相似路径台风“摩羯”“温比亚”登陆后环境场对比分析

2018年8月在华东地区登陆的台风"温比亚",给河南造成的风雨影响是近40年来最大的,其日降水强度仅次于"75·8"台风暴雨的降水强度。应用实时气象观测资料和NCEP 1°×1°逐6h间隔再分析资料、中央气象台的台风定位报资料等,对1970年以来在华东地区登陆的31个台风陆上移动路径和相应环流背景进行了归纳,选取登陆点相近而给河南带来的风雨影响却不同的两个台风"温比亚"和"摩羯",从环流背景、冷空气活动、动力场和温湿场的演变等方面进行详细对比分析。结果发现:1)在华东登陆的台风陆上路径主要有西行、西北转偏北行和直接北上三种,其中西行和西北转偏北行路径的台风能够影响河南。2)500 hPa副热带高压呈带状分布、高压带断裂并减弱东退是造成"温比亚"和"摩羯"两个台风低压陆上移动路径差异的主要原因;台风低压移动速度取决于500 hPa台风低压两侧最大经向(纬向)风速之差和台风低压中心距5880 gpm线的距离等因素,台风低压的移动方向则取决于台风低压两侧最大风速差的转变;中高层引导气流作用减弱时,低层冷空气入侵形成的v分量差可指示台风低压的转向。3)来自海上的水汽始终与台风低压相连接、能量供应不间断,200 hPa靠近台风低压的高空急流和低层925 hPa、850 hPa接近台风低压中心的低空急流使台风低压所处上空维持8～12m/s的较强垂直风切变,台风低压两侧冷暖平流形成的斜压能导致垂直速度的加强等因素,是台风低压维持的重要机制。     

1213号台风“启德”引发广西特大暴雨的成因分析

利用micaps常规地面、高空观测资料,广西自动站观测资料以及NCEP/NCAR全球1°X1°每日4次的再分析资料,对2012年第13号台风“启德”引发广西特大暴雨天气过程进行了诊断分析.结果表明:(1)台风具有尺度小、移动快速的特点,涡度场在垂直、水平上具有深厚、对称的特点,散度场垂直分布特征显示台风流入层在850hPa以下.(2)西南季风给台风的发生发展提供水汽和能量,但因势力较弱且稳定,不利于台风云体的发展扩大,使台风维持了尺度小的特征,在副高南侧偏东气流的引导下有利于台风快速向西北偏西方向移动.(3)台风进入北部湾后,西南风风速有所加大,加强了台风中心附近的辐合上升运动,这与广西特大暴雨的发生时段有很好的对应关系.(4)900hPa以下的水汽通量散度辐合区与特大暴雨发生区域对应较好,对特大暴雨的发生有一定的指示意义.     

两次台风暴雨冷空气影响对比分析

利用常规观测、气象卫星资料及NCEP分析数据等,对台风"麦德姆"(1410)和"苏迪罗"(1513)的冷空气作用形式及对台风暴雨的影响进行对比分析。两个台风在冷空气影响下的强降水分布差异显著:"麦德姆"强降水经向特征明显;"苏迪罗"强降水纬向性较强。冷空气质点运动轨迹显示,"麦德姆"的冷空气沿西北路径入侵,包含西北冷槽和东北冷槽的共同影响;"苏迪罗"冷空气沿偏东路径入侵,冷空气源为单一的东北地区冷槽系统,强度较弱。在垂直方向上,"麦德姆"低层冷空气入侵早于高层,"苏迪罗"则相反。受冷空气不同作用方式影响,"麦德姆"台风倒槽明显,对流层低层冷暖平流较强,锋生显著,正涡度和上升运动沿台风倒槽呈东北—西南向分布;"苏迪罗"对流层低层冷平流及地面锋生均较弱,在台风北侧,低层偏东风急流引起较强的正涡度和上升运动,同时中层冷空气入侵有利于位势不稳定的增强,导致强降水沿台风北侧的偏东风急流呈东西向分布。     

台风“鲇鱼”异常路径的诊断分析和数值模拟

从高空环流和基本气流的演变对2010年第13号台风＂鲶鱼＂进入南海以后路径发生向北＂急翘＂的大环流形势进行分析,并应用wrf模式输出的高分辨率资料,对台风中心附近的风场、温度场和θse场的分布进行探讨,得出：＂鲇鱼＂进入南海后,路径发生向北＂急翘＂是由于青藏高压增强并向东移,致使其前部高空槽加深发展,切断了华南高压和副热带高压的联系,并使华南高压南落至中南半岛一带,使台风西行受阻,逐渐转为北移。同时越赤道气流的北涌,使基本气流从东北气流转为西南气流,北偏东移动趋势加大。500～700hPa两层引导气流与＂鲶鱼＂路径有很好的对应关系。最大风速区的水平和垂直结构将影响台风移动的路径,台风中心的有向风速低值区移动的趋势,最大风速区的垂直尺度的变化对台风移动有指导意义。温度场的水平和垂直分布也将影响台风的移动路径,西侧冷空气的入侵使台风偏西移动的趋势减弱,台风中心有向等厚度低值区移动的趋势。θse的高能舌的分布,有利台风向北或北偏东方向移动。     

强台风“纳沙”的路径和降水诊断分析

利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和常规气象要素、中尺度自动站等资料,综合分析环流背景对强台风"纳沙"的路径和降水变化的影响,并对"纳沙"影响过程的物理量特征进行诊断分析。结果表明:(1)台风路径稳定西北偏西行的主要原因是500hPa副高为带状分布,副高南侧边缘偏东和东南引导气流加强;(2)"纳沙"活动区域较高的海表温度、弱的环境风垂直切变与"纳沙"的增强有着密切的关系,这些要素可以作为台风强度预报的重要参考因子;(3)"纳沙"在西北偏西移动过程中其涡度、垂直运动、水汽通量散度等各物理量场均表现出有利于降水加大的特征。     

“云娜”台风登陆后的路径和降水的诊断分析

利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和实时高空、地面加密探测等资料,综合分析了环流背景、冷空气活动和下垫面对"云娜"台风登陆后的路径和降水变化的影响,并对"云娜"登陆后的物理量特征进行了诊断分析.结果表明(1) 台风路径在登陆时发生西折的主要原因是由于在500 hPa副高调整为带状分布,台风北侧的东风气流明显加强,而且台风北侧最大东风风速与南侧的最大西风风速之差陡增;(2) 冷空气的入侵是"云娜"登陆后的台风低压在其路径折向西南的主要原因,表现为850 hPa台风西侧的北风加大,东侧的最大南风分量和西侧的最大北风分量的绝对值差变为负值;此外,冷空气在前期还有利于台风低压的维持,后期则使台风低压填塞;(3) "云娜"在进入鄱阳湖地区后其垂直运动、散度、水汽通量散度等各物理量场均表现出有利于降水加大的特征,这与下垫面的热量和水汽交换作用密切相关.     

台风"碧利斯"的结构与江西暴雨诊断分析

利用T213资料、自动气象站加密资料和常规观测资料等,研究分析了0604号台风“碧利斯“的环流背景、移动路径、内部结构和外围暴雨的分布特征,并将其与0505号台风“海棠“、0513号台风“泰利“、0414号台风“云娜“,进行了对比分析.研究结果表明,台风暴雨与台风环流场、热力场的不对称有关,并不一定总是集中在环流中心附近.无论是对称结构,还是非对称结构,降水中心都与强对流云带位置相对应.“碧利斯“先西北行后向西折的路径,主要是受强大稳定的副热带高压引导,并表现为明显的不对称结构,东侧、南侧的积云对流较为旺盛,降水主要集中在移动路径的第三象限;850 hPa台风环流场表现为南部环流强盛,南海季风为西南急流的稳定维持提供了充沛的水汽条件;局地地形激发深厚的上升运动,进而产生庐山和赣南南部山区的大暴雨天气;垂直运动、散度、涡度、水汽通量、假相当位温等各物理量场,均与外围暴雨区有较好的对应关系.     

0509号台风麦莎的结构与外围暴雨分布特征

利用地面加密观测资料、FY-2C卫星TBB资料和NCEP再分析资料，对2005年8月6～8日0509号台风麦莎登陆后环流结构及暴雨分布特征进行了综合分析。结果表明：台风麦莎具有明显不对称结构，台风东侧和北侧的积云对流较为旺盛；台风环流地面正涡度中心位于台风东侧，并随着台风北上移向台风东北象限并加强。地面强辐合区随着倒槽发展向偏北方向伸展；850hPa台风环流场表现为东侧和北侧的环流强盛，偏东风低空急流在台风北上过程中从东南风急流转为东北风急流；台风东侧暖，西侧冷，其东北侧有强暖平流输送。200hPa高空急流发展，急流入口区右侧强辐散有利于台风登陆后长时间维持。500hPa强上升运动区与台风外围暴雨区有较好对应关系。     

影响广西的两个非对称结构TC对比分析

利用常规气象观测资料、卫星云图、NCEP再分析资料,从环流背景、物理量场、地形作用等方面对两个路径不同,但造成广西南部强降水却相似的云系呈非对称分布的热带气旋(TC)“温比亚”(1306)和“科罗旺”(0312)进行对比分析。结果表明:(1) “温比亚”过程发生在500 hPa副热带高压(以下简称副高)稳定的环流背景下,副高位于TC的东北侧有利于“温比亚”西北行,“科罗旺”过程发生在副高减弱东退的环流形势下,副高位于TC的北侧,造成“科罗旺”西北偏西行,在琼州海峡附近登陆后“科罗旺”移动路径比“温比亚”偏南。(2) 200 hPa强盛的南亚高压影响下TC的流出气流中心偏于TC中心的南侧,是两次过程TC非对称结构的根本动力原因。(3) 两次过程TC中心南侧低层强辐合与高层强辐散的配置,整层水汽通量散度辐合大值区主要分布在TC中心的南侧,决定了云系的非对称分布。(4) 两个TC的假相当位温(θse)、相对湿度(RH)均呈准对称分布,表明热力因子不是其非对称结构的主要因子。(5) “温比亚”影响广西时,广西南部处在其移动路径的左侧,受偏西气流影响,东北-西南向分布的地形作用不明显,强降水由偏于TC中心南侧的云系造成;“科罗旺”影响广西时,广西南部位于其中心北侧少云区,处于其移动路径的右侧,东南气流与山脉垂直,强降水由地形抬升作用引起的新生强对流云团引起。      

强台风黑格比的路径和降水诊断分析

利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和常规气象要素、中尺度自动站、地面加密探测和多普勒雷达等资料,综合分析环流背景对强台风黑格比的路径和降水变化的影响,并对黑格比影响过程的物理量特征进行诊断分析.结果表明:(1)台风路径稳定西北偏西行的主要原因是500hPa副高为带状分布,副高南侧边缘偏东和东南引导气流加强,台风北侧最大东风风速与南侧的最大西风风速之差增大;(2)多普勒雷达基本反射率分析发现对流单体回波在雨带的上游(海上)发展,移动到下游(陆地)迅速减弱;空中垂直液态含水量对于台风降水的演变趋势、降水量估测和降水落区有较好的指示意义.在台风暴雨系统中垂直累积液态含水量产品,由于液态含水量的密实程度不同,降水效率差异极大,有时可使降水量的差异达到2.5倍甚至更大:多普勒雷达产品1小时降水量与实际降水落区和降水量有较好的一致性,而降水落区的表现最好.1小时降水量产品与雷达反射率以及空中垂直液态含水量产品有着很好的对应关系.(3)"黑格比"在西北偏西移动过程中其垂直运动、涡度、水汽通量散度等各物理量场均表现出有利于降水加大的特征.     

西太平洋副热带高压耦合模态对台风生成的影响

西太平洋副热带高压(西太副高)是影响东亚夏季气候的主要环流系统。利用再分析资料和美国联合台风预警中心的热带气旋最佳路径资料,研究了西太副高耦合模态对西北太平洋7—9月的台风生成的影响。结果表明:西太副高耦合模态与西太平洋地区的台风生成有显著抑制作用,且主要发生在西北太平洋北部;当西太副高偏强(弱)时,西北太平洋地区的台风生成频数偏少(多)。进一步研究表明西太副高耦合模态可以通过调节影响台风生成的850hPa涡度、垂直速度、600hPa相对湿度、垂直风切变等关键大尺度环境参数进而影响台风活动。     

冷空气入侵对0509号台风“麦莎”变性的作用

利用地面和高空的实况观测资料、NCEP／NCAR再分析资料以及FY-2C卫星云图资料,并通过中尺度Barnes滤波和物理量诊断分析,对台风“麦莎”变性过程进行研究。采用非静力平衡的中尺度模式MM5（V3．7）对“麦莎”北上变性,影响京津地区降水的全过程进行了60h模拟。结果表明：“麦莎”登陆北上过程中,西北侧冷空气先随着“麦莎”环流由北向南旋转,尔后冷空气又从台风低压中心的偏南侧向北侵入,逐步侵入“麦莎”暖心结构;在垂直方向上,对流层中高层不断有系统性的冷空气倾斜向下补充,冷空气从对流层低层侵入台风环流,最终使“麦莎”变性。在接近华北地区时,“麦莎”云系发生分裂,偏西侧云系的出现和发展与低层850hPa流场上中尺度辐合线的产生密切相关,其中冷空气的作用显著。     

近40年影响东莞的台风气候特征统计

根据1971-2010年的台风路径资料,对影响东莞的台风进行统计分析,结果表明影响台风具有明显的年际变化和月际变化,年均个数为2个,从年际变化中看,2008年最多,从月际变化得出,影响台风主要集中在7到9月,影响频数4-8月呈逐月递增,8-12月呈逐月递减;按照生成地分类,在西北太平洋生成的台风的移动路径主要有西北（西北偏西）路径和转向路径,在南海生成的台风的路径主要有偏北（西北）路径和转向路径,剩余的复杂路径则较少.对近40年东莞出现100 mm以上或接近100 mm过程雨量的台风大暴雨过程进行分析,总结出3类环流特征：①台风环流内部引起的大暴雨;②台风倒槽引起的大暴雨;③季风槽北上引起的大暴雨.     

广西2012年前汛期3次暴雨过程环流和中尺度特征

利用地面和高空常规观测资料、广西自动站降雨资料和雷达资料,对广西2012年前汛期3次暴雨过程环流形势和中尺度特征进行分析,结果表明:3次暴雨过程均有多次高空槽引导冷空气影响广西,并有低涡配合,同时存在中尺度系统的3类触发机制,即500hPa存在干线;850hPa有温度脊配合;广西区域垂直高度上具有:200h Pa有分流区存在,地面辐合线长时间维持少动的上层辐散下层辐合的特征.     

大气季节内振荡对西北太平洋台风路径的影响研究

台风路径一直是天气预报的难点之一。本文研究了大气季节内振荡 (ISO) 对西北太平洋台风路径的影响, 指出大气ISO对台风路径预报有重要参考意义。细化传统台风路径的划分方法, 将台风路径进一步分为5种: 西移型、 西北移型、 日本以西型、 日本登陆型、 日本以东型。分别对不同路径的台风所对应的低频流场进行超前滞后合成分析, 发现台风生成时850 hPa低频气旋的正涡度带走向往往预示着台风的未来走向, 200 hPa低频环流形势, 意味着上层引导气流的方向, 对台风的路径也有一定的指示作用。低频流场演变特征表明, 大气ISO在对流层低层到中层通过低频气旋或低频反气旋的环流形势影响季风槽及副热带高压的位置和强度, 从而影响台风的活动。低频气旋的作用使台风易于沿着低频气旋的正涡度带移动。菲律宾以东热带地区生成的低频气旋的加强有利于季风槽的加强和东伸, 另外, 它的经向北传对副热带高压的位置也有影响。在副热带地区存在大气ISO流型以低频波列的形式向西传播, 对副热带高压的季节内时间尺度东西振荡有重要作用。热带与副热带地区大气ISO的共同作用, 对台风路径有决定性意义。初步认为, 对于西移路径和西北移路径, 热带大气ISO的影响起着更为重要的作用; 对于日本登陆型和日本以东型路径, 副热带大气ISO的影响起着更为重要的作用。大气季节内振荡的环流场可以作为台风路径预报的依据之一。     

1997年汛期黄河流域干旱气象成因分析

分析表明,1997年汛期500hPa中纬度地区盛行纬向环流,西风带冷空气路径偏比、偏弱;盛夏期间黄河流域先后受贝加尔湖阻塞高压和青藏高原高压控制;副高偏比、偏西、台风异常偏少。正是受上述主要环流系统的影响,1997年汛期黄河流域出现了持续性严重干旱,黄河下游利津站出现了有资料记录以来主汛期最长断流时间和最多断流次数。     

移出高原后长生命史高原低涡在不同移动路径下的大尺度环流特征及差异

利用NECP再分析资料及高空观测资料,对2000—2010年移出青藏高原后生命史长达3天或以上的高原低涡进行统计,并根据移动路径的不同将其分为东移、东北移和东南移三类,统计结果表明:在不同时间段,不同移动路径的长生命史高原低涡具有不同的活跃度,盛夏7月,东移个例远远多于东北移和东南移个例,东南移个例多于东北移个例;而在夏末8月,东南移个例则远多于东北移和东移个例。选取不同移动路径的个例,进行对流层中上层环流背景特征分析,指出其500hPa环流形势,温度平流及200hPa环流形势的共同特征和差异。分析结果表明:500hPa环流形势,副热带高压的位置、走向分布对长生命史高原低涡的移动路径有显著影响。东移、东北移、东南移三种路径,副热带高压依次减弱。印缅地区,东南移路径为季风低压,而东移和东北移路径则为季风槽或印缅槽,即东南移路径25°N以南具有相对较低的位势高度,有利于高原低涡的向南移动;200hPa环流,东移、东北移、东南移三种路径,南亚高压1252dagpm东伸脊点依次偏西。东移路径,南亚高压东伸脊点的明显偏东,使得高原低涡移出高原后受一致西风引导气流的影响,而对于东南移个例,相对北抬的南亚高压前及相对较深的110°E槽后的西北气流对高原低涡的东南移具有一定的引导作用。温度平流带随时间的走向与不同路径的移动方向有着较好的对应关系。移出高原后的长生命史高原低涡基本在平均冷平流带中移动,东南移的高原低涡个例具有相对较强的冷空气活动,使得高原低涡能够向相对较暖的南方移动。     

利用加密探测资料分析冷式切变线类大暴雨的动力结构

利用风廓线雷达、多普勒天气雷达、地面加密自动站和闪电定位仪等非常规观测资料,对发生在山东东南部沿海青岛的一次大暴雨天气的动力结构进行了分析,以探索如何综合应用新资料追踪暴雨的演变过程。结果表明:(1)此次大暴雨过程的影响系统是冷式切变线,冷空气从对流层低层入侵,切变线在850 hPa以下层次明显,地面冷锋逐渐演变为静止锋。(2)暴雨过程经历了两个强降雨和一个弱降雨时段,1小时30 mm以上的短历时强降雨发生在冷空气刚入侵阶段,并伴随雷电。(3)强降雨主要发生在925 hPa切变线附近,降雨分布在925 hPa切变线的东北风与850 hPa切变线的西南风叠置区域。大暴雨的分布与切变线走向基本一致。(4)在切变线移动和发展过程中,水平风有明显不同:冷空气刚影响时,对流层低层产生了明显的中尺度低压环流,是导致对流性短历时强降雨的关键因素;静止锋形成的时段内,从低层至高层,低压环流消失,代之以较强西南风与弱西北风之间的切变线;在静止锋维持的后期,低层和高层均转为西北风,仅在中层有西南风与偏北风之间的切变线,从而产生稳定性弱降雨。(5)风廓线对降雨的起止、盛衰有较强信号,风向风速自上而下顺序变化,当中层西南风风速增大且不断向下扩展,持续4 h后西南低空急流明显加强,当近地面转为东北风时,强降雨开始,强降雨阶段的显著特点是在风廓线雷达上表现为中低层强西北风和强西南风交替出现,降雨强度与交替的高度有关;当各层均转为稳定的西北风时预示降雨结束。     

2011年10月一次广西区域性暴雨特征分析

利用常规观测观测资料、每隔6小时一次的1°＊1°NCEP再分析资料以及相当黑体温度TBB对2011年10月6—7日预报偏差较大的广西区域性暴雨进行分析得出：副热带高压边缘的东南气流和台风“尼格”减弱后的后部偏南气流带来的暖湿空气和地面冷空气在桂中上空交汇,850hPa切变线和500hPa西风槽触发了暴雨的产生;比湿和假相当位温的分布显示了冷暖空气的对峙情况;TBB平均场的变化可以反映强降雨的落区和移动：水汽主要从东边界进人广西,少部分从南边界和北边界进入,来自于西北太平洋、孟加拉湾和东海洋面。     

201002号台风“康森”移动路径特点的分析

通过对台风"康森"路径特点和影响因素的分析,特别是影响台风移动的诸多因子及其对"康森"西行北折路径所起的作用分析,发现:东亚中高纬度贝加尔湖一带为有阻塞高压的长波脊,副热带高压呈带状形势,强度强,稳定,西伸脊点偏西是"康森"稳定西偏北行的主要原因;而大尺度环境场的调整如加尔湖阻塞高压减弱、崩溃,高空槽东移加深,副高减弱东退南落,是"康森"西行北折的主要原因。同时台风中心及附近850hPa涡度场、700hPa风场的分布,对流云的发生发展也影响"康森"的移动路径。