太平洋赤道两侧扰动同步加强时热带环流特征的初步分析

引言 随着低纬度地区资料状况的改进,南北半球夏季台风的发生、发展机制,已有不少的研究成果。早在30年代初期,李宪之教授就提出了南半球寒潮暴发对北半球台风生成的激发作用。近年来的研究表明,北半球冷空气的暴发对南半球台风的生成也有类似的贡献。 在分析1973～1982年间热带天气图、卫星云图等资料的基础上,着重研究了两半球夏季之间的过渡季节中,赤道两侧扰动近于同时加强为台风的热带环流特征。结果指出两个半球上,随着赤道西风的加强和向东推进,往往在南北半球低纬洋面上,几乎同时有扰动加强,并可达到台风强度。本文分析了1973～1979年间南北半球“同时”生成台风的11对个例,从中得到这一时期内的低纬环流特征。这一结果可作为在秋、冬季的台风生成预报中参考。     

9711号台风的路径分析与预报

分析了“9711”号台风的大气环流形势、涡度场、潜热能场、θse场以及日本和北京的数值预报,认为台风有向这几种要素场的相对高值区或远离其低值区移动的趋势,副热带高压的强弱和进退制约着台风的移动方向。     

环流场及结构变化对1214热带气旋“天秤”西折路径影响

利用NCEP全球数据同化系统(GDAS)1°×1°分析资料,对1214号热带气旋"天秤"台风移动路径西折原因进行了分析。结果表明,500hPa中高纬度环流调整后转为纬向环流,环境场由弱转强是"天秤"台风北上过程中移动路径西折的根本原因;300hPa等压面上青藏高压的变化对"天秤"台风移动路径有一定的影响,当300hPa等压面上青藏高压中心偏西、东亚维持低值系统时,"天秤"台风移动路径偏北,青藏高压加强东伸,"天秤"台风移动路径西折;"天秤"台风在500hPa等压面上等位势高度梯度场从北上过程的基本对称结构转为不对称结构,对预报"天秤"台风移动路径西折有重要指示作用。     

南半球7619热带风暴的天气学分析

我国气象工作者对西南太平洋热带风暴的研究甚少,由于远洋活动的需要,有必要对这里的风暴形成规律做些研究,以利于预报服务工作的开展。7619号风暴是1976年4月25日在珊瑚海西北部热带辐合带(ITCZ)上生成的。它的全部生命史可分为酝酿、形成、发展和消亡四个阶段。各阶段有其清楚的天气学特征,在气压场、高度场、云图和温湿场(θ_se)的分布上,均可反映出来。本文着重分析了7619风暴的流场特征,点绘了各阶段中心附近纬向风速空间分布的经向剖面图。计算了该风暴形成前后,流入层平均纬向风速的水平切变值,其中心附近流场纬向风速的垂直切变值,得出了一些可供预报参考的结论。     

西北太平洋台风频数异常及其与海气通量的关系

利用1984-2002年联合台风预警中心(JTWC)最佳路径台风资料、全球海洋客观分析海气通量(OAFluxes)资料和NCAR/NCEP-2再分析资料,使用SVD等统计方法,对西北太平洋台风频数与低层大气环流及海气通量异常之间的关系进行了研究,结果发现150°E以东的低纬海区是台风频数年际异常变化最显著的区域,台风频数与低层大气环流异常、潜热通量和短波辐射通量变化有着密切的联系:当副热带高压强度减弱(增强)、脊线偏北(南)、主体东移(西伸)时,季风槽加深东进至160°E(西退至140°E),低纬的纬向西风加强(减弱),海洋输送给大气较多(少)潜热通量,盛行的纬向西风携带着季风槽南侧的暖湿水汽与副热带高压南缘偏东气流的水汽输送在150°E以东(以西)的低纬海区辐合,150°E以东辐合上升的暖湿气团吸收的短波辐射偏多(少),有利于(不利于)形成高温高湿的不稳定结构,台风能量不断(不易)积累,在低层强(弱)辐合、高层强(弱)辐散的环境场作用下,有利于(不利于)台风在150°E以东的低纬海区的生成。     

非绝热加热对热带气旋径向非均匀结构的影响

利用平面极坐标系下无摩擦有外源(非绝热加热)的正压无辐散方程,将热带气旋的物理量分解成环境场和扰动,进而求出了热带气旋扰动的行波解,并分析了风场(切向、径向)和重力位势扰动场的径向非均匀松紧结构.表明:这种松紧结构与热带气旋所在纬度的科氏参数(f)、热带气旋的强度(Ω)、热带气旋扰动的圆频率(ω)、热带气旋扰动在θ方向的角波数(m)有关,且不同要素的松紧结构不尽相同;同时还受非绝热加热(Q₁)的影响,这种影响主要表现在使风场(切向、径向)呈内紧外松的非均匀分布.     

8211台风的结构分析

用与文献[1]完全相同的资料,差分格式和计算方法,对8211台风就高低层环流系统、风速的垂直切变、涡度场、散度场、垂直速度场、辐射特征、温度和稳定度场、质量通量场和纬向垂直环流圈等九个方面进行了结构分析,结果发现,对这次近海台风,700-400hPa的中低层在台风发生发展过程中起的作用很大,各种条件有利于中低层扰动的发展,700hPa以下为对流性稳定,700-400hPa气层为对流性不稳定,这种层结分布,加上积云对流的质量通量的垂直辐散(合)在这一层最强,使700-400hPa的中层成为和周围环境交换属性最集中的一层;也使之成为台风发生发展的主要涡源和动力源,分析200hPa流场发现,台风发展到强盛阶段,这个等压面上在台风外围发展出多通道的辐散流出,这是发生和发展初期所没有的,所以对于8211台风,高层台风外围的辐散流出可能不是最初导致热带气旋发展的原因,而更可能是台风发展过程的结果,根据对南北风分量时间剖面图,中尺度垂直运动和积云对流质量通量随时间的变化以及纬向垂直环流圈随时间的变化等的分析,似乎也支持这种看法。     

利用卫星云图资料制作热带气旋预报路径的一种算法

根据台风生成后在云场中移动的环境条件,引入一个环境作用于台风中心的热力梯度力方向,用该热力梯度力方向与当前台风的移动方向相结合,研究台风移动过程的变化规律,寻找一种简易可行的台风路径预报方法．经过多年实践,本文揭示出台风中心未来沿着当前移动方向与环境作用于台风中心的热力方向合成移动的基本规律：当前台风中心移向与前方晴空区中轴线相交时,台风沿着当前移向前进到与阻挡轴线相交点相距4个纬距的位置时便发生偏转,逐渐与阻挡轴线走向趋于一致;若当前台风中心距相交点的距离小于或等于4个纬距时,则从当前位置发生偏转．文中利用以上规律研制出台风移向变化方程和移动轨迹方程．     

3月份在南海生成的1201号强热带风暴“帕卡”的移动特征及成因分析

1949 ～2011年中国气象局台风年鉴资料统计结果表明,在南海生成的热带气旋,1、2月份仅在1965年出现1次,而3月份没有热带风暴强度级别以上的热带气旋生成,1201号强热带风暴“帕卡”是首个3月份在南海生成的强热带风暴,本文指出“帕卡”具有生成时间偏早、移动速度慢等显著特征,其平均移动速度仅为1.6 m/s.利用Nino 3.4区3月表层水温滑动平均资料、分辨率为2.5°×2.5°的NCEP/NCAR再分析资料、分辨率为1°×1°的NOAA OI表层水温资料,分析了“帕卡”生成原因,结果表明2011年秋冬季拉尼娜事件引起次年3月赤道西北太平洋及南海表层水温较多年平均偏高,其中南海中部表层水温较多年平均偏高0.5℃以上;3月份副高脊线偏北,弱冷空气南下产生的冷涌作为CISK的启动源;南海中南部上空对流活跃,跨赤道气流强劲;低层垂直风切小于5 m/s等有利因素促进了“帕卡”生成.分析结果为春季热带气旋的预报提供有意义的参考.     

2022年西北太平洋和南海台风活动概述

利用中国气象局热带气旋最佳路径等资料,对2022年西北太平洋及南海台风活动的主要特征和影响我国台风的路径、强度及风雨影响进行分析和回顾。结果表明：2022年西北太平洋及南海台风生成个数与常年持平,台风总体强度偏弱,生成源地显著偏北;登陆台风个数偏少,登陆强度偏弱;有3个台风集中在广东西部登陆,另外强台风“梅花”是1949年以来首个4次登陆不同省份的台风。全年多台风事件频发,共存的台风共计有11组,历史罕见。2022年台风灾害影响较轻,夏台风偏少,秋台风活跃。     

台风生成的卫星云图特征

本文对1993～1999年近100个台风过程作了卫星云图特征分析,并计算了10个过程的云顶黑体温度(TBB),结合旬平均海表面温度分布,以研究台风生成前期的特征条件,得出结论为具有涡旋状结构的热带云团,如果出现一条或几条长达500～1000km以上的长云带卷入低压内部,云团中心部分的云顶黑体温度(TBB)降低到-70℃以下,而且TBB=-60℃的范围扩大到3×4个纬距以卜,则低压根可能在24h以内发展成为热带风暴——台风。另外海表面温度SST≥29℃则很可能是台风生成的最重要的环境条件。这些结论不仅加深了对台风生成前期条件的认识,还提供了若干台风生成的量化条件,可应用于实际台风生成的预报。     

COSMIC掩星资料同化对台风“天兔”预报影响的试验

台风数值预报的关键之一在于给定准确的模式初始场。本文使用气象、电离层和气候星座观测系统(COSMIC)的卫星资料,通过资料同化技术改善数值天气预报模式的初始场,进而评估数据同化技术对台风(或热带气旋)预报的改善效果。使用我国自主研发的数值天气预报模式,对1319号台风“天兔”进行模拟试验,对温度场、湿度场、涡度散度场及假相当位温场进行诊断分析。试验结果表明,与同化常规探空资料相比,COSMIC资料的同化可减小模式预报台风路径误差,台风附近降水落区更为集中。研究评估了掩星资料同化对模式的改进作用,并能为台风预报技术和防灾减灾提供参考。     

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。     

气候变化背景下海南东寨港红树林生态系统的脆弱性评估

鉴于红树林生态系统对气候变化背景下海平面上升和极端台风事件有高度敏感性,应用1980—2018年的海洋大气观测资料和实地调查数据,分析了海口东寨港地区的海平面、温度和台风最大风速的变化特征,并基于IPCC气候变化综合风险的理论框架,构建了"暴露度-敏感性-适应性"的脆弱性评价指标体系和估算方法,评估了海平面上升和台风事件背景下东寨港红树林生态系统的脆弱性主要特征。结果显示:①东寨港红树林生态系统的致灾影响因子主要为该地区沿海海平面的快速上升,其上升速率可达4. 6 mm/a,远高于全球和中国沿海平均值;其次为1993年之前和2006年之后,在海口地区250 km范围内出现的热带气旋或台风事件;②东寨港红树林脆弱性指数的平均值为0. 31,属于中度脆弱等级,其中三江片区的红树林脆弱性相对最高,演丰片区最低。构建的评价指标体系可较好地反映出海平面快速上升和热带气旋或台风影响下红树林生态系统的脆弱性特征。     

西北太平洋热带气旋发源特征与突变初步分析

采用日本气象厅东京台风中心最佳台风路径数据集1977-2011年共35年的资料对西北太平洋热带气旋的发源情况和突变进行了研究分析。结果表明:(1)热带气旋发源地主要集中在两个地方,一个是菲律宾以东海域125-134°E、11°-21°N范围内,另一个是南中国海北部海域111°-119°E、14°-21°N范围内;(2)热带气旋的等级越高,其生成的经度越大,纬度越低;(3)热带气旋生成最多的月份是8月,热带风暴、强热带风暴和台风均以8月份最多,而强台风生成最多的月份是9月,超强台风生成最多的月份则是10月;(4)热带气旋的生命长度、累积气旋能量和功耗指数均与其生成经度成正比,密度峰值均在马绍尔群岛170°E附近;(5)通过对时间序列的热带气旋个数、生命长度、累积气旋能量和功耗指数进行滑动t检验,发现在1995年和1998年均存在突变,从1995年至1998年为热带气旋趋势突变的时间区间。     

台风对海表温度的影响分析

文章选取2011-2012年出现在西北太平洋地区的3个不同类型的台风,利用中国台风网"CMA-STI热带气旋最佳路径资料数据"和多卫星遥感观测资料,分析了台风对大洋以及中国近海海表温度的影响。分析结果表明,台风对SST的影响程度与台风自身强度和台风的移速密切相关。SST降低区域一般位于台风路径的右侧,台风在大洋右转向时可形成显著降温区。最大SST降低一般滞后台风中心2d或1d,在台风过境后,该海域降低的SST恢复时间也较长。     

热带气旋生成机制的研究进展

由于热带海洋上观测资料的稀缺和热带气旋系统本身发生发展的复杂性,热带气旋生成机制的研究领域至今仍然存在很多未解之谜。半个多世纪以来,科学工作者们利用有限的船舶、探空仪、雷达、卫星、飞机等观测资料以及数值天气模式,对热带气旋生成的气候背景场、扰动源和触发机制做了大量研究。介绍了近50年来国内外热带气旋生成机制的主要研究成果,总结了该领域的研究进展及其存在的优势和不足,指出热带气旋生成机制研究中依然存在的问题,同时展望了该领域未来的发展方向。     

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。     

"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。     

北半球越赤道气流对南半球低纬扰动的激发作用

众所周知,某一半球大型天气系统的明显变化,往往会导致另一半球环流的重大变化.早在20世纪初,李宪之就指出了南半球冷空气爆发对北半球台风发展的重要作用.近年来,黄土松等1)、2),[1]进一步研究了南半球越赤道气流对北半球季风、信风变化的影响.本文利用1984年12月-1985年2月的850hPa、200hPa格点风资料,以及同时期的卫星云图、天气图等,分析了北半球越赤道气流活动特征及其对南半球低纬扰动的激发作用.