台风“灿鸿”、“莲花”和“浪卡”共存期间路径、强度及相互作用分析

利用NCEP1°×1°再分析资料,对2015年7月西太平洋洋面上台风"莲花""灿鸿""浪卡"三者共存期间的路径特征、强度变化及相互作用进行了分析。结果表明:1)台风"莲花"与"灿鸿"发生互旋,导致强度较弱的"莲花"路径发生逆时针转向;"灿鸿"与"浪卡"发生明显的相互作用。2)"莲花"的低层水汽通道在互旋过程中被"灿鸿"夺走,后者产生反馈气流补充前者;"浪卡"与"灿鸿"在对流层高层通过水汽"连体"通道进行水汽交换。3)与"莲花"互旋过程中"灿鸿"产生的反馈气流远比相互作用过程中"浪卡"对"灿鸿"的补充气流强,因此相互作用过程结束后"莲花"暖心与涡度继续维持,而"灿鸿"迅速衰弱。4)两个台风相互作用过程的水汽"连体"通道高度不同,台风"莲花"与"灿鸿"相互作用位于对流层低层,而台风"灿鸿"与"浪卡"相互作用发生在对流层高层。     

台风“灿鸿”的路径和降水特征诊断分析

利用实测资料和客观分析资料,综合分析环流背景、下垫面、水汽输送等对"灿鸿"路径和强降水分布影响。研究表明,位于东部沿海的高压脊东移并入使得副高加强北进,以及"灿鸿"与"莲花"之间弱的双台风互旋作用,导致"灿鸿"路径偏东。围绕台风中心的输送带将充沛水汽源源不断输送至浙东沿海上空,低层暖湿气流使得大气趋于对流不稳定,不稳定能量释放激发的上升运动,与四明山区迎风坡强迫抬升叠加作用,形成了位于四明山区的暴雨中心。整个台风影响期间浙江东部沿海大气比较稳定,暴雨主要是由大气的斜压作用引起的。台风登陆前东西侧螺旋云带逐渐趋于对称,但其与南侧季风云团的联系基本被切断,使得浙江没有出现大范围的暴雨区。     

一次台风远距离作用下的西南低涡大暴雨个例分析

利用2009年8月2—5日发生在川渝地区一次远距离台风暴雨的实况降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了远距离台风作用下的水汽和温湿能输送特征;利用25点平滑算子方法研究了台风"天鹅"对此次暴雨影响系统——西南低涡作用下的中尺度特征。结果表明,此次大暴雨过程是在有利的环流背景下发生的,东移的高空槽耦合了西南低涡,远距离的台风"天鹅"使得西南低涡在川渝地区长时间维持,台风"天鹅"倒槽对低涡系统暖湿结构具有重要作用;在台风倒槽偏东气流驱动下,其携带的水汽和能量与西南低空急流输送的暖湿水汽汇合,构建了输送到低值系统附近的水汽和能量通道,增强了强降水区水汽和能量积聚效应,这种积聚效应促使低涡系统物理结构的维持;在台风倒槽顶部偏东气流动力作用下,促使低涡系统中低层正涡度增强,进一步促使垂直涡度增长,对低涡系统动力结构维持起到积极作用,进而促使低涡系统长时间维持,最终导致长时间强降水的发生。     

强热带风暴"莲花"登陆后引发的强降水过程分析

利用天气形势环流背景、物理量场的变化以及风廓线等资料,对0903号强热带风暴"莲花"登陆福建省中南部沿海地区6h后引发广东省东南部沿海局地强降水进行分析,探讨了该次强降水发生的成因.结果表明:该次强降水过程是"莲花"外围云系带来的,是高低层各要素场共同配合作用的结果,强盛的暖湿西南气流为该次强降水提供了充足的水汽,有利...     

台风“芭玛”(2009)近海突然加强的模拟研究

通过对台风"芭玛"在北部湾近海突然加强过程进行模拟研究,结果表明:台风"芭玛"突然加强过程中其内部暖心结构有显著变化;弱冷空气被不断从台风环流外围卷入到台风低层内部,抬升暖湿气流促进水汽凝结潜热释放;台风"芭玛"在其突然加强过程中存在环流重组情况,其环流内圈包括极大风速等的分布不断对称化发展,并将其外围的螺旋云系进行重新整合,将外围周边的对流云团发展释放的能量不断卷入到台风环流中,同时将外围松散正涡度重新组织到台风内部;综合因子叠加作用使得台风"芭玛"在近海突然加强。     

台风“狮子山”并入温带气旋过程及引发东北强降水的分析

使用常规观测、最佳台风路径数据、风云二号气象卫星亮温(Black body temperature equivalent,TBB)、全球协同探空站资料和NCEP/NCAR全球再分析资料,对2016年第10号台风"狮子山"并入温带气旋过程中,二者相互作用下引发的东北地区强降水进行了分析。结果发现,台风"狮子山"并入温带气旋过程中,其结构由对称的热带涡旋云系向非对称斜压云系发展,最终演变为成熟的温带气旋云系。受温带气旋的影响,台风"狮子山"逐渐进入到强垂直风切变环境,台风涡旋环流、水汽输送、垂直运动呈现明显的不对称和垂直向西倾斜结构,暖心结构遭遇破坏,水汽输送逐渐远离台风环流;台风影响下的高低空急流有利配置对温带气旋形成正涡度平流输送,伴随着锋生作用,使得温带气旋获得动力和能量而发展。对东北地区强降水的分析发现,台风并入温带气旋过程中,温带气旋加强发展,带来了增强的动力、水汽和能量的输送,是引发东北地区强降水的主要原因,降水主要发生在暖平流带中,600 h Pa与900 h Pa之间的厚度梯度大值区对强降水的落区具有很好的指示,强低层辐合、高层辐散,促使强的垂直上升运动,配合强暖平流和充沛水汽的输送,对应着强降水的发生。高层弱的干冷空气缓慢向低层侵入,使得降水持续时间长、结束缓慢。降水总体具有持续性,伴有较强对流降水的发生。     

台风“达维”不对称结构特征分析

利用地面加密观测资料、FY-2E卫星TBB和水汽图像资料、NCEP1°×1°再分析资料综合分析了2012 年第10 号台风“达维”的不对称结构特征及成因。结果表明：台风“达维”登陆后在云系结构、降水落区、高低层风场等都表现出不对称分布,其中暴雨主要分布在台风中心北到东北侧;通过FY-2E水汽图像分析清晰地揭示了这种不对称结构的演变,台风西侧干下沉暗区切断了西南侧水汽输送,使得台风中心西侧和南侧对流云系减弱消失,而东南侧一直存在一水汽羽伸入台风环流为其提供水汽和能量。同时,强高空辐散、弱垂直风切变以及明显的上升运动,有利于台风“达维”北到东北侧对流云系的发展维持,引发强降水;高空槽带来的冷空气侵入台风环流内部,破坏了它的暖心结构,使得台风“达维”在渤海海面填塞消失。     

台风“威马逊”登陆后长时间维持原因分析

超强台风威马逊(1409)在华南三次登陆,登陆后减弱缓慢,带来了狂风暴雨和巨大的经济损失。利用NCEP再分析资料、CMABST最佳台风路径数据等资料,对"威马逊"长时间维持的原因进行天气学和动力学诊断分析,结果表明:(1)500hPa副高西伸发展,紧随着台风,副高和台风环流之间维持较强的气压梯度和水汽输送,有利于台风环流的维持。850hPa西南季风急流和越赤道气流合并卷入台风低压环流中,输送的水汽和不稳定能量是台风在登陆后衰减缓慢的重要原因。高空存在强流出气流,高层辐散抽吸作用有利于台风强度的维持和发展。(2)台风移向下游区域海温偏高、环境风垂直切变小、强盛水汽输送是台风强度维持的重要环境条件。台风登陆后涡度和垂直速度结构完整,减弱缓慢,利于台风环流的维持。台风移入的华南地区处于热力不稳定状态,有利于对流凝结潜热效率的增加和台风环流内对流活动的增强,从而有利于台风强度的维持。     

“灿鸿”台风大暴雨的水汽诊断分析

利用常规观测和自动站加密资料、卫星云图资料及NCEP再分析资料,诊断分析2015年7月10—11日1509号台风"灿鸿"造成其西侧浙江东北部异常强暴雨事件,得到本次大暴雨过程是由于"灿鸿"强度强范围大,长时间东北气流下,在浙东北特殊地形作用下,形成地面辐合带造成的。低层水汽丰沛,低层强辐合、中高层辐散,水汽长时间大量输送有利于台风的发展和维持,也有利于强降雨的形成。     

利用多种卫星研究台风“艾云尼”宏微观结构特征

利用FY-2C静止卫星、TRMM卫星和Cloudsat卫星分析了台风"艾云尼"的发展演变过程以及台风眼区、外围雨带降水和云的宏、微观结构特征。结果表明,台风发展的不同阶段、不同位置及台风降水的垂直廓线具有不同特征,台风降水云系的5 km高度存在不连续的亮带结构并且亮带以上云系发展较为旺盛,台风云系中的冰水含量和冰粒子数浓度等微观物理参量分布特征对分析台风降水具有一定的帮助。多个卫星的共同观测可以为深入研究台风内部结构、发展演变及降水提供重要的观测实事。     

1513号台风苏迪罗云系演变特征及模拟分析

用GRAPES_Meso模式对2015年13号台风苏迪罗进行了数值模拟,从台风生成发展、成熟和登陆减弱三个阶段对模拟结果与实况资料进行了台风云系时空演变特征的对比分析,结果表明:(1)模式较好地再现了台风苏迪罗从生成发展、成熟,再到登陆减弱至消亡的整个过程,模拟的台风路径与实况吻合较好,台风强度的变化趋势也得到了较好的模拟再现。(2)"苏迪罗"在发展阶段台风眼模糊,模式对台风云系云量总体分布模拟较好,但模拟的云顶高度比实况偏低。(3)在成熟阶段,"苏迪罗"有一明显的漏斗状台风眼,云系发展更加旺盛,台风西部呈双眼壁结构,云顶高度比实况高度偏低。(4)"苏迪罗"登陆后强度迅速减弱,台风眼不再明显,模式对登陆后的"苏迪罗"云系结构模拟效果总体欠佳。(5)总的看来,模式较好地模拟出了"苏迪罗"云系整体范围,在洋面上的模拟效果好于登陆后,改进GRAPES模式的云量方案可能会提高该模式模拟台风云系的能力。     

南海台风苗柏对一次梅雨暴雨加强影响的模拟试验

利用云图资料、再分析资料和自动站加密资料对2017年6月13日前后浙江梅雨暴雨的成因进行分析,发现此次暴雨过程与低层偏东风和西南气流带来充沛的水汽和能量有很大关系,而1702号台风苗柏对西南气流的输送有重要作用。为了验证"苗柏"的作用,使用WRF模式对此次过程进行了模拟试验,并做了"苗柏"强度增强一倍、强度减弱一半、去掉"苗柏"的敏感性试验,结果表明:"苗柏"及其登陆减弱后的残留云系,有利于偏南风的维持和加强,使得冷暖空气在浙江汇合,南北风交汇处梯度增大,辐合加强。"苗柏"的存在增强了西南急流水汽输送,西南急流的左侧伴随有散度辐合中心,而在高空急流的右侧有散度的辐散,有利于垂直运动的发生,是强降水产生的主要原因。敏感性试验表明台风强度越强,西南暖湿气流输送越明显,辐合越强,越有利于垂直运动发展,对流发展更旺盛,降水也更强。     

派比安降雨桂南明显差异原因初探

通过对大气环流形势特征、卫星云图和物理量场诊断结果对比分析,发现台风登陆后云图特征:云系显得松散,中南半岛没有云团向广西移动,低纬没有降雨云系流入位于广西的台风云系中;环境场中的下沉气流;西南急流的缺失造成水汽条件的不充分是位于桂西南的崇左市此次降雨量级明显偏小的主要原因。降雨分布和降雨强度与500hPa的垂直速度和850hPa的水汽通量有较好的对应关系。     

采用预报涡旋的初始化方案对2015年台风“莲花”、“灿鸿”的试验研究

提出了一种采用预报涡旋的初始化方案,用预报涡旋代替bogus模型参与构建模式初始场,采用权重形式合成预报涡旋和分析涡旋获取台风初始涡旋。针对2015年“莲花”和“灿鸿”台风,基于该初始化方案设计了一系列对比试验进行数值模拟,并对结果进行分析。结果表明:(1)该方案得到的台风初始涡旋结构比bogus模型合理;(2)预报涡旋权重不宜取太大;(3)从长时效预报效果看,采用24 h内预报涡旋比采用长时效预报涡旋台风的路径和强度误差减小;(4)采用同一权重方案对“莲花”、“灿鸿”预报的改进效果不同,其原因与预报涡旋和分析涡旋的协调程度有关。多台风情形下可在初步评估的基础上采用不同时效的预报涡旋和不同权重方案。      

台风"灿都"造成云南强降水过程的水汽螺旋度诊断分析

利用地面加密观测、Micaps资料和NCEP1°×1°再分析资料对1003号"灿都"台风造成云南暴雨进行诊断分析。结果表明:台风低压为高温高湿且具有强对流不稳定的深厚系统。进入云南后除了自身携带的大量水汽和能量外,先后有副热带高压西侧强盛偏南急流和孟加拉湾西南气流卷入,使得台风低压在云南持久不衰,并产生全省性强降水。诊断量"水汽螺旋度"对暴雨落区和强度有较好的对应关系,强降水多发生在水汽螺旋度正值中心的偏南侧。"水汽螺旋度"随时间变化的两个影响因子"螺旋度通量散度"和"湿螺旋度散度"对强降水的落区和强度也有较好的指示作用。若是分别对两个因子进行诊断,再综合分析环流形势,将能达到更好的强降水预报效果。     

山东半岛一次台风暴雨过程的冷空气侵入特征分析

利用FY-2E卫星水汽图像、常规观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,针对山东半岛一次与台风相关的大暴雨事件中干冷空气的侵入特征进行分析。结果表明:台风北上与极地大陆气团交汇,是导致此次大暴雨发生的重要因素。干冷空气从西侧侵入台风环流,台风变性,斜压锋生,位能向动能转换,导致上升运动加强,有利于产生强降水。冷空气具有高位涡和低湿度的特点,水汽图像上的暗区、高层等熵面上的干区和高位涡区有良好的对应关系。水汽图像直观地反映了此次大暴雨过程的系统演变过程。台风云系与斜压叶状云结合,先形成新的涡旋云系,后演变成逗点云型。暗区指示的干冷空气不断发展,先形成干舌,后以干缝的形式卷入涡旋中心。在实际预报中,除了流型识别外,通过水汽图像还可以追踪干湿区及其边界等变化特征。通过连续时次的对比分析,可监测高空动力强迫,判断灾害性天气系统的发展演变。     

派比安降雨桂南明显差异原因初探

通过对大气环流形势特征、卫星云图和物理量场诊断结果对比分析，发现台风登陆后云图特征：云系显得松散，中南半岛没有云团向广西移动，低纬没有降雨云系流人位于广西的台风云系中；环境场中的下沉气流；西南急流的缺失造成水汽条件的不充分是位于桂西南的崇左市此次降雨量级明显偏小的主要原因。降雨分布和降雨强度与500hPa的垂直速度和850hPa的水汽通量有较好的对应关系。     

“灿鸿”台风造成浙江东北部大暴雨成因分析

本文利用常规观测和自动站加密资料、卫星云图资料及NCEP再分析资料,分析了2015年7月10—11日1509号台风灿鸿造成其西侧浙江东北部异常强暴雨事件,得到本次大暴雨过程是由于"灿鸿"强度强、范围大、直接影响时间长,长时间东北气流下,在浙东北特殊地形作用下,形成地面辐合带造成的。台风影响前期该区域处在对流不稳定状态,水汽含量丰沛,低层辐合,高层辐散且气温低,有利于上升运动,上层水汽冷凝造成强降雨。暴雨区低层MPV1由负值转变为正值,导致垂直涡度加强,925 hPaθ_(se)的高能区的长期存在,有利于上升气流增强,水汽长时间大量输送有利于台风的发展和维持,也有利于强降雨的形成。这些物理量的变化与雨量增大和减小有6~12 h的提前。呈喇叭口状的杭州湾及南面四明山、狭长东北一西南走向的象山港以及南岸的山脉等地形有迎风坡作用和地形辐合,对东北气流参与造成的降雨有增幅作用。     

邯郸地区一次登陆台风大暴雨过程观测分析

受登陆台风"海棠"减弱后低压与东移锋面云系的共同影响,2005年7月21日夜间到23日早晨邯郸地区出现了大范围的暴雨天气。本文从天气形势、水汽输送特征、云系演变特征和大气不稳定条件等方面进行分析,探讨了这次登陆台风暴雨天气的成因。结果表明,台风低压、稳定少变的副热带高压以及500 hPa低槽相互作用,共同造成了这次暴雨天气过程,高纬弱冷空气南下,与台风携带的暖湿空气相遇,加之太行山地形的影响,造成暖湿空气抬升,使得冀南地区产生中尺度对流云团,进而发生强降水。地面自动站以及加密站风场资料分析指出,低空偏北风与偏东风之间的中尺度辐合线对暴雨发生有重要作用,其出现的时间和位置决定了中尺度暴雨天气的发生时间和位置。在水汽输送方面,西部山区的暴雨区水汽主要来源于南海和东海,而东部平原地区的大暴雨,其水汽主要来源于南海。简单的层结分析表明,暴雨区上空存在对流不稳定和对称不稳定共存的现象,两者共同为系统发展和暴雨发生提供了不稳定条件。     

台风“彩虹”(1522)的数值模拟及增强条件分析

利用WRF数值模式对台风"彩虹"进行数值模拟,较好地模拟出台风的移速路径、强度变化,登陆时间和地点与实况基本一致;利用高分辨率的模式输出,对台风增强条件进行分析,结果表明:(1)台风中心高空气流强烈外流区与高压反气旋环流中心靠近合并,中层呈"东北高西南低"的形势,副高中心的加强大大增强与台风之间的气压梯度力,均有利于台风强度增强;(2)小的各层VWS有利于台风加强;环流场的调整会使得各层VWS均有所增大,但台风仍在加强;深层和低层VWS先于台风减弱就开始增大,而高层VWS在台风减弱过程中仍维持较小;(3)台风强度的变化滞后于水汽净流入量的变化趋势约9小时,南边界为最主要的水汽输入,表明西南季风对台风水汽输送起着重要作用;(4)海表面输送的热量为台风发展提供能量来源的同时,其输送的不对称也是引起台风整体结构不对称的原因之一,其中潜热通量在台风加强过程中起到更重要的作用。