热带气旋风场的计算

基于以前对热带气旋气压场和风场的研究,作者求出一种能适用于任意热带气旋风压结构且具有一定普遍意义的热带气旋风速分布一般式。同时修正了宫崎正卫关于台风合成风风场的假设,将本文求出的热带气旋风速变化规律作为静止热带气旋风速,以热带气旋移行速度V,按到热带气旋中心距离r指数衰减作为大尺度的本底风场,由矢量合成原理求出另一种移行热带气旋风速分布式。新的移行热带气旋风速分布式还考虑到环境气压等因素的影响,从所计算的个例看,计算风速与实际风速较为吻合。此外,在缺乏海上风压资料的情况下,能由任一条封闭等压线的气压和矢径计算热带气旋风场分布。     

热带气旋气压场和风场的后报模式

根据热带气旋影响范围内实测气压与风速资料，求解一组方程得到热带气旋气压场和风场计算的关键性参数。使热带气旋影响范围内实测气压和风速值与模式的计算值有很好的拟合。同时考虑了摩擦效应，构造了一个移动热带气旋气压场与风场的后报模式。     

热带气旋气压场和风场的后报模式

根据热带气旋影响范围内实测气压与风速资料，求解一组方程得到热带气旋气压场和风场计算的关键性参数。使热带气旋影响范围内实测气压和风速值与模式的计算值有很好的拟合。同时考虑了摩擦效应，构造了一个移动热带气旋气压场与风场的后报模式。     

基于多致灾因子相似的热带气旋检索方法研究:以风暴潮-海浪灾害预评估为例

热带气旋引起的风暴潮-海浪灾害成灾频率高、致灾强度大,对我国沿海地区造成的人员和经济损失惨重。预评估阶段需要在灾前对研究区可能造成的损失等进行快速的综合判定。从历史热带气旋中检索出与目标热带气旋位置及各种致灾因子强度相似的热带气旋是快速、准确地预评估风暴潮-海浪灾害的重要方法。面向风暴潮-海浪灾害预评估,提出了一种基于多致灾因子的相似热带气旋检索方法。用于相似检索的致灾因子数据包括:从中国气象局西北太平洋热带气旋最佳路径数据集中提取并经处理得到的1949~2013年影响湛江市的112场热带气旋的路径中心点位置、中心气压、最大风速、最大风速半径及移动速度数据,112场热带气旋的模拟风场、风暴潮及海浪数据。首先,利用相似离度方法对热带气旋进行路径相似性检索;其次,利用最优相似系数方法计算中心气压、最大风速半径、最大风速、移动速度、风场、风暴潮及海浪强度指标的相似系数进行一次检索;然后,根据风场、风暴潮及海浪模拟数据的获取情况,分别基于路径-强度及风场-风暴潮-海浪综合相似性指标进行二次检索;最终给出历史热带气旋的综合相似排序。以2013年尤特热带气旋为例,利用上述方法检索了与其最为相似的5场历史热带气旋。该方法综合考虑了热带气旋路径及多种致灾因子的相似,兼顾了检索的速度及质量,是进行快速、准确的风暴潮-海浪灾害预评估的重要基础。     

1953～2012年间影响浙江的热带气旋大风的气候特征及其影响因素分析

利用1953 ～2012年热带气旋资料、浙江大风实况资料和地面高空图资料,对60a来影响浙江的热带气旋大风进行统计分析;将热带气旋移动路径分为7种类型进行讨论,分析各种路径的热带气旋所产生极大风速的分布特征和强度特征.结果表明:1953 ～ 2012年60 a中影响浙江的热带气旋共有279个,平均每年影响浙江的热带气旋有4.7个,产生8级以上和12级以上大风分别有4.3个和1.9个,造成浙江大风的热带气旋主要发生在7～9月,占80％;登陆热带气旋产生的极大风速与近中心最大风速正相关,且产生的极大风速常比其近中心最大风速大;12级以上大风出现概率较大的依次是登陆浙江沿海、在浙闽边界到厦门之间沿海登陆、近海北上转向、在浙沪边界到鲁辽边界之间沿海登陆的热带气旋.对热带气旋产生大风时的高低空环流形势进行分析,发现副热带高压、大陆高压、地面冷高压常对浙江热带气旋大风有增幅作用.因此,热带气旋大风的预报,除考虑热带气旋自身因素外,也要考虑多系统之间的相互作用.     

影响青藏高原的孟加拉湾热带气旋非对称结构的初探

以１９８１年１２月３日至１２日，北上影响青藏高原东部地区降水的孟加拉湾热带气旋为个例，收集了昼多的有关观测资料，用有限元法对其动力学特征和能量学特征量进行了计算和分析。研究结果表明：孟加拉湾热带气旋风速分布不对称，风速的垂直切变随气旋加强而减弱，东风大值区是随气旋的发展由中层逐渐向低层下传，气旋有暖心结构，这些特征亦与西北太平洋上的热带气旋相似。     

热带气旋-海洋的相互作用对南海一个强热带气旋过程影响的数值模拟

采用中尺度海-气耦合模式MCM v1.0对南海强热带气旋“黄蜂”(No.0214)进行了数值模拟试验,并就热带气旋-海洋的相互作用对热带气旋的影响进行了定量分析。结果表明,耦合试验中热带气旋后期路径有显著改善,36h和48h路径误差分别减小22km和110km,登陆点位置误差减小22km;气旋强度与非耦合结果基本一致,36—48h气旋强度减弱得更快;热带气旋中心大风区地面风速增大1—3m.s-1,眼区附近风速减小2—5m.s-1;近地层(取925hPa)气温降低1℃以上,且气温降温区与较大的SST下降区域大致吻合;改进了热带气旋暴雨的落区及降水强度,且主要落区误差的修正位于热带气旋移动路径的右侧并同主要的SST降温区相关;热带气旋-海洋相互作用通过SST下降减少向上的热通量,潜热通量的减少对SST的下降更敏感。     

珠江口台风增水对热带气旋参数改变的反响

通过计算，研究热带风暴中心气压下降示度、最大风速半径、热带气旋登陆地点，热带气旋登陆时的入射角、热带气旋移动速度度等参数改变条件下，珠江口５个测站风暴潮的变化，结果表明，各站的反响很不一致，在风暴潮预报中对地形的特点、热带气旋移动速度及热带气旋登陆地点等应给予足够的重视。     

近十年厦门湾赤潮发生与热带气旋的关系研究

利用2001-2010年历史赤潮记录、热带气旋、500hPa高空形势、地面形势以及逐日的气温、气压、相对湿度和风速等资料,分析研究了近十年厦门湾赤潮发生与热带气旋的关系.结果表明,在热带气旋外围暖舌的影响下,厦门湾往往会发生赤潮.热带气旋诱发厦门湾赤潮的时间主要集中在6-8月,诱发赤潮的热带气旋可归纳为南海西行型、台湾...     

低纬西太平洋热带气旋路径中短期预报

本文以动力学原理为依据,结合低纬西太平洋南海地区热带气旋历史资料建立了一个预报南海海区热带气旋未来72小时路径的预报模式。模式只要求输入预报时刻和前期的热带气旋中心位置,最低气压和中心附近最大风速资料便可在IBM或类似的微机上作出未来72小时的路径预报。用统计样本外的6年历史资料作预报检验,6年的平均预报误差表明其预报精度已达一般客观预报水平。     

影响华南沿海的热带气旋分析

利用１９４９－１９９８年《台风年鉴》和气候与水文资料,对华南沿海的热带气旋作了统计分析,结果表明：登陆华南沿海的热带气旋是厄尔尼诺年较反厄尔尼诺年少,近期厄尔尼诺过程对 旋活动影响尤为明显。登陆各少区热带气旋的年际变化存在明显差异,月际变化是登陆的高峰月份较一致。登陆个数提广东省居多,广西区最少,登陆岸区较集中。影响华南沿海海区的台风,东部海区明显地少于西部海区。５０ａ间,我国台风最大风速和最大增     

一个新的热带气旋参数调整方案

基于前人的统计经验公式和现有的实测资料,尤其是详实的热带气旋中心气压资料,对热带气旋的最大风速半径的确定提出一个新的调整方案,使之能较好反映热带气旋风场.比较结果表明,所计算的海浪场与实测资料吻合较好.     

西太平洋双热带气旋和南海—西太平洋双热带气旋的互旋作用

本文利用1960～1987年间23例双热带气旋实测资料,计算了西太平洋双热带气旋和南海—西太平洋双热带气旋之间的互旋角,得出了两热带气旋之间距离小于18经纬度时便会产生相互牵引作用,且随着它们中心间距(d)的减小,双热带气旋的互旋角增大,尤其当d≤9个经纬距时,互旋作用迅速增大。计算结果表明:在西太平洋按γ~(0.8)V_θ=C涡旋模式,利用实测最大风速资料所计算的双热带气旋互旋角与实际转动率较一致。而南海—西太平洋双热带气旋采用γ~(0.9)V_θ=C的涡旋模式,计算的结果与实际较相符。而γ~(1/2)V_θ=C涡旋模式是夸大了双热带气旋的直接互旋作用,而Rankine涡旋模式则缩小了双热带气旋的直接互旋作用。     

海洋飞沫对热带气旋边界层结构的影响

将海洋飞沫参数化引入到一个高分辨率、非静力中尺度WRF模式中,对0908号热带气旋Morakot进行数值模拟,探讨了海洋飞沫对热带气旋Morakot边界层结构和强度的影响。模拟结果表明:采用新参数化后,对热带气旋Morakot的强度预报有改进,但对热带气旋移动路径改进不大;其次,通过对边界层过程的改进,使得眼墙区域的平均径向风速、切向风速、温度、相对湿度、垂直风速、热通量,降水等物理量均有增强,各物理量的贡献对热带气旋Morakot强度和结构变化的影响十分重要。     

秋季西北太平洋上热带气旋研究进展及展望

西北太平洋是全球热带气旋生成频数最多的区域,相较于夏季热带气旋,对于秋季热带气旋的研究相对较少。随着2000年后登陆我国的秋季热带气旋中超强台风的比例逐渐增多,并对我国造成严重的灾害,秋季热带气旋的研究受到越来越多的关注。对西北太平洋秋季热带气旋的研究进展进行回顾和总结,主要包括秋季西北太平洋上热带气旋的活动特征、影响因子以及登陆我国热带气旋的特征与影响等3方面,并对研究秋季热带气旋的未来方向进行了展望。     

热带气旋各个要素对于海表面降温的影响

热带气旋的经过会引起海洋内部强烈的剪切,由剪切不稳定触发的强混合可以将温跃层的冷水卷挟上来,导致海洋混合层加深和海表面温度的下降。本文利用3-Dimensional Price Weller and Pinkel(3DPWP)模式模拟了不同热带气旋下的海表面降温,分别研究了热带气旋各个要素(气旋的强度,最大风速半径和移动速度)对于海表面降温的影响。模拟结果表明,海表面降温的空间分布主要受到气旋移动速度的影响,移动速度越快的降温,右偏现象越明显。海表面降温的幅度以及降温的区域随着气旋强度和最大风速半径的增大而单调递增,随移动速度增加而单调递减。海表面降温与热带气旋3个要素的拟合结果表明,气旋各个要素对于海表面降温影响作用的大小不同:在气旋移动速度较慢(小于4.5m/s)时,海表面降温主要受到气旋级别和移动速度的影响,在气旋移动速度较快(大于4.5m/s)时,气旋移动速度的影响作用减弱,海表面降温主要受气旋级别的影响。气旋最大风速半径的影响作用始终较小。     

热带气旋风场对海浪分布特征的影响

设计了一系列理想的数值实验,利用高分辨率的WAVEWATCHIII海浪模式定量分析热带气旋移动速度、强度、最大风速半径和热带气旋移动时的转向等风场细节因素对热带气旋下表面海浪分布特征的影响。实验结果表明,热带气旋移动速度、最大风速半径和热带气旋移动时的转向会影响海浪的空间非对称分布。最大风速半径增大会使最大有效波高的位置向后移动,而移动速度增大会使最大有效波高位置向前移动。移动速度增大会使右侧象限内的有效波高增大,左侧象限内有效波高减小。最大风速半径增大和强度增强使各象限内有效波高均增高。热带气旋的转向使各象限内有效波高增高,除了右后象限。这些风场特征对各个象限内海浪的平均波长、平均周期、平均波向、和波峰方向都有很重要的影响,尤其以左后象限最为显著。     

可能最大风暴潮风险评估中各等级热带气旋设定方法

可能最大热带气旋的设定是可能最大风暴潮计算的基础,对风暴潮灾害应急疏散具有重要意义。利用1949~2011年中国气象局(CMA)西北太平洋热带气旋最佳路径数据集、美国联合台风预警中心(JTWC)以及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)最大风速半径数据集,基于各等级热带气旋参数之间的定量关系,建立了各等级可能最大热带气旋最大风速、中心气压、最大风速半径、移动速度、移动方向等参数设定及路径合成的方法。以福建省连江县为例,按照台风、强台风及超强台风强度等级,分强度衰减和不衰减2种情况,设定3种移动方向,合成了共216场热带气旋作为可能最大风暴潮的计算输入。另外,对参数敏感性、风场参数设定、参数设定与计算量的关系、叠加天文潮以及溃堤等问题进行了讨论。     

东海及其邻近海区热带气旋风灾风险

东海及其邻近海区是受热带气旋影响较为严重的区域,研究该海域的热带气旋风灾风险有助于防灾减灾。选取1980—2019年影响该海域的587个热带气旋资料,利用Holland经验风场模型获得该海域热带气旋风场数据集,参照Simpson风灾指数方法,构建联合风速及其累计时间的风灾指数。结果表明:①东海及其邻近海区大部分海域受热带气旋影响,都会出现最大风速超过30 m/s。②进入20世纪,东海热带气旋风速有增强的趋势,每10 a的平均增速约1.6 m/s。③近岸海域最大风速主要发生在7月中旬至9月中旬。④从宁德至温州近岸海域的风灾等级相对较高,且风灾等级向南北两侧呈递减趋势。     

热带气旋尺度和结构的影响因子和理论探索

热带气旋是地球上最主要的自然灾害之一,其结构和尺度不仅直接影响其致灾范围,还间接影响其强度和移动路径。对热带气旋结构和尺度的科学认识有助于其强度和路径预报能力的提高,本身也是重要的科学问题。热带气旋的尺度通常用最大风速半径和外围半径刻画,而结构通常指最大风速半径和外围半径的相对大小。自然界中热带气旋的尺度和结构可以有很大的差异,在其发展过程中尺度和结构也可以发生明显的变化,从而影响强度和路径。本文从观测、模拟和理论三方面简要回顾了热带气旋结构和尺度方面的相关研究,重点介绍了Emanuel-Rotunno台风结构模型的理论推导,并展望了未来可能的研究方向和思路。