套的台风数值模式，以１９９２年８月２９日１２冒为初始场，根据模式中地形插值时遇到的问题，设计了实际海岩线与扩展海岸线两种方案，对９２１６号登陆台风及其暴雨进行了对比模拟试验。结果表明：地形动力抬升形成的对流陈水是台风暴雨增幅的一个重要原因。     

局地积云降水过程对云结构的影响

本文考虑了降水过程中水滴对空气的拖带作用和降温作用,并考虑到含水量变化时,由于水滴对空气拖带力的变化,而对垂直运动产生的反馈影响,导出了局地积云的运动方程、热力方程和含水量方程,并由此研究在降水过程中云中空气垂直运动、云内外温差和含水量结构的变化。计算结果指出,局地积云在降水过程的影响下,云中空气的垂直运动、云内外温差和含水量都要明显变小,并且很快地由下向上逐渐出现下沉运动,云也由下向上逐渐消散。计算结果与实际观测现象是基本相似的。本文共做了五个不同条件的个例数值计算,并由此分析比较了不同降水强度、不同稳定度、不同云中初始条件和不同云外环境所起的不同作用。     

气候系统性态行为复杂性的探索

用滑动t-检验方法(Moving t-tcst technique)对中国东部部分地区年降水量序列进行阶段分析,从各阶段气候性态频率分布特征得到启示．对气候系统性态行为的复杂性进行探索。提出气候系统性态行为的确定性与随机性份额比接近Fibonacci数(黄金分割比)的假设。用信息论的方法对气候变量的不确定性做了定量计算和分析，讨论了气候预测的局限性．提出气候预测(以年降水量为例)准确率的理论上限在中国北方可能为75％左右：在中国南方可能为80％左右。     

非绝热加热及地形动力作用下的大气环流长期演变过程

本文建立了一个理想的大气环流数值试验模式,其中简单地考虑了辐射、湍流、凝结加热及地形的动力作用。模式中放了两个陆地和两个海洋,海陆的影响由给定的下垫面温度表现出来。把方程组化成常微分方程组后,用Runge-Kutta方法在电子计算机上求数值解。 首先,在非绝热加热的作用下,由静止大气开始经过40天就建立起基本气流。其次,在具有年周期的太阳辐射、下垫面温度及凝结加热的作用下,基本气流以年周期变化。扰动也有明显的年周期,夏季扰动振幅变小,冬季扰动振幅变大,而且海陆温度的季节变化能控制波数为2的超长波的进退。夏季温度槽位于海洋东部,冬季位于大陆东部。 最后,在数值试验中看到初始场的影响只有100天左右。     

亚洲夏季风各子系统主要变率相互关系初析

使用NCEP/NCAR再分析资料和CMAP月平均降水资料分析了亚洲夏季风各个子系统的相互关系。结果表明亚洲夏季风子系统之间存在显著相关。从同期强度变化可知,当东亚季风偏强时,大尺度亚洲季风、东南亚季风、南亚季风均偏弱,相关区域降水偏少;而同时大尺度亚洲季风偏强时,东南亚和南亚季风偏强,相关区域降水偏多;东南亚季风偏强时,南亚季风偏弱,南亚地区降水偏少;反之亦然。从不同周期强度变化可知各个子系统相关仍然显著。      

地球旋转向量水平分量对赤道β平面上波动的影响

文中利用合理的赤道 β平面近似方程组研究 β效应和地球旋转向量水平分量 (即Coriolis力分量 f*=2 Ω cosφ)共同作用下低纬度大气波动的特征。定性结果分析表明 ,若扰动与纬度有关 (混合 Rossby-重力波和 Rossby波 ) ,f*虽然不影响波动传播的频率特征 ,但修改其决定波动经向结构的振幅。如果扰动与纬度无关 (Kelvin波 ) ,则 f*的影响消失 ,这与 f*- f平面上波动的情况显然不同。     

气象资料三维化技术中的插值问题

通过对不同源气象资料及数字地理信息资料的插值，实现了不同气象资料与地理信息资料分辨率的协调；从而将多种信息叠加到一起，实现了多源资料的二维、三维仿真显示。这对于模拟真实的大气空间结构、理解地形及植被对大气运动的影响、辨识各种天气系统及多种信息的融合等有积极意义。     

THE ANALYSIS OF THE RELATIONSHIP BETWEEN THE SUBSYSTEMS OF THE ASIAN SUMMER MONSOON

In this study, the relationship between the subsystems of Asian summer monsoon is analyzed using U.S. National Centers for Environmental Protection/National Center for Atmospheric Research reanalysis and Climate Prediction Center Merged Analysis of Precipitation monthly mean precipitation data. The results showed that there is significant correlation between the subsystems of Asian summer monsoon. The changes of intensity over the same period show that weak large-scale Asian monsoon, Southeast Asia monsoon and South Asian monsoon are associated with strong East Asian monsoon and decreasing rainfall in related areas. And when the large-scale Asian monsoon is strong, Southeast Asia and South Asia monsoons will be strong and precipitation will increase. While the Southeast Asia monsoon is strong, the South Asia monsoon is weak and the rainfall of South Asia is decreasing, and vice versa. The various subsystems are significantly correlated for all periods of intensity changes.     

日本东部附近海域海温异常对鄂霍次克海高压的影响

通过诊断分析和数值模拟,研究了初夏日本东部附近海域负的海温异常对6月鄂霍次克海地区阻塞高压的影响。首先,利用1951—2000年6月份的500hPa月平均位势高度资料计算了历年6月鄂霍次克海阻塞高压指数,并分析了它的变化规律。其次,对阻塞高压年和非阻塞高压年的500hPa位势高度及其异常进行合成和相关分析表明,阻塞高压年,鄂霍次克海地区存在明显的正高度异常,贝加尔湖附近为负高度异常,乌拉尔山附近为正异常,欧亚中高纬度地区纬向呈“ - ”型;日本东部为负高度异常,东亚呈偶极型。这种高度异常形势为鄂霍次克海阻塞形势的形成和维持提供了大尺度环流背景。对鄂霍次克海阻塞高压指数与同期北太平洋海温的分析结果表明,当鄂霍次克海阻塞高压活跃时,日本东部附近海域为明显的负海温异常。此外,对1998年6月的典型个例的分析也发现,当年强盛的阻塞形势维持时,日本东部附近存在强大的负海温异常。最后,设计假想的负海温异常试验,利用NCAR CAM3模式模拟了日本东部附近海域负的海温异常对初夏欧亚大气环流的影响。结果表明,在该地区5和6月加入较大负的海温异常后6月份鄂霍次克海地区500hPa会产生最大超过4dagpm的正位势高度异常并经检验显著,这种正的高度异常显然对鄂霍次克海阻塞高压的形成十分有利。     

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。