近10年黄、渤海海域入海气旋的统计特征和加强原因分析

利用2008?2018年逐小时自动站资料、常规地面高空观测资料、NCEP-FNL资料,统计黄、渤海7级及以上气旋大风过程,围绕气旋加深率和气压梯度讨论气象因子与气旋强度和发展关系,根据Petterssen地面气旋发展公式讨论温度平流、涡度平流和非绝热加热在气旋中的作用。结果表明:(1) 70.5%气旋入海后加强,14.7%成为爆发性气旋,17.6%气旋入海过程强度不变,11.7%气旋入海后减弱。影响黄、渤海的温带气旋过程主要发生在秋季,春冬季次之,夏季一次也没有出现过。入海发展的气旋多位于200 hPa高空急流出口左侧或者分流辐散区,入海减弱的气旋多位于高空急流出口右侧。(2)影响黄、渤海域的气旋有3类:自西北向东南移动的蒙古气旋(17.6%);自西向东移动的黄河气旋(49%);自西南向东北移动的江(黄)淮气旋(33.4%)。江(黄)淮气旋在秋季容易发展为爆发性气旋。黄河气旋和蒙古气旋入海后最大风区域通常出现在气旋的西北象限(或偏西象限),江(黄)淮气旋最大风区域出现在气旋的东南象限。(3)温度平流是气旋入海发展最重要的物理量因子,温度平流对气旋入海发展比对气旋强度更敏感。5次爆发性气旋过程中温度平流和涡度平流均高于其他气旋过程。非绝热加热与气旋强度的相关性较强,与气旋发展相关性弱。(4)江(黄)淮气旋过程中温度平流和非绝热加热较强,黄河气旋过程中涡度平流较强,涡度平流和非绝热加热对蒙古气旋的作用较弱。     

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。     

北太平洋上一个爆发性气旋族的结构分析

利用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析格点资料和HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model)模式对2012年1月1—10日发生在北太平洋的一个爆发性气旋族进行了研究,并对气旋族的两个主要成员Parent Low(气旋A)和Child Low(气旋B)的演变过程和时空结构进行了详细分析,发现在气旋A和气旋B的爆发性发展阶段,200hPa高空的辐散区向气旋输送正涡度平流,气旋处于500hPa大槽前部,系统轴线西倾,低层有强冷平流向气旋中心输送并与锋面结合,温度梯度较大。气旋西侧较强北风携带的冷空气与冷锋前来的暖湿空气相遇,为气旋的发展提供有利条件。从形势场上看,气旋B爆发性发展主要是依靠气旋A所提供的环流背景场。气旋A在高空为气旋B提供正涡度平流,在低空通过环流将冷平流输送到气旋B内部,使气旋B低层斜压性增加。在气旋A和气旋B的向东移动和"互旋"过程中,两者之间水汽输送通道逐步建立。东移过程中,气旋A不断向气旋B进行水汽输运,使得气旋B系统内部水汽含量增加,为气旋的发展提供能量。利用后向追踪法对气旋B中心附近的空气进行追踪发现,在1 000m以下,来自气旋A的空气占到总数的一半以上,可以认为气旋A是气旋B低层水汽来源的主要途径之一。     

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。     

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。     

2008-2017年南太平洋温带气旋特征分析

使用2008—2017年FNL再分析资料、红外云图资料和NMWW3海浪分析资料分析了南太平洋海域的温带气旋时空分布,归纳了主要发生源地和移动路径,分类总结了温带气旋的云图特征和风浪场特征。结果表明:(1)影响研究海域的温带气旋在5—10月份发生次数最多,11—4月份发生次数较少,其中以中等强度温带气旋发生频次最多,时间尺度以4～5 d为主;(2)澳大利亚东部及其以东海域、斐济东南侧中部大洋地区为温带气旋主要发生源地。根据源地,可将温带气旋分为4种类型:澳大利亚大陆型,澳大利亚东部型,澳大利亚南部型,南太平洋大洋中部型,其中南太平洋大洋中部型发生次数最多;(3)将研究时段内温带气旋移动路径划分为4种类型:打转型、东向型、东南型、南向型。其中东南向发生次数最多,其次是东向路径,打转型和南向型两种类型发生次数相当;(4)温带气旋初生时刻云系稀疏,其中澳大利亚东部型环高压后部分段分布,南太平洋大洋中部型呈现热带积状云特征,澳大利亚南部型云带呈倒"V"状且纹理光滑,澳大利亚大陆型云带则呈现范围宽广的特点。发展至成熟阶段的温带气旋,其云系向逗点状发展,环绕低压中心出现辐合特征,外围云系随环流向中心聚合。消亡阶段或遇到地形影响时,逗点云系发生断裂,云系逐渐稀疏;(5)东向型温带气旋影响下,单纯由温带气旋引起的大风大浪位置相对集中,当有冷空气等其他系统配合时风浪强度更强、范围更广。     

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。     

变性台风LUPIT爆发性发展研究

利用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)提供的FNL(Final Analyses)资料和WRF模式(Weather Research Forecast Model)对2009年0920号超强台风LUPIT变性后再次爆发性发展的现象进行了研究,详细分析了潜热加热在热带气旋变性为温带爆发性气旋过程中的作用。研究发现:潜热释放是气旋快速发展阶段的重要影响因素,潜热通过影响环流促使气旋的爆发性发展,较为深厚的对流系统使潜热释放的位置发生在对流层的中高层。热量释放之后,地面气旋上空高空槽前的西南气流向槽前高压脊内输送热量,造成高层等压面坡度增大,涡度平流随高度增加,涡度平流的增加又进一步促进了上升运动加强,有利于更多水汽凝结,释放潜热,使得气旋海平面中心气压快速降低。天气尺度低压系统与对流活动相伴随的潜热释放之间的相互促进的正反馈过程类似于热带气旋的CISK机制,这可能是热带气旋变性后爆发性发展的一种重要机制。     

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。     

南海海区热带气旋移速突变的分析

应用天气学与动力学相结合的方法,分析发现:鞍型场、西风槽和双热带气旋形势是热带气旋移速突变的环流背景。在上述环流背景的条件下,涡度、涡度平流、流函数、850—200hPa垂直切变以及不对称配置的演变与热带气旋移速突变有超前相关;概括出的一些判据可供业务实践参考。     

2018年8月西北太平洋热带气旋频数异常的成因分析

基于中国气象局"CMA-STI热带气旋最佳路径数据集"、欧洲中期天气预报中心ERAInterim逐月再分析资料,利用1979-2018年热带气旋生成指数中与西北太平洋海域(包括南海海域)8月TC生成频数相关性较好因子,定量分析了2018年8月环境场因子异常的情况与可能原因,并讨论其影响该月台风数量异常偏多的物理机制。结果表明:850 hPa相对涡度和600 hPa相对湿度与西北太平洋海域8月TC生成频数的相关关系最好。2018年8月,相关较高区域的850 hPa相对涡度与多年平均值最大正距平达0.25×10-4/s,600 hPa相对湿度高于多年平均值8%~10%。2018年8月,西北太平洋副热带高压(副高)位置偏西偏北、北印度洋至我国南海大范围海域西风正异常、南海海域经向风正异常、水汽通量正异常,以及季风槽的位置决定了850 hPa相对涡度因子和600 hPa相对湿度因子正异常的出现,触发对流活动的增强,并通过风驱动海面热量交换机制为TC中潜热释放提供所需的能量供应,最终导致TC生成频数偏多。     

RITC活跃年份的气候特征及个例研究

利用1981—2010年期间的热带气旋实况数据、ERA-Interim逐月和逐日的再分析资料及NOAA提供的向外长波辐射月数据,采用合成分析方法及天气学方法,对强度快速增强气旋活跃年份及不活跃年份的海温条件、向外长波辐射、垂直风切变、100 hPa位势高度距平场及季风槽进行了特征分析,结果表明:(1)RITC活跃年份-不活跃年份的海温距平场多表现为厄尔尼诺特征,即活跃年份的整个赤道中东太平洋海温较不活跃年份明显偏高;(2)RITC活跃年份所对应的赤道大部分地区(140°E以东)向外长波辐射值更低,表明对流活动明显东移;(3)RITC活跃年份的垂直风切变较小区域较不活跃年份总体偏东10～15个经度;(4)RITC活跃年份的南亚高压主体东端出现明显的扩展;(5)RITC活跃年份的季风槽为偏东型,不活跃年份的季风槽则为西北型。同时,对具有代表性的1983年第10号热带气旋"Forrest"的物理量场进行分析后发现:在该气旋强度快速增长阶段,气旋的整个中低层增暖增湿效果明显;表征积云对流发展的大范围的对流有效位温高值区存在于气旋及其周围,尤其是前进方向上;该阶段仍存在较强的垂直风切变,但强度及范围明显变弱、变小;各通道的水汽条件充沛。     

湖北省两类典型极端降水过程气象因子异常特征对比

利用NCEP/NCAR再分析数据和其他常规观测数据,对湖北省两类典型极端降水型(南北气流汇合型、南北槽叠加型)的天气背景及气象因子异常特征进行分析,结果表明:南北气流汇合型500 hPa上形成南北气流汇合形势,低层切变线南侧南风发展异常强盛,地面上冷锋入暖槽形成静止锋,动力因子(850 hPa涡度、200 hPa散度)...     

福建热带气旋年频数异常与大气环流及海温的特征

本文通过对1951－1996年北半球500、100hPa月平均高度场及太平洋月平均海温场的合成分析和相关分析,给出影响福建热带气旋年频数异常的大气环流及海温场特征,并分析可能存在的机理,为TC频数的短期气候预测奠定基础。     

论IPCC-AR4模式对影响西北太平洋热带气旋的大气动力环境场的气候特征模拟性能

评估了23个IPCC-AR4模式在低纬地区1948—1999年7—9月大尺度环流场的模拟性能,重点关注西北太平洋区域的西太副高、季风槽以及台风活动海域的垂直风切变。结果显示,绝大多数模式的7—9月低纬地区500hPa平均高度场、850hPa风场空间分布与NCEP都具有很高的相似性,但大多模式500hPa高度场存在系统性偏低,而850hPa风场偏强。所有模式模拟的西北太平洋副高脊线与NCEP都有一致的西南-东北走向,但有些模式的脊线位置偏离NCEP的较远。有4个模式没有模拟出类似于NCEP的季风槽线。综合模式对夏季热带环流场、西北太平洋副热带高压、季风槽以及西北太平洋热带气旋活动关键区域垂直风切变气候特征的模拟性能,按性能优劣,排在前10的模式依次是mpi_echam5、cccma_t63、gfdl_cm2_1、cnrm_cm3、cccma_t47、ukmo_hadgem1、ingv_echam4、ncar_ccsm3_0、csiro_mk3_5、mri_cgcm2_3_2a;排在后6位的模式是inmcm3_0、iap_fgoals1_0_g、ipsl_cm4、miroc3_2_medres、giss_eh、giss_er。     

福建出现秋台风前期几个物理因子特征

通过分析福建省出现秋台年与无秋台年夏季几个物理因子的变化，得出如下结论(1)有秋台年夏季东亚500hPa高度距平场呈现“－＋－”的分布特征，无秋台年东亚500hPa高度距平场呈“＋－＋”的分布.(2)有秋台年夏季副热带高压较活跃，北进南退的步伐较大，而无秋台年只在秋季的回跳速度快.(3)拉尼娜事件开始年份可能会出现秋台风，同时有秋台年夏、秋季海温距平分布是赤道中、东太平洋为负的海温距平，西、北太平洋为正海温距平，无秋台年份海温的分布形态与此刚好相反．     

0421号热带风暴"海马"登陆后的温带变性过程特征探讨

0421号热带风暴“海马”于2004年9月13日12:00在浙江温州市沿海登陆后,迅速减弱为热低压,然后继续北移;并在中高纬高空槽后的冷平流和中低纬低层暖式切变南部的暖平流共同作用下,低压加深及冷、暖锋生,发展为斜压温带锋面气旋.采用相对辐散作为气旋发展的判据,能很好地体现整个变化过程,气旋的移向基本上沿着相对辐散中心长轴方向移动.通过对地面温度场水平结构分析后发现,该气旋经历了3个阶段:暖涡旋基本对称结构、半冷半热非对称结构、冷涡旋基本对称结构.对流层低层气旋中心上空为暖平流区,引导气旋移动,而对流层中层的冷平流中心区一直位于气旋移向的下侧,推动气旋移动.