台风登陆背景下陕西两次大暴雨过程对比分析

采用天气学、动力诊断等方法对2010年7月陕西出现两次大暴雨过程综合分析。目的在于揭示近海台风活动对陕西区域性暴雨作用和影响,结果表明：近海台风活动是影响造成两次大暴雨的一个关键因子。两次暴雨的水汽输送均由登陆后的台风低压环流东侧的偏南急流来实现,且以700hPa表现最为显著。前一次暴雨过程中热力条件和高层抽吸对增强上升运动和对流作用明显。后一次暴雨过程是因持续、深厚和稳定少动的河套低压自身不断发展加深的作用,加剧了上升运动发展,其上升运动区与暴雨区吻合较好。     

华南两次强台风暴雨过程的水汽与湿位涡对比分析

【目的】探讨不同季节但路径相似的台风暴雨的相关特征,为不同季节的台风暴雨落区预报提供参考依据。【方法】利用常规的探空和地面资料以及NCEP/NCAR1°×1°全球再分析资料,计算2个强台风的水汽通量散度和湿位涡场。对比分析水汽通量辐合、湿位涡正压项(MPV1)和斜压项(MPV2)的水平和垂直分布特征,以及与暴雨落区的对应关系。【结果】秋季的"彩虹"台风高层副热带高压加强,而中低层冷空气和东南气流的汇合使"彩虹"台风的东侧和北侧获得更有利的动力环境条件;而夏季的"威马逊"台风北侧无冷空气影响,台风南侧外围强盛的西南季风气流卷入。台风"威马逊"期间,强的水汽通量辐合中心始终在台风及其残涡中心的南侧和西侧;台风"彩虹"登陆后60 h内一直持续有2支强盛的气流向台风中心输送水汽,而水汽通量的辐合中心与"威马逊"相反,位于台风中心的北侧和东侧,东南气流的卷入以及维持时间长使暴雨增幅。台风"彩虹"登陆后高层高值MPV1扰动下传,低层MPV2> 0并增强,湿斜压性得以增强,有利于垂直涡度增长,使台风低压得以维持和发展;登陆后48～66 h 925 hPa层MPV1为负值,使对流不稳定能量及潜热能的释放,有利于暴雨的维持。而台风"威马逊"登陆后湿斜压性增强不明显。2个台风强降水中心大致位于925 hPa MPV1正负中心过渡带偏向负中心一侧;"威马逊"过程低层MPV1负值中心在正值中心的左侧,对应着西南季风的汇入区;而"彩虹"过程低层MPV1负值中心在正值中心的右侧,对应着冷空气和东南气流的汇合区。这是2个台风暴雨落区差异的成因之一。【结论】本研究得出的湿位涡诊断结果对台风暴雨落区预报具有较好的指示意义。     

一次持续大暴雨过程新一代天气雷达回波特征分析

为探讨西北地区东部的持续大暴雨过程成因及预警指标,利用2010年7月22~23日500~700hPa大气环流背景及天气影响系统和西峰新一代多普勒天气雷达回波资料分析,结果得到:500hPa西太平洋副热带高压外围河套地区环境场的演变高压外围低涡发展及维持,是这次持续性大暴雨过程的大气环流背景和影响天气系统,700hPa强盛的水汽场输送场与汇聚作用为这次持续性大暴雨过程提供了充沛的水汽条件,随着500hPa河套地区低涡-切变辐合系统的准静止维持造成这次持续性大暴雨过程;大暴雨前1.5~9.7km垂直方向上,存在明显的东南风场与西南风场的切变,风向随高度顺转,对应持续的暖平流;天气雷达强度回波反射率因子≥40dBz,暴雨期间维持少变;径向速度回波的水平辐合和气旋性涡旋运动与河套低涡切变天气系统对应一致;垂直液态水含量≥35kg.m2的雨团范围大、持续时间长;云顶回波高度维持在8km以上,对监测预警持续大暴雨天气具有一定指示意义。     

地形对台风影响的数值模拟研究——以台风“泰利”为例

为研究台湾岛地形对台风移动路径及结构的影响,利用高分辨率中尺度MM5V3模式,设计3组敏感性试验,对“0513”号台风“泰利”在2005年8月31日00：06到9月1日18：00（世界时）影响台湾岛的过程进行数值模拟研究。主要就台湾岛地形对台风移动路径、气压场、散度场、涡度场和降水场进行分析。试验结果表明：台湾岛地形对台风“泰利”的移动路径和中心气压的影响不显著;地形的强迫作用对台风涡度场的中心强度和非对称结构有明显的影响;台湾岛地形是形成迎风坡诱生低压和背风坡诱生高压的主要因子;地形是台风外围降水加强的主要原因。     

GPS资料揭示的汶川8.0级地震前地壳动态演化特征

利用中国大陆1999年以来3个时段的GPS速度场,研究了汶川8.0地震前的地壳动态演化特征。研究结果显示：1)汶川地震发生在区域地壳挤压运动明显受阻的区域,孕震区附近存在一较大的障碍体,震中附近断层多年来处于强闭锁状态;2)随着地震发生日期的临近,震中西侧压性区表现出明显的向东逐步扩张态势,局部地区主压应变方向出现向北偏转,右旋剪切作用明显增强;3)汶川地震同震变形及6级以上余震分布表现出的区段性与断裂带及附近分段性运动变形特征密切相关。     

台风及命名

台风是指发生在西北太平洋和南中国海的强烈的热带气旋（热带气旋是发生在热带海洋上的强烈天气系统），也是在大气中绕着自己的中心急速旋转的，同时又向前移动的空气涡旋。它在北半球作逆时针方向转动，在南半球作顺时针方向旋转。气象学上将大气中的涡旋称为气旋．因为台．风这种大气中的涡旋产生在热带洋面，所以称为热带气旋。在热带海洋上发生的热带气旋，其强度差异很大。当热带气旋中心附近最大风力小于8级时称为热带低压，8级和9级风力的称为热带风暴，10级和11级风力的称为强热带风暴，只有中心附近最大风力达到12级的热带气旋才称为台风。     

大尺度环流系统对西北太平洋变性TC频数影响的气候诊断分析

基于中国热带气旋年鉴资料,从气候学角度出发,对西北太平洋TC(热带气旋)发生温带变性的频数与大尺度环流系统间的关系进行了诊断和分析.研究发现变性TC多发生于夏、秋两季,通过对NCEP月平均再分析资料的500hPa高度场进行EOF分解,发现西北太平洋TC变性的频数与65°N附近强冷高压系统在夏、秋两季都存在着正相关关系,且相关性在秋季高于夏季;与30°N附近强副热带高压系统存在负相关关系,夏季副热带高压系统的作用更大;与30°N以南西北太平洋多台风活动区域的弱低压存在显著的负相关,低压越弱,对流越弱,则TC的生成数越少,其中发生变性的TC数也会减少.500hPa高度场EOF分解的第一特征向量所对应的时间函数分布在20世纪70年代中期前后出现了反号,较好地对应了变性TC年频数的年际变化趋势,70年代中期之前变性TC呈总体偏多,之后变性TC的频数总体偏少,呈明显下降趋势.     

2021年青海玛多7.4级地震前应变演化特征分析

计算1999～2016年、2017～2020年青海玛多及其周边地区GNSS速度场,同时采用连续滑移回归方法获取该地区震前面膨胀率、主应变率及最大剪切应变率,分析其动态演变特征。结果表明：1)震前该地区构造运动并未出现明显调整;2)震前震中附近区域面膨胀率下降,说明震中附近区域应变能累积降低;3)震前震中附近区域最大剪切应变率和主应变率有所增强,说明震中附近出现应力调整现象,剪切作用增强。     

西秦岭天水地区早中生代草川铺花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

西秦岭天水地区早中生代草川铺岩体内发育一套似斑状花岗岩,岩体主要由寄主似斑状二长花岗岩及闪长质微粒包体组成。SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示,寄主岩体的侵位年龄为(210.9±1.7)Ma,平均标准权重偏差(MSWD)为1.74,属于早中生代花岗岩体。岩石地球化学研究表明:寄主岩体属于高钾钙碱性系列,具准铝质特征,A/CNK值为0.99~1.07;稀土元素总质量分数为(128.13~196.56)×10-6,轻、重稀土元素质量分数比值为8.20~9.47,岩体富集轻稀土元素,微量元素特征表现为高场强元素贫化,但元素Ta、Nb明显亏损。岩相学、地球化学和年代学特征表明,早中生代草川铺岩体与南秦岭糜署岭岩体具有相似的岩相学特征和近一致的结晶年龄,并且二者的稀土、微量元素特征相似。因此,早中生代草川铺岩体和糜署岭岩体是同一套岩浆活动的产物,前者虽然构造位置处于北秦岭造山带内,但其物质来源于南秦岭造山带,表明南秦岭造山带和北秦岭造山带在晚三叠世之前已经碰撞。由于早中生代草川铺岩体具高钾钙碱性埃达克岩地球化学特征,所以其是南秦岭造山带向北秦岭造山带俯冲熔融的产物。     

西秦岭北缘断裂分段运动变形特征分析

利用1999~2007年和2009~2013年西秦岭北缘断裂及其邻区的GPS观测数据,基于跨断层速度剖面,结合断裂带邻区应变率场的分布,综合分析断裂带的分段运动变形特征。1999~2007年观测结果表明,西秦岭北缘断裂各次级断裂段均表现出左旋走滑兼挤压的运动特征,其中锅麻滩段的活动性明显高于其他3条次级断裂;GPS主应变率场显示,沿西秦岭北缘断裂,各次级断裂所受主压应变的方向基本一致,均为NE向,但是各分段主压应变的量值变化较为明显,锅麻滩段和鸳凤段所受主压应变明显大于漳县段和天水-宝鸡段;主压应变所表现出的分段特征与跨断裂GPS站点剖面反映的结果比较一致。2009~2013年观测结果表明,漳县段滑动速率增加,主张应变率增大,可能与岷县漳县地震的发生有关。综合分析跨断层剖面和主应变率场反映的断裂带远场和近场变形特征认为,西秦岭北缘断裂4条次级断裂已处于闭锁状态,并且存在一定的应变积累,其中天水-宝鸡段平行断裂滑动速率和垂直断裂的挤压速率均较低,可能表明其在西秦岭北缘断裂4条次级断裂中闭锁程度最高。     

台风“莫拉克”降水观测与云物理特征的模拟研究

为了研究云中微物理量与台风降水的关系,选取0908号台风"莫拉克"作为个例,利用中国自主研发的全球区域同化预报系统对台风引起的暴雨过程进行了数值模拟。该模式系统中包含有详细的云微物理过程。结合TRMM卫星资料、MODIS云顶温度资料、FY-2卫星云图以及常规地面观测等资料与模式结果进行对比分析。分析结果表明,此次强降水主要发生在福建大部分地区以及浙江东南部地区,模拟6小时累积降水最大值超过90m,模式对此次暴雨的雨带位置及其走向都有较好的模拟。台风中云微物理量的垂直分布基本可以分为3层,由冰晶与雪组成的冰相层,一般位于100～400hPa;由云水和雨水组成的液相层,一般位于600hPa之下,以及由霰与云水、雨水形成的混合层,主要分布在400～600hPa。霰在暖区的融化以及云水、雨水的碰并是降水的主要来源。     

两种海浪模式对一次台风浪过程的模拟分析

以CCMP（Cross—Calibrated,Multi—Platfoml）风场为驱动场,分别驱动目前国际先进的第3代海浪模式ww3（WAVEWATCH—III）、SWAN（Simulating WAves Nearshore）,对2010年9月发生在东中国海的台风“圆规”所致的台风浪进行数值模拟,就台风浪的特征进行分析,并对比分析两个海浪模式的模拟效果。结果表明：1）以CCMP风场分别驱动WW3、SWAN海浪模式,可以较好地模拟发生在东中国海的台风浪,风向与波向保持了大体一致,波高与风速的分布特征保持了很好的一致性;2）综合相关系数、偏差、均方根误差、平均绝对误差来看,两个模式模拟的有效波高（SWH—Significant Wdve Height）都具有较高精度,SWAN模拟的SWH略低于观测值,WW3模拟的SWH与观测值更为接近;3）台风浪可给琉球群岛海域带来5m左右的大浪,台风浪进入东海后,波高、风速都有一定程度的增加,当台风沿西北路径穿越朝鲜半岛时,受到半岛地形的巨大影响,风速和波高都明显降低。     

An Observational Study of Typhoon Imbudo in 2003

Typhoon Imbudo was a super-typhoon over the northwestern Pacific in 2003. It caused tremendous damage when it made landfalls in the Philippines and China. This paper documents observational analyses of Typhoon Imbudo during its landfall in China. All available observations are used to study its motion, intensity changes, convection, structure and precipitation. Best-track data indicate that Imbudo moved west-northwestward until 1800 UTC 23 July and then turned northwestward. FNL （final） analysis data show that the motion of Imbudo is dominated by changes of the subtropical high. At Imbudo＇s mature stage, the minimum sea level pressure dropped to 910 hPa and the maximum sustained winds were as high as 67 m s^-1, which is the intensity of a super-typhoon. The surface wind field exhibited asymmetric characteristics. Polar-orbiting satellite imagery also manifested convective asymmetry before Imbudo made landfall in China. Analyzed the vertical wind shear, it is shown that the convection has a downshear-left pattern. All kinds of precipitation data were used to identify the asymmetric characteristic of the rainfall associated with the Imbudo. The maximum rainfalls were located in the southern boundary area between Guangxi and Guangdong. However, the lack of in situ observations limited further analyses of this typhoon.     

四川凉山平川镇“7.14”泥石流灾害的气象成因

以盐源县的泥石流发生为例,研究了凉山地区出现局地强降雨引发的中型泥石流灾害的气象成因。运用天气学方法,使用NCEP再分析资料以及卫星云图和雷达回波等遥感资料,从环流形势、强对流不稳定、卫星云图和雷达回波图像演变特征,研究了台风登陆时凉山地区强降雨引起泥石流灾害形成的气象成因,并讨论了应用多普勒雷达回波对局地强降水及泥石流灾害短时临近监测和预报预警的思路。     

Numerical Simulation of Typhoon Muifa(2011) Using a Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport(COAWST) Modeling System

The newly developed Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport(COAWST) Modeling System is applied to investigate typhoon-ocean interactions in this study. The COAWST modeling system represents the state-of-the-art numerical simulation technique comprising several coupled models to study coastal and environmental processes. The modeling system is applied to simulate Typhoon Muifa(2011), which strengthened from a tropical storm to a super typhoon in the Northwestern Pacific, to explore the heat fluxes exchanged among the processes simulated using the atmosphere model WRF, ocean model ROMS and wave model SWAN. These three models adopted the same horizontal grid. Three numerical experiments with different coupling configurations are performed in order to investigate the impact of typhoon-ocean interaction on the intensity and ocean response to typhoon. The simulated typhoon tracks and intensities agree with observations. Comparisons of the simulated variables with available atmospheric and oceanic observations show the good performance of using the coupled modeling system for simulating the ocean and atmosphere processes during a typhoon event. The fully coupled simulation that includes a ocean model identifies a decreased SST as a result of the typhoon-forced entrainment. Typhoon intensity and wind speed are reduced due to the decrease of the sea surface temperature when using a coupled ocean model. The experiments with ocean coupled to atmosphere also results in decreased sea surface heat flux and air temperature. The heat flux decreases by about 29% compared to the WRF only case. The reduction of the energy induced by SST decreases, resulting in weakening of the typhoon. Coupling of the waves to the atmosphere and ocean model induces a slight increase of SST in the typhoon center area with the ocean-atmosphere interaction increased as a result of wave feedback to atmosphere.     

近30年西北太平洋热带气旋时空特征分析

 本文利用近30年热带气旋年鉴建立了西北太平洋热带气旋灾害数据库,以.NET和ArcGIS Engine搭建了二次开发平台(其包括登录界面、图查属性、 属性查图、数据库分析处理等功能),分析了西北太平洋热带气旋的时间特征、空间特征,以及时空变化特征。结果表明,30年来西北太平洋共生成905次热带气旋,年均30.2次/年。其中,7-10月最容易发生热带气旋,占所有热带气旋的35.7%,8月份达到峰值,达21.5%,2月最不容易发生热带气旋,发生频率仅为0.6%,而8-10月是强台风和超强台风发生的月份。热带气旋源地集中区位于(10°~22°N,112°~120°E)、(8°~20°N,126°~134°E)和(6°~20°N,136°~150°E),具有纬度带和经度带的分布特性。源地的空间分布存在明显的季节变化和月变化特征,在季节尺度上,夏季主要集中在偏北偏西位置,并向南向东偏移,冬季向北向西偏移;在月尺度上,1-4月源地相对分散;5-6月相对于1-4月的源地位置发生向西向北方向转移;7月向东向北扩散,8-9月向西扩散,9月源地相对集中,10月热带气旋源地南移, 11-12月热带气旋源地范围明显减小。     

Numerieal prediction of storm surge in the Qingdao area under the impact of climate change

A typhoon-induced storm surge simulation system was developed for the Qingdao area, including a typhoon diagnostic model for the generation of wind and pressure fields and a 2D Advanced Circulation (ADCIRC) model for simulating the associated storm surge with a 200 m resolution along the Qingdao coastline. The system was validated by an extreme surge event Typhoon Mamie (8509) and the parameters of Typhoon Mamie were used to investigate the sensitivity of typhoon paths to Qingdao storm surges with four selected paths: the paths of Typhoons Mamie (8509), Opal, 3921 and 2413, the selection being made according to their relative position to Qingdao. Experiments based on the Typhoon Mamie (8509) storm surge were also conducted to study the possible influences of future climate changes, including the sea level rise and sea surface temperature (SST) rise, on storm surges along the Qingdao coast. Storm surge conditions under both present day and future (the end of the 21st century) climate scenarios associated with the four selected paths were simulated. The results show that with the same intensity, when typhoons follow the paths of 3921 and 2413, they would lead to the most serious disasters in different areas of Qingdao. Sea level and SST affect storm surges in different ways: sea level rise affects storm surge mainly through its influence on the tide amplitude, while the increased SST has direct impact on the intensity of the surges. The possible maximum risk of storm surges in 2100 in the Qingdao area caused by typhoons like Mamie (8509) was also estimated in this study.     

1011号台风“凡亚比”粤西暴雨二次加强过程的分析

为了能够深入了解1011号台风"凡亚比"粤西暴雨过程发生发展机制,采用天气学诊断方法、Ncep1°×1°再分析资料和观测降水资料对凡亚比登陆后在广东西部地区造成的两次暴雨过程进行了研究。通过初步诊断分析得到以下结论:粤西暴雨二次增强的主要原因是强冷空气侵入和水汽输送增加,二次增强过程偏南风主导的水汽条件造成了暴雨增强。假相当位温的垂直剖面显示暴雨主要发生在等值线密集陡峭的区域,等值线的斜率增加对暴雨二次增强有指示作用。湿位涡在暴雨区为上正下负的垂直分布形式,对流层上层高值位涡向下传递,高层干冷空气与低层暖湿气流交汇促使降水增加。