热带气旋异常运动的曲率变化特征

运用热带气旋曲率理论模型,选择不同环境及移速特征的台风个例,通过动力学诊断分析,揭示了台风异常运动的关键影响因子的物理机制及其规律。研究结果表明,热带气旋曲率理论模型中影响台风移动的相关特征能够在一定程度上描述出天气系统等环境因子对台风异常运动的综合影响规律。诊断分析结果表明,台风移速、涡旋动力结构、外围副热带高压带及西风槽的非定常变化均可影响台风移动轨迹曲率,尤其是对异常路径和转向点的影响,其突变规律符合台风移动规律。台风移动与系统动力结构有关,台风最大风速与中心气压突然增强或减弱时都会导致台风的突然转向。     

台风移动规律的研究 Ⅱ．小地形与边界层的动力作用

从支配台风中心移动的基本方程出发，着重分析了小地形（地形高度与台风系统的垂直厚度相比为小量）的抬升作用和边界层的摩擦作用对台风移动影响的定性特征。结果表明，较高地势对台风有“吸引”作用；边界层摩擦辐合引起的艾克曼抽吸有利于台风产生沿局地流场引导速度方向的加速度。     

台风移动规律的研究 Ⅱ.小地形与边界层的动力作用

从支配台风中心移动的基本方程出发，着重分析了小地形（地形高度与台风系统的的垂直厚度相双为小量）的抬升作用和边界层的摩擦作用对台风移动影响的定性特征。结果表明，较高地势对台风有“吸收”作用；边界层摩擦辐合引起的艾克曼抽吸有利于台风产生沿局地流场引导速度方向的加速度。     

台风移动的基本规律

目前国内外关于台风路径研究,一般着 重于台风环境流场对台风移动的影响,并取 得明显效果,但是,对于客观、定量预报方 面仍然存在许多困难问题。本文利用大气基 本运动方程求出台风中心移动方程表明:台 风外围环境流场和台风本身的环流结构各自 所产生的梯度力,以及台风移动而产生的柯 里奥利力都直接影响台风移动路径。所以该方程具有客观定量预报的基础。     

论正压台风涡旋的移动

本文用正压涡度方程,结合观测到的台风涡旋的主要特征,介绍了台风涡旋的移动理论。然后,用数值试验和天气气候资料统计结果来阐述各影响因子的作用大小,并讨论了它们在实际台风路径预报中的启示和可能的应用。     

对台风麦莎(2005)的熵流特征初步分析

根据热力学第二定律推导出熵平衡方程,并在数值模拟输出结果的基础上利用熵平衡方程中的熵流项来分析2005年台风"麦莎"发生、发展和消亡各阶段的熵流特征.(1) 从对流层的低层到对流层的高层,台风中心附近的熵流分布会逐渐由负熵流占优势互补趋向于以正熵流为主;(2) 对流层中层500 hPa的负熵流分布显示出,随着台风的强度加强(减弱),台风中心附近的负熵流强度也会随之加强(减弱);(3) 台风中心附近的负熵流分布和强度特征对于台风强度和未来移动路径有一定的指示意义.     

阻塞结构对近海台风异常路径影响的数值试验

采用数值试验方法，研究了近海台风移动路径对环境动力因子的敏感性特征。数值模拟结果表明，台风北侧阻塞高压结构的变化，对近海台风路径异常现象的发生有显著影响。     

模式动力过程与物理过程耦合及其对台风预报的影响研究

中国南海台风模式是基于GRAPES的热带中尺度模式,采用半隐半拉格朗日时间差分方案,借助Helmholtz方程进行隐式求解,然后计算物理过程,并把各物理量反馈到动力预报场,实现动力过程与物理过程耦合。为了探讨耦合方案对预报精度的影响,在原方案的基础上,设计了新的技术方案,主要包括两项技术改进。其一是考虑温度、水汽的物理反馈对气压场影响,将间接导出的气压反馈值返回动力场;其二是在第一项技术改进的基础上,将物理反馈值作为模式Helmholtz方程的右端项参与隐式求解,物理反馈在动力约束条件下实现与动力过程耦合。针对新方案对台风路径预报的影响开展个例和批量试验研究。个例试验研究表明,新方案明显地提高了台风预报水平,特别是提高了移动速度的预报准确率;2013年批量试验结果分析,如文中给出的台风路径预报、等压要素预报准确率对比分析,说明新技术方案整体提高模式预报精度。     

论Amk预报方程及新的湿空气动力学方程组

作者对推导的Amk预报方程各项的物理意义进行详细讨论后指出:Amk预报方程完全可以代替涡度方程,用于不同纬度地区天气系统发生、发展及移动的研究和预报。其优越性在于: 1、可以认为:引起天气系统发生发展的平流动力条件,是A_mk预报方程中产生项、释放项、水汽凝结速率项和效率因子变化项均为0时的特例。 2、将动力、热力的宏观物理过程同云雨凝结速率的微物理过程结合起来,有利于探讨它们间的关系。 3、给出了台风等天气系统的判据。 4、用A_mk预报方程和运动方程等组成的湿空气动力学方程组进行数值积分,可望提高对低纬天气系统的发生、发展和移动的预报效果,为台风和暴雨数值预报提供了一个新的模式。      

台风螺旋雨带相对静止与大暴雨关系初探

在"艾利"台风的跟踪分析中,应用新一代天气雷达(CINRAD/SA)产品资料和自动站逐时降水及风埸资料,分析台风螺旋雨带的维持和移动等特点,阐述台风螺旋雨带在台风各个象限的移动特征,指出台风移动和螺旋雨带自身沿切线方向向外扩张的反向运动相互制约而导致台风螺旋雨带相对静止是该地区出现大暴雨的主要原因之一.     

TCM-90现场试验台风能量频散波列特征

采用ＴＣＭ－９０（台风运动－９０）台风现场科学试验资料,对台风ＦＬＯ,ＥＤ个例进行了诊断分析,并做了有关数值试验研究。分析研究结论揭示了台风涡旋作为一动力、热力强迫源或ＣＩＳＫ不稳定结构,其与环境场相互作用可激发出动能频散波列;台风扰源通过频散机制可构成类似２维Ｒｏｓｓｂｙ波的经向波列;台风涡旋的移动路径与上述能量传播特征有一定的相关关系。     

高层冷涡对台风路径影响的数值模拟和动力分析

通过六层斜压干模式模拟了高层冷涡对台风运动的影响，并用涡度方程各动力项的诊断分析，证实了高层冷涡对台风运动的影响主要是通过改变台风中心周围的环流结构而达到的。分析还指出了总涡度倾向和台风运动的直接联系以及这种联系的持续稳定性。同时也发现总涡度倾向主要来自于涡度水平平流和散度场的贡献。说明台风运动主要由正压性动力因子控制。     

中纬度高空槽—台风相互作用对台风“利奇马”远距离暴雨的影响

利用NCEP提供的0.25°×0.25° FNL资料和国家气象信息中心提供的高分辨率三源融合降水资料,以台风"利奇马"为研究个例,从动力和热力因素两个方面研究了中纬度高空槽与台风之间的相互作用对台风远距离暴雨的影响。研究认为中纬度高空槽—台风的相互作用是此次台风远距离暴雨的主要原因之一。在高空槽—台风的相互作用中,随着弱正PV异常从中纬度高空槽向台风区域的水平平流,台风西北部地区逐步处于高空槽前西南急流的次级环流的上升区域,而对流层深厚的暖平流恰好位于台风西北部3~5个纬距的地区,此热成风暖平流的作用增强了台风西北地区的上升运动。另外,中纬度高空槽后的干冷空气的逼近,促进了在台风西北部地区的中纬度斜压锋生,斜压锋面进一步增强了台风远距离暴雨处的动力抬升作用。同时还发现当台风与中纬度槽的距离大约是10个纬距时其相互作用最为显著。     

A STUDY ON TYPHOON MOVEMENT PARTⅡ:DYNAMICAL ROLE OF SMALL TOPOGRAPHY AND THE PLANETARY BOUNDARY LAYER

The dynamic effects of small topography (in the sense of the characteristic height of the topography as compared with the vertical thickness of the system of motion) and the Ekman pumping caused by the frictional convergence in the bounary layer on the motion of a typhoon have been qualitatively discussed in this part based on the governing equation of typhoon motion derived in part I of this paper. The results show that a topographical ridge tends to attract the typhoon approaching it and this explains at least partially the phenomenon that the typhoon over the western Pacific tends to accelerate just before their making land fall over the coastal areas. It is also shown that the Ekman pumping at the top of the boundary layer favors the typhoon acceleration along the local steering current.     

台风路径实时数值预报的初步试验

根据国家气象中心建立的台风路径数值预报试验系统，引入了模型台风。模型台风是利用获得的场面参数构成的，然后再叠加到客观分析场上作为台风路径预报的初始场。引入模型台风后，无论是台风中心位置还是其流场、质量场与实际观测比较接近，且预报效果有一定提高。利用模型台风对1992年Eli（9205号）和Janis（9210号）台风进行了实时的预报试验。结果表明对这二个台风的移动趋势基本上能预报出来，预报的台风路径与实况进行了对比，并与气候持续预报作了比较，效果较好。     

两个相似路径台风天气差异分析

本文通过9417号和9711号两个相似路径台风的对比分析,从环境流场、动力条件等方面初步总结了造成天气有明显差异的成因,由此提了对登陆北上型台风在预报天气时需要综合考虑的几个问题。     

作用于台风系统的动力——热力因子分析

本文导出了台风运动,结构和强度变化的关系方程式,该式表明作用于台风系统的动力－热力因子同时影响台风运动,结构和强度的变化。本文还是导出了台风系统内凝结与降水的不平衡与台风运动的关系方程式,分析该方程所得结果与台风运动的一些实际情况和统计研究结果一致。     

"海棠"(Haitang)台风降水非对称分布成因初步研究

2005年第5号台风"海棠"登陆福建省前后所引发的降水呈明显的南北非对称分布特征。逐时MT1R静止气象卫星IR1云图分析揭示,陆地上台风环流云系呈南北非对称分布。浓白色的降水云区主要位于台风北侧,而在此期间,台风南侧云系则相对较暗。在WRF模式成功模拟的基础上,分析模拟的700 hPa高度上相对湿度和垂直上升运动场表明,垂直上升运动场呈现出与降水场相似的南北非对称分布特征,而台风南北两侧空气相对湿度呈均匀分布。进一步改进的湿Q矢量(Q*)以及地形抬升和地表摩擦作用(简称地形因子)分析表明,Q*矢量散度辐合区、地形因子强迫产生的垂直上升速度区都呈南北非对称分布特征。综合考虑指出,"海棠"台风降水分布的南北非对称性,主要由动力因子(Q*矢量(相当于上升运动)、地形抬升与地表摩擦以及垂直上升运动场)引起的,而热力条件(包括相对湿度)是不重要的。     

GOES-9云图资料在热带气旋路径相似预报中的应用

利用1996～1999四年的GMS-5红外云图资料、NCEP资料和〈台风年鉴〉给出的热带气旋资料,以及GOES-9红外云图资料,使用逐步相似法对2004年热带气旋进行了路径预报试验.结果表明,GOES-9资料与GMS-5资料可以融合使用,用云图灰度场结合高度场作相似预报的方法可以实现热带气旋移动路径的定量预报,表现了较好的准确性,具有良好应用前景.