1975年7号台风结构的进一步分析——Ⅰ.运动学场分析

利用冲绳和日本列岛等地区较稠密的探空资料对1975年8月17—23日在这地区形成的7号台风进行了结构分析。第一部分主要是台风的切向风、径向风、散度场、涡度场和垂直运动场的分析。分析表明,这个台风的气旋性最大切向风位于台风的东半部,离台风中心约150公里处。最强的流入位于台风南半部300百帕以下深厚层中。在边界层和中层分别有一个最大值。高层最强的反气旋流出在150hPa,主要位于台风东北象限。在台风内区,300百帕以下是对称分布的正涡度最大值区,以上是负涡度区,辐合层主要位于台风南半部。北半部在中低层是辐散层。垂直运动分布有类似的不对称分布特征,上升区主要在南半部,下沉区主要在北半部,并且上升运动最大值及其所在高度与台风发展有十分密切的关系。上述台风运动学场的不对称分布反映了大尺度环流系统(主要是副热带高压和赤道辐合带)对台风结构的影响。     

0205号台风"威马逊"北上过程中强度减弱缓慢的原因分析

0205号台风“威马逊”于7月初沿海北上影响浙江舟山。影响浙江舟山时台风中心气压仍有940hPa,在历史同期是少见的。本文初步分析认为,台风在北上过程中强度保持不变的原因是由于台风本身结构规则、尺度大,强而大的台风环流提供了广泛的辐合流入。台风外围深厚的暖湿水汽输送带为台风强度的维持提供了水汽和能量,台风强度维持与低层辐合高层辐散有关,高层辐散同时加剧了低层辐合。涡度场的对称分布,使水汽和能量向台风中心旋转,旋转风动能得以维持。弱的垂直切变和暖洋面的存在也是台风强度维持的原因之一。     

“罗莎”台风造成浙江特大暴雨的过程分析

0716号台风"罗莎"于2007年10月7日下午15:30在浙江省苍南县霞关镇附近的浙闽交界处登陆。受"罗莎"台风的影响,浙江省出现暴雨到大暴雨,过程平均降雨量全省达163.0mm。利用NCEP/NCAR1°×1°再分析格点资料、浙江省自动站降水数据和MICAPS的Ki与Ky指数资料(浙江省部分),对由0716号台风"罗莎"造成的浙江大暴雨到特大暴雨过程的大环流天气形势演变、动力条件、水汽输送及物理量特征等进行诊断研究。结果表明,在10月6～9日"罗莎"台风影响浙江期间,欧亚500hPa中高纬度为平直环流,乌拉尔山以西为高压脊,从河西走廊至中原地区有一移动性冷槽,西太平洋副热带高压逐渐加强,呈东西向带状,位置偏北强度偏强,江淮以南地区为副热带高压控制,脊线位于30°N附近;在对流层中、低层(气压为700hPa、850hPa)有明显的冷温槽,途经河西走廊、河套地区、江淮和长江中下游地区,7日14时至8日14时地面冷锋与"罗莎"台风倒槽在浙江相互作用,形成了台风外围受冷空气侵入的特定环境场,为浙江大暴雨到特大暴雨的形成创造了条件。"罗莎"台风螺旋云带中含有大量水汽从东海向浙江大陆输送,10月6日20时至8日14时,从东海到浙江大部出现强的水汽通量大值区,最大水汽通量出现在10月7日02时低层(气压为850hPa),中心为40g/(s.hPa.cm)以上的水汽通量大值区出现在东海,低层高含水量从东海向浙江陆地持续输送,时间长达42h,为本次大暴雨到特大暴雨提供了有利的水汽条件,诊断得出,大气柱可降水量达65kg/m2时可出现大到暴雨,大气柱可降水量达70kg/m2时可出现特大暴雨。从流场、散度场和垂直速度场发现,台风环流区域内低层的强上升运动为本次大暴雨到特大暴雨提供了上升运动的促发机制,高层辐散区与中低层台风北侧倒槽强烈辐合区叠加,使得中低层的辐合更为强烈,这都有利于台风北侧暴雨的维持和加强;台风环流域内的垂直上升运动区有一个"增厚"过程。分析温度平流发现,6～8日在浙江上空(气压为550hPa以下),有明显的冷暖平流交汇,冷空气进入台风外围与台风携带的暖湿空气相遇,台风环流呈西冷东暖状态,加上低层的辐合机制,促使斜压对流不稳定能量的加大,并释放出最大有效的位能,使得大于35℃的Ki指数和4～6个单位的Ky指数高值区覆盖浙江全省,造成大气强烈的上升运动,导致台风倒槽降雨量的加强。     

盛夏南海台风的结构分析

本文通过对南海台风的结构分析,得到如下几点结果: 1.在低压、台风时期,对流层中上层均具有明显的暖心结构,温度距平值发展期达最大,暖心核高度,后者高于前者。湿度中心位于700hPa。 2.台风范围内对流层的高层和低层分别存在东北风和西南风大值区,东风和南风气流对台风的发生发展起重要作用。 3.南海台风各物理量的水平分布不对称,散度具有10~(-5)S~(-1)的相同量级。涡度随气旋的发展而增强,扰动阶段比强盛阶段中心附近的涡度值约小一个量级。 4.垂直运动随着台风的加深,量级逐渐增大,极值高度升高,在强盛期达到最大值,而且它位于300hPa,垂直运动极值及其所在高度的这种变化在很大程度上反映了积云对流活动的强弱。 5.通过与西太平洋台风的比较,认为对流层高、低层的涡度差和散度差与南海台风发生发展的关系密切。     

一次热带气旋环流暴雨与前期一般性降水环境场的对比分析

登陆的台风环流暴雨是沿海地区重要的暴雨类型之一，降雨量大，范围广，危害大。本文应用诊断分析的方法，以1999年8月11日发生在山东半岛中东部大范围暴雨过程为实例，就暴雨发生前一般性降水时的环境场与暴雨发生时的环境场做了对比分析。结果表明，暴雨发生时均比暴雨发生前一般性降水时：低空辐合和高空辐散增强，低层水汽能量辐合及对流不稳定性增大，低空垂直环流发展。以上因子导致积云对流的发展。在弱垂直切变环境下，通过第二类条件不稳定(CISK)机制，使热带风暴减弱成的低气压环流维持，并促使中低压发生变化，使暴雨云团西行增强，暴雨增幅。     

相似路径台风“摩羯”（1814）和“温比亚”（1818）影响南通降水差异成因分析

为探讨相似路径台风“摩羯”（1814）和“温比亚”（1818）影响南通降水的差异原因,从天气形势、物理量场等方面进行分析,利用水汽通量、假相当位温、湿位涡、垂直螺旋度等物理量对降水进行诊断,得到以下主要结论：1）两台风移动路径主要受副热带高压和冷空气的影响,副热带高压边缘气流为主要引导气流。两台风均有追随200 hPa辐散中心移动的趋势。2）较强冷空气的侵入、鞍形场中的缓慢移动、强正涡度和强盛上升运动、强水汽输送且低空长时间水汽辐合、大气斜压性增强和风垂直切变增大均是台风“温比亚”造成南通更强降水的原因。3）水汽通量辐合增强,低层正涡度中心、强上升运动,低层假相当位温大值区叠加上空假相当位温梯度带,垂直螺旋度增大与正值发展高度均与台风强降水有明显对应。     

1814号台风“摩羯”造成浙江内陆强降水的动力特征分析

采用 NCEP / NCAR 0. 25°×0. 25°再分析资料及预报场、FY-2E 云顶亮温、雷达、自动气象观测站等资料,运用风场分解、中尺度平滑滤波等方法对台风“摩羯”造成的浙江内陆局地强降水相关动力特征进行分析。结果表明：(1)台风中心环流由低层到高层呈现向西南方向倾斜的非对称结构,台风前侧(浙闽赣交界处)的低涡对中高层整体环流分布造成了一定影响。(2)在台风移动方向(低层垂直风切变顺切变方向)前侧,925 hPa 相对入流辐合与 700 hPa 相对出流辐散形成耦合。(3)边界层辐合及地面辐合线较长时间维持在台风移动方向前侧,正涡度柱随台风移动西传, 在浙中形成低层辐合和涡度叠加效应,有利于浙中内陆局地强降水。(4)偏东气流的风速辐合、边界层相对入流以及之后西南气流的增强对浙中内陆边界层辐合的长时间维持起到一定作用。此外,地形对浙江内陆局地强降水也起了增幅作用。     

7507号台风中水汽收支的研究

本文研究了1975年7号台风的水汽收支。结果发现,对降水贡献最大的项是由辐散风造成的质量场辐合,尤其是在低层,约占总降水的70%。平流项的作用很小。垂直输送项把低层的水汽向中上层输送,增加该处的水汽累积。蒸发项对降水也起重要作用,约占总降水的13%。蒸发项为水汽水平辐合的23%。台风的主要水汽来源于台风的南边界,其次是西和东边界,这三个边界的流入层都很深厚,达到300hPa,但最强的流入在700hPa以下。在台风北边界整层为流出。对整个台风而言,由于输入的水汽量远大于流出的,从而使台风得到大量的水汽供应。 用三种方法计算的台风降水区分布都与台风的云雨区很一致,但量值有明显的差别。     

南海近海台风发展原因的初步探讨

本文通过涡度收支平衡计算、卫星云图演变特征分析等手段,研究了8011、7614号近海台风的成因,指出在热带扰动近海发展成台风的过程中,散度项对台风形成有利,平流输送项对台风形成不利;积云对流输送项使气旋式环流向上发展,也是有利因素。同时指出,近岸这一因素可以构成近海台风发展的有利条件,特别是地理纬度较低、海拔不高、东西或南北跨度不大的半岛或岛屿,倒可以成为过境热带扰动系统内部积云对流迅速加强的有利地形。     

1822号台风"山竹"的涡旋Rossby波特征分析

采用WRF中尺度模式对2018年22号台风"山竹"进行高分辨率的数值模拟,在此基础上,分析台风的精细动力结构和雨带特征。分析结果发现,台风"山竹"的眼墙处具有低层辐合流入、高层辐散流出的动力配置;台风眼墙附近存在切向风速的高值区和明显的垂直上升区,并且随着高度逐渐向外侧倾斜,同时该处的雷达回波也较强,对流系统较为深厚。然后利用尺度分离方法得到涡旋罗斯贝(Rossby)波的扰动场,进一步分析了台风"山竹"内部的涡旋Rossby波特征。研究发现:1) 1波和2波会同时沿着切向和径向方向传播,2波的振幅明显小于1波; 1波和2波的正涡度扰动大值区基本覆盖强的雷达回波区域,同时伴有较强的对流活动。2)垂直方向上,降水区的涡度扰动呈现出上层为正、下层为负的动力配置时,同时散度扰动的垂直方向也有类似配置时,则会加强对流系统的发展,有利于降水的增强。由此可见,1波和2波扰动的上层辐散下层辐合的动力配置会促使对流系统的加强,同时也会对台风降水的强度和分布有一定的作用。     

对8617号台风路径预报的探讨

本文对Abby台风(8617)路径预报进行探讨。分析表明,8617台风前期路径预报失误,是由于过多地考虑静止流场的引导作用。并指出,Abby台风(8617)前期路径在流场似乎不利于向西北移的情况下向西北移动,其可能原因为:(1)中尺度-y系统,即积云对流引起涡度、散度场的局地变化,使台风外围约300—400km以外的爆花状或带状对流云减弱消失,台风北侧晴空区扩大,东风气流加强。(2) 台风东北侧500hPa出现正变高。(3)副高加强西伸。后期在近海转向的原因是由于:受冷空气影响,当台风进入福建近海时,14时气温低于24℃,使台风避开低温区而转向。此外,副高西脊点偏东(588线位于130°E附近),河套地区有西风槽迅速向东南方向发展,这些都有利台风在近海转向。     

1975年7号台风结构的进一步分析——Ⅱ.温度和湿度场分析

本文是7507号台风结构进一步分析的第二部分,主要讨论台风温度场和湿度场分布。分析发现台风是从一个具有暖心的扰动发展而来,最大增温中心的高度在成熟期最高(300—250hPa)。在初期,台风上空有一个干层,一旦台风迅速增长,干层即被破坏,台风中心区出现相当深厚的饱和层,同时在台风西部和西北部不断有从大陆来的干空气侵入台风外区。台风的眼壁初期坡度较小,以后在12km以下变成垂直,这与对流活动有密切关系。对流不稳定在台风发展期已大部分释放完,很快地趋近湿中性层结。另外,水汽辐合在台风南北半部有明显不同,北半部以辐散为主,南半部以辐合为主,最强的水汽辐合在边界层中,尤其在近地面层。     

1710号台风“海棠”前部龙卷天气分析

使用NCAR/NCEP再分析资料、国家气象中心提供的逐时热带气旋资料和淮安S波段多普勒雷达观测资料,分析了1710号台风"海棠"环流前部的一次龙卷过程。结果表明:此次龙卷过程由台风残留低压引发,环境分析显示淮安地区低层位于急流辐合区,高层500 hPa位于辐散区,有利于对流发展。雷达径向速度资料分析显示龙卷发生前后存在正负速度对涡旋形成和发展。底层强垂直风切变和垂直速度不均匀分布,有利于激发龙卷天气的发生或者促进龙卷天气的维持发展。     

一次冷空气强风的成因分析

文章分析了2004年12月底的一次冷空气强风过程,揭示了冷空气南下与东海低压的发展造成的气压梯度、高低空较强的冷平流以及中低空辐合辐散差异引起的动力强迫下沉作用所造成的动量下传是造成本次猛烈强风的主要原因.最大强风发生区域和发生时间既与低层和中层700hPa分别转为辐散和辐合中心对应,又与中低层700hPa以下正好处于下沉速度中心附近对应.     

台风麦莎影响期间山东半岛大暴雨成因的分析

2005年8月7-8日,在0509号台风麦莎登陆后北上影响山东的过程中,对流的发展在台风外围具有明显的不对称性,积云对流在台风中心的东北侧得到强烈发展,强降水集中出现在山东半岛东部.利用常规观测资料、卫星云图和NCEP1o1o再分析资料,对这次台风大暴雨天气过程作了分析,并进一步对强降水发生时的物理量场与流场进行诊断分析.结果表明:低空急流输送充足的水汽和强烈的水汽辐合为暴雨发生提供了有利的水汽条件,大暴雨落区出现在低层辐合、高层辐散及强烈的上升运动区内,与高能量锋区有很好的对应关系;较强正涡度平流与暖平流沿低空急流向山东半岛输送是造成对流不对称发展的主要原因,高空急流与低空急流在山东半岛的耦合为大暴雨的发生提供了动力条件.     

0102号台风"飞燕"移动路径特点的分析

2001年2号台风“飞燕”登陆早、强度大、移速快、突发性强给福建中部沿海地区带来巨大损失。本文利用常规资料及云图等资料对其登陆福建及后期路径北折的特点及成因进行分析，结果表明：200hPa散度、850hPa涡度及低层能量场对台风路径北折有比较好的预示作用，台风未来移向有沿着200hPa其中心附近辐散中心长轴方向、850hPa正涡度长轴方向及低层暖平流区和850hPa θse高能中心轴移动的趋势。     

1321号台风“蝴蝶”强度变化特征和影响因素分析

利用NCEP/NCAR全球再分析格点资料（空间分辨率1°×1°）、台风实况资料及海南省气象台站观测资料,选取1321号台风＂蝴蝶＂为研究个例,从天气学原理高低空形势及动力、热力学物理量等多角度分析了＂蝴蝶＂强度演变特征及影响因素.研究结果表明,副热带高压与高空西风槽是影响此次台风的主要大尺度天气系统,弱冷空气南侵、南海海温偏高及越赤道气流强盛是＂蝴蝶＂迅速加强的重要原因.西风槽引导弱冷空气南侵使得台风外围环流气压梯度增加,斜压不稳定状态加剧;南海海温达到29℃,海温偏高使台风区域大气层结降低,深热对流发展;105°E越赤道气流强盛为台风提供了充沛水汽和能量.三者共同作用促使台风强度突然增强.另外,低层涡度、高层散度、湿位涡及水汽通量等物理量能够较好地表征＂蝴蝶＂强度变化特征.低层辐合流入、高层辐散流出为台风的加强提供了动力条件;湿位涡下负上正表明大气热力层结不稳定;水汽通量增加表明水汽条件充足.良好的动力条件、热力条件与水汽条件共同作用,使得＂蝴蝶＂在短时间内迅速加强为强台风.     

0505号台风持续大暴雨成因分析

2005年0505号(海棠)台风的外围螺旋云带长时间停留在浙江上空,造成我省连续五天的降水和东南沿海地区持续二天大暴雨的过程。本文根据降水强度资料、天气形势场、大气物理量(散度、涡度、水汽通量、水汽通量散度、比湿)、卫星云图特征等进行综合分析,发现台风强度强、范围大、维持时间长以及有较好的低层辐合、高层辐散是大暴雨产生的主要原因,两条很好的水汽输送通道为台风螺旋云带对流云发生发展和大暴雨的维持提供充足的水汽条件。本文还对登陆浙江的台风和登陆福建北部的台风在浙江降水情况进行了对比分析。     

"碧利斯"台风暴雨物理量场诊断分析

本文用MM5模式数值模拟了0010号“碧利斯”台风登陆福建的过程,表明MM5模式能很好地模拟出主要雨带及其分布特征。物理量场分析指出,本次福建沿海地区暴雨产生的物理机制主要有：台风登陆福建前后福建沿海地区上空层结相当不稳定;由于台风环流非对称性,台风中心北侧中低层有很强的风速、相对湿度、正涡度、辐合、垂直速度：暴雨区高低层存在正负螺旋柱;暴雨区高层存在正湿位涡、低层负湿位涡中心。     

1822号台风“山竹”引起浙江东北部大暴雨成因分析

利用自动站资料、卫星云图以及NCEP再分析资料等,分析了1822号台风"山竹"登陆广东期间浙江东北部出现大暴雨的成因。结果表明:强降水发生在台风"山竹"登陆广东后减弱过程期间,伴有中尺度对流系统的发展,是由副热带高压、台风倒槽以及弱冷空气先后影响共同造成的;当对流不稳定时,与暖湿气流相关的湿位涡水平分量发展可触发垂直涡度的增长,使暴雨过程加强;强降水常发生在能量锋区附近,能量场的位置和梯度大小对此次强降水预报有12 h左右的提前量;来自台风东侧低层强的水汽输入和水汽辐合提供了本次强降水的水汽条件,水汽通量分布和水汽通量散度的增减相比雨量的增减有6 h左右的提前。