华南登陆台风特大暴雨诊断预报业务系统

保护造成华南登陆台风特大暴雨增幅的物理成因及天气学等因子，采用人工智能和计算机技术处理，建立一套客观、定量的预报业务系统。     

1996年8月3—5日晋冀特大暴雨中分析与北方台风低压暴雨预报着眼点

１９９６年８月３～５日晋冀特大暴雨中分析与北方台风低压暴雨预报着眼点苗爱梅吴晓荃薛碧清（山西省气象台０３０００６）摘要运用高空和地面常规资料、雨量自记资料以及卫星资料，分析１９９６年８月３～５日受８号台风低压影响而导致的晋冀地区一场罕见特大暴雨的中尺...     

LASG η坐标有限区域数值预报模式对一次登陆台风特大暴雨的数值试验

本文用LASG η坐标有限区域数值预报模式，对1975年8月河南地区登陆台风特大暴雨进行了数值试验。这次暴雨有很强的局地性，主要表现在水文站的雨量极值远超过气象站的最大雨量值，为3～16倍。一般有限区域数值预报模式预报的雨量都比气象站的最大雨量值小。与水文站的雨量极值相差更远。LASG_η坐标有限区域数值预报模式考虑了我国复杂的地形作用，具有能量和质量守恒的动力框架，考虑了与降水有关的主要物理过程。用该模式对著名的“75·8”特大暴雨5～7日3天3次暴雨作了24小时数值试验，取得了较好的预报结果:其预报最大雨量为气象站的最大雨量值的1～5倍，达水文站的雨量极值的34%～49%，为模式网格面积平均的最大深度的54%～98%。预报最大雨量中心位置偏离气象站雨量中心的距离约为0.67～1.47个网格距，偏离雨量极值的水文站的距离为0.23～1.07个网格距。这3次特大暴雨的强度、位置和其变化趋势的预报都与实况相近。同时，模式对暴雨系统和大尺度形势的预报也都与实况基本一致。该模式之所以对这种局地性很强的突发性特大暴雨有较好的预报能力，是由于它有较强的地形处理能力。还有，由控制试验和4种地形敏感性试验的结果可见，山脉的相对高度和陡峭程度，以及山脉与暴雨系统的相对位置等对暴雨的强度是非常敏感的，对地形稍有改变，其暴雨强度将减少3/4以上。这次数值试验为今后提高登陆台风特大暴雨预报水平，以及用数值模式探讨登陆台风造成的特大暴雨的物理机制，提供了良好的条件。     

深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报的检验评估

目前数值模式对台风降水预报的准确率仍有待提高。为了评估深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报能力,选取了2015—2018年共14个影响广东台风个例,利用广东省2 300多个自动气象观测站的24小时累计降水观测资料,检验该系统的集合预报方法(含集合平均方法和概率匹配平均方法)和控制预报方法的24小时降水预报结果。(1)系统对台风24小时降水预报具有较好参考价值,三种方法的暴雨等级预报TS评分均达到0.39以上。(2)集合预报方法总体上优于控制预报方法,可改善珠江口两侧暴雨中心降水预报。其中集合平均方法总体预报效果最好,其降水预报均方根误差为38.1 mm,比控制预报方法减少18.8%,对暴雨等级预报TS评分为0.469比控制,预报方法提升20.1%,但是对特大暴雨等级预报能力不足;而概率匹配平均方法改善了小雨和特大暴雨的预报能力。(3)系统对较强台风的降水预报能力优于弱台风。在较强台风情形下,系统对粤东暴雨中心降水预报明显偏小且控制预报方法偏差最大,其他地方降水预报偏大为主;在弱台风情形下,系统对降水预报存在明显系统性偏大,但对粤西暴雨中心降水预报明显偏小且控制预报偏差最大。      

华南登陆台风特大暴雨诊断预报业务系统

依据造成华南登陆台风特大暴雨增幅的物理成因及天气学等因子，采用人工智能和计算机技术处理，建立一套客观、定量的预报业务系统。     

新乡市台风低压暴雨预报系统

利用1986-1996年新乡站历史气象资料，分析了产生新乡台风低压暴雨的登陆台湾风路径，选择了预报因子，建立了新乡市台风低压暴雨预报系统。     

“96.8”河北南部罕见特大暴雨的预测检验和成因分析

１９９６年８月３—４日，９６０８号台风在河北南部连降大暴雨和特大暴雨，造成了极其严重的经济损失和人员伤亡。事前，８月１日１６时在国家气象中心召开的大会商会上，本人预报：已经登陆福建的９６０８号台风将向北移动；８月３—４日，我国东部将连续两天处在三个引力波共振和一个引潮力共振减压的叠加区，到时台风只要在１１０°Ｅ以东，当天最大日降水水文站将达５００ｍｍ以上，气象发报站也可达２００—３００ｍｍ。实况正确。分析表明，８月１—４日，该台风登陆后，其北侧每天均维持一个倒槽，同时东亚有一西风槽东移。８月３—４日，在连续引潮力共振减压的抽气作用下，使该倒槽和西风槽加速合并和冷暖空气的辐合，引起位势不稳定能量强烈释放而降特大暴雨。此次成功预报再次证明，引潮力共振减压的异常叠加与大气内部条件相结合，确是预测特大暴雨的一个有效途径。     

一次热带风暴外围特大暴雨分析

运用T106数值预报产品、天气实况及卫星云图等非常规资料，对1999年9月4日在远离9909热带风暴中心的温州引发的特大暴雨进行探讨，发现秋季在厦门以南至广东东部登陆的台风，在浙中南沿海形成台风倒槽，该倒槽内暖湿切变线的中尺度对流云团是引起特大暴雨的重要条件。     

台风洪水型暴雨研究（Ⅰ）

统计１９５８～１９８８年盛夏台风与山西暴雨的关系，７３．３％特大（洪水型）暴雨是台风直接影响造成的。对台风路径、台风暴雨进行了归类研究，为致洪暴雨预报提供了依据。     

台风暴雨PP预报工具

在总结以往台风暴雨预报经验的基础上，应用数值预报产品，建立了江苏省台风暴雨ＰＰ预报方程，利用Ｔ６３模式产品试验报检验表明，该方法具有实用价值，应用前景广阔。     

60年来西北太平洋上不同强度热带气旋的变化特征

利用美国海军联合台风警报中心(JTWC)提供的1945-2005年西北太平洋热带气旋(TC)最佳路径资料统计分析了不同强度TC的时空变化特征.南海北部至巴士海峡以东140°E附近、15°-25°N范围内为不同强度TC出现次数最多的区域,其中巴士海峡东部至140°E附近洋面为强台风和超级台风观测次数最多的区域.TC强度在123°E以西表现为减弱和稳定略占多数,而在123°E以东或20°N以南主要以增强和稳定为主,在20°N以北主要以减弱和稳定为主.热带风暴的平均增强率大于减弱率,而强热带风暴、台风、强台风和超级台风的平均减弱率大于增强率.一般而言,TC的强度越强其加强和减弱的速度都越快.在1年当中,同其他月份相比,6-8月弱TC占的比例相对偏多,而9-11月强TC占的比例相对偏多.不同强度TC的观测次数和个数都存在年、年际或年代际的变化,在长期趋势上,热带风暴的观测次数和形成个数都呈现显著的线性递增趋势,而TC平均强度和其他TC个数均未出现显著的线性递增或递减趋势.在El Ni[AKn～D]o年超级台风个数及其比例显著偏多,而热带风暴、强热带风暴、台风和强台风的总个数显著偏少,TC平均强度显著偏强;而在La Nina年情况相反.     

Tropical cyclone structure in the South China Sea based on high-resolution reanalysis data and comparison with that of ‘bogus’ vortices

Based on high-resolution reanalysis data of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, several samples of tropical cyclones (TCs), including tropical storms, severe tropical storms, and typhoons, in the South China Sea (SCS), were selected for composite analysis. The structures of these three types of vortices and their differences with ‘bogus’ vortices were investigated. Results showed that TCs in the SCS have characteristics that are distinctly different from vortices formed by the bogussing scheme used at Guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology, such as no anticyclone in higher layers, strong convergence concentrated at the bottom of the troposphere, and strong divergence happening in higher layers instead of at 400 hPa. These differences provide clues for constructing a more realistic structure for TCs in the SCS. It was also found that the three types of vortices have some structural features in common. The area with high wind speed is fan-shaped in the north around the TC center, the maximum vorticity appears at 925 hPa, the strongest convergence appears at 1000 hPa, and strong divergence is located from 150 to 100 hPa. On the contrary, significant differences between them were revealed. The warm cores in tropical storms, severe tropical storms, and typhoons are located at 600–400 hPa, 400−300 hPa, and 400−250 hPa, respectively. Among the three types of TCs, the bogus vortex of tropical storms has the largest errors in structure and suffers the largest errors in track forecasts. However, typhoons have the largest errors in the forecast of intensity. This may be related to the great impacts of ocean on TC intensity.     

云南4次热带系统影响强对流风暴卫星云图和地闪特征

利用NCEP再分析气象资料及FY-2E卫星云图、地闪、地面自动站和气象灾情等资料对热带系统影响下的4类强对流风暴卫星云图特征和地闪演变规律进行分析。结果表明:西移北抬的赤道辐合带、副高、热带低压等热带系统外围偏东、西南和东北气流为强对流风暴发生发展提供有利环流背景及充足水汽和较高的对流有效位能,800 hPa中尺度辐合线及风随高度顺转和高层反气旋低层气旋的垂直流场结构为强对流风暴提供动力条件;在高能高湿环境条件下,由于辐合抬升作用,对流单体生成、不断长大、有规律排列、相互合并发展成不同大小和形状的单单体风暴、多单体风暴、飑线、MCC,结构密实和不均匀,伴随激烈地闪的同时产生冰雹大风和短时强降水等强对流天气;4种类型强对流风暴云顶亮温与总、负、正闪频数随时间演变规律基本一致,正、负地闪活跃程度能表征强对流风暴发展演变状况,与云顶亮温之间存在较好的相关关系,总(负)地闪频数演变趋势与云顶亮温演变趋势相反。     

螺旋度在对流天气预报中的应用研究进展

螺旋度表征流体旋转与沿旋转方向运动的强度，在等熵流体中具有守恒性。螺旋性是维持大气运动的基本物理图案：边界层流体、湍流、强风暴、热带气旋等都有较强的螺旋结构；对流风暴常发生在螺旋度值大的地方，流体稳定性与螺旋度密切相关，高螺旋度阻碍了扰动能量串级，对超级单体风暴的维持有重要作用；z螺旋度对大范围暴雨有较好的指示意义。风暴相对螺旋度对决定对流风暴类型有重要作用，其大小决定超级单体是否能形成中气旋，同时，其对冰雹预报有一定的指示意义；风暴相对螺旋度用于预报时计算的难点在于确定预报风暴移动速度。热力场与螺旋度有内在联系，地面相对螺旋度可视为地转风或实际风引起温度平流的一个量度。     

孟加拉湾气旋风暴研究回顾

活动于阿拉伯海和孟加拉湾地区的热带气旋称为气旋性风暴,约占全球热带气旋年均生成总数的10%,其中活跃于孟加拉湾的气旋性风暴是造成中国西南地区强降水的主要天气系统之一。本文简要回顾了过去几十年来国内外在孟加拉湾风暴生成源地、发生频数、移动路径和生命史等方面的活动特征以及结构特征、活动机理,及其对中国天气的影响等方面的研究成果,并在此基础上指出了孟湾风暴研究中存在的问题。     

近海台风结构和能量平衡的对比研究

本文以8006和8309两个台风为例，分析了近海台风的结构，指出其重要特点是运动场和热力场的显著不对称和只有弱的暖心。本文还着重对它们在近海及登陆后的总动能和涡动动能收支及加热场情况，进行了对比诊断研究。指出近海台风的不对称结构中，隐含着消亡机制，这是由于不对称的暖区和上升区都偏离台风中心且不相一致，使台风区有效位能向动能转换的过程很弱甚至反向。另外，如台风登陆后继续维持热带系统特点，未能迅速将主要能源由潜热释放转变为斜压过程，也易迅速消亡。在加热场方面，登陆后迅速减弱的台风，最大加热强度较大，其所在层次也较高。     

2002年我国天气气候特点

2002年我国主要天气气候特点为：全国降水量偏多，但时空分布不均，北方地区早春和伏秋少雨，受旱范围广，华南沿海地区别冬春夏初少雨连旱；汛期内无大范围或持续的强降水过程发生，但长江中下游一带春汛明显，北方雨季偏早，南方部分地区暴雨洪涝及局地山洪、泥石流、滑坡等灾害较重。全国大部地区气温偏高，但起伏变化较大。沙尘天气时段集中，影响范围广，强度偏强。登陆我国的台风(包括热带风暴)个数接近常年；冰雹、龙卷风等强对流天气偏多。     

Effect of Initial Vortex Intensity Correction on Tropical Cyclone Intensity Prediction:A Study Based on GRAPES_TYM

Predicting the intensity of tropical cyclones(TCs)is challenging in operational weather prediction systems,partly due to the difficulty in defining the initial vortex.In an attempt to solve this problem,this study investigated the effect of initial vortex intensity correction on the prediction of the intensity of TCs by the operational numerical prediction system GRAPES_TYM(Global and Regional Assimilation and Prediction System_Typhoon Model)of the National Meteorological Center of the China Meteorological Administration.The statistical results based on experiments using data for major TCs in 2018 show that initial vortex intensity correction can reduce the errors in mean intensity for up to 120-h integration,with a noticeable decrease in the negative bias of intensity and a slight increase in the mean track error.The correction leads to an increase in the correlation coefficient of Vmax(maximum wind speed at 10-m height)for the severe typhoon and super typhoon stages.Analyses of the errors in intensity at different stages of intensity(including tropical storms,severe tropical storms,typhoons,severe typhoons,and super typhoons)show that vortex intensity correction has a remarkable positive influence on the prediction of super typhoons from 0 to 120h.Analyses of the errors in intensity for TCs with different initial intensities indicate that initial vortex correction can significantly improve the prediction of intensity from 24 to 96 h for weak TCs(including tropical storms and severe tropical storms at the initial time)and up to 24 h for strong TCs(including severe typhoons and super typhoons at the initial time).The effect of the initial vortex intensity correction is more important for developing TCs than for weakening TCs.     

一次孟加拉湾风暴和冷空气影响下滇西大暴雨中尺度分析

应用MICAPS资料, 通过天气诊断分析, 结合FY-2卫星云图及德宏CINRAD-CC雷达体扫资料, 分析了发生在2004年5月18日滇西地区的大暴雨过程。发现本次大暴雨过程天气尺度影响系统为初夏孟加拉湾风暴及南下冷锋切变; 大暴雨发生在高能高湿的水汽辐合中心、700 hPa螺旋度正值区及湿 Q 矢量散度大值辐合区内; 卫星云图上, 多个β-中尺度对流系统在大暴雨区发展; 多普勒雷达回波为絮状混合型降水回波, 强度在30~44 dBz之间, 频繁出现的逆风区、低空急流、中尺度辐合线等中小尺度系统是造成本次大暴雨的直接影响系统。     

Examination of sulfate chemistry sensitivity in a mid-latitude and tropical storm using a cloud resolving model

We examine the sensitivities of heterogeneous sulfate chemistry in a mid-latitude and tropical storm using a cloud resolving model. Both thermodynamic environments show unstable conditions favorable for development of intensive convection, with more CAPE in tropical compared to mid-latitude storm. Compared with the observed severe storms, modeled results show a relatively good agreement with the radar and surface chemical observations. Microphysical evaluation indicates that the accretion and autoconversion appear to be most important processes in such considered clouds. This sensitivity simulation is an upper bound for conversion of S (IV) to sulfate. The tropical convective storm produces for about 2.5 times more sulfate compared to mid-latitude storm and converts more SO₂ to sulfate, increasing wet deposition of sulfur. The results for a midlatitude run indicate that aerosol nucleation and impact scavenging account for between 18.9% and 28.9% of the in-cloud sulfate ultimately deposited. As a result of greater rainfall efficiency, tropical storm shows about two times higher sub-cloud scavenging rate than mid-latitude storm. The oxidation of S (IV) to SO₄ ^?2 in cloud droplets and in precipitation is found to be dominant in both convective storms accounting almost with the same percentage contribution of 45.4% and 46.3% to sulfur deposition, respectively. In-cloud oxidation contribute a larger fraction of the total amount of sulfur deposited in tropical case (29.2%) when compared to the mid-latitude case (11.8), respectively. Neglecting aqueous-phase chemistry in ice-phase hydrometeors in both convective clouds led to overpredict deposition of about 40% to 33% relative to the base runs.