TRMM/TMI资料在热带气旋强度估计中的应用研究

利用2007—2009年热带降雨测量卫星（TRMM）的微波成像仪（TMI）观测到的亮温资料,计算9个通道（10、19、37、85 GHz的水平和垂直极化通道及21 GHz的垂直极化通道）的亮温和极化修正温度（PCT）在不同范围内的最大值、最小值、平均值和区域阈值与热带气旋强度之间的关系。结果表明：亮温信息可较好地反映热带气旋的强度,单个参数与热带气旋最大风速的相关性最好可达到0.83,线性拟合的均方根误差接近业务误差;低频通道的亮温相对于高频通道可更好地估计海上热带气旋强度;位于台风中心0.5°～1.5°度范围之间的亮温与气旋强度的相关性较好,圆形区域的相关性好于圆环区域;对于位于海上的热带气旋,区域亮温的最小值与热带气旋强度的关系最好;低频通道（除10 GHz外）,阈值位于260～280 K区间的亮温与热带气旋强度的相关性较好。     

多通道地基微波辐射计在0713号"韦帕"台风登陆前后探测性能及特征分析

利用上海市气象局2007年9月进行的"韦帕"台风探测试验资料和地面常规观测资料,对多通道地基微波辐射计在0713号"韦帕"台风登陆前后探测性能及特征进行了分析。结果表明:多通道地基微波辐射计探测的温度和相对湿度趋势与GPS探空得到的基本一致,尽管二者之间存在一些小的差异,但也表明了微波辐射计对台风具有一定的探测能力。0713号"韦帕"台风登陆前后温度和水汽密度场上,甚短生命史的冷暖气柱和高水汽密度柱十分活跃,体现了"韦帕"台风登陆前后的阵性特征。     

数据仓库在城市环境管理中的应用

针对当前城市环境管理中存在的问题 ,初步提出一种基于数据仓库的城市环境管理系统的基本框架 ,探讨了该系统建立中数据仓库的数据组织、数据挖掘、知识发现方法等关键技术问题 ,并进一步阐述了城市环境管理系统中数据仓库的建立方法 ,最后以大城市环境管理系统为例 ,说明数据仓库在城市环境管理系统中的具体应用。     

用地理信息系统改进热带气旋的客观定位精度

基于地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)技术，初步建立了一个能集成多种数据资料和多种算法的热带气旋(Tropical Cyclone，简称TC)客观定位系统。其中不同卫星及同一卫星不同波段资料(如Quikscat洋面风场、云顶亮温等)的矢量及栅格信息的叠加和分析功能，有助于从多个侧面揭示TC的结构特征；而多种定位方法(如云图形态分析法、云顶亮温极值法、洋面风场涡度极值法、数学形态学算法等)的客观化及其综合运用的实现，不仅可以减小TC定位过程中的随机(人为)误差，而且能提高TC定位工作的效率。利用该系统对编号为0203，0209，0212，0417和0419的5个TC进行的定位试验结果表明:利用该系统进行TC定位的精度与目前业务定位精度相当，具有良好业务应用前景。     

0608号超强台风"桑美"强度变化位涡诊断分析

利用位涡(PV)收支诊断和质点轨迹追踪等方法对2006年影响中国最严重的超强台风"桑美"强度变化的成因进行了分析和研究.结果表明:台风中心四周的垂直风切变、涡度、散度变化对台风强度变化有重要影响;通过位涡诊断揭示出在台风增强和减弱时,凝结潜热、垂直平流和水平平流起着不同的作用.在台风迅速发展之前和迅速发展初期,凝结潜热...     

华东沿海地带台风风廓线特征的观测个例分析

利用2007年的“韦帕”、2009年的“莫拉克”、2010年的“凡亚比”和2011年的“梅花”四个台风的GPS探空数据,本文对华东近海和沿海地带的台风风廓线特征进行分析。首先求出梯度风速及其对应的高度,在此基础上利用指数律和对数律对风廓线进行拟合,并对幂指数、10米高度的地表风速和梯度风速的风速比,以及由对数律定义的常通量层高度等参数进行计算,并对梯度风高度和常通量层高度进行比较。结果表明:登陆台风沿海地带风廓线的梯度风高度和常通量层高度有明显差异。本文还对登陆台风平均风廓线的各参数进行了计算,并对梯度风高度以下风廓线偏离对数律的原因进行了讨论。     

基于卫星资料进行热带气旋强度客观估算

利用日本MTSAT (multi-functional transport satellite) 红外亮温资料,提取热带气旋云团中云顶较高、对流较旺盛的深对流信息,根据提取的对流核数量、对流核距热带气旋中心距离、对流核亮温极值等信息表征热带气旋强弱,初步建立了热带气旋强度估测模型;并根据该估算模型的误差分布对强度 (用最大风速表示) 大于40 m·s-1和小于18 m·s-1的样本结果进行了线性修正,修正后的结果与中国气象局《热带气旋年鉴》热带气旋最佳路径资料比较得到非独立样本和独立样本的强度平均绝对误差分别为5.5 m·s-1和5.9 m·s-1, 均方根误差分别为6.9 m·s-1和7.7 m·s-1;对于热带低压、强台风及以上的估计平均绝对误差分别降至4.9,4.7 m·s-1,准确度较好。试验表明:利用热带气旋云团中的对流核数量、分布、冷暖与其强度建立的统计关系模型是可行的,该算法的估算精度与Dvorak方法、AMSU (advanced microwave sounding unit) 定强算法相当。     

热带气旋降水客观分离业务化探讨

针对中国热带气旋(Tropical Cyclone,简称TC)降水的分离问题,利用国家气候中心任福民等提出的客观天气图分析法(Objective Synoptic Analysis Technique,简称OSAT)对2005年影响我国强度达到台风以上的6个TC降水进行了客观分离,并与人工的主观识别方法进行了对比.结果表明,OSAT客观方法由于对TC外围流系最大范围半径D1设置偏大,导致原来的判别测站数比主观方法多,其他系统或TC和其他系统共同作用的降水被包含进来,所以误判率较高,但遗漏少.为了减少误判率,将OSAT方法中的D1根据实况环流场给出,判别准确率得到了提高,但会出现判别结果比主观方法略偏少的现象,原因是TC和其它系统(冷锋、西风槽等)的相互作用结果没有考虑进去.总的来说,对D1的设定由原来根据TC强弱度给出常参数方案组改为根据实况观测、云图等资料获得后,提高了识别效果.使用该客观方法识别TC降水的精确度能满足业务需求,可以投入业务使用.     

拖曳系数参数化方案对工程台风模拟风场的影响研究

基于台风边界层的最新观测和研究成果,提出了最大风速半径、边界层风速比、拖曳系数等关键参数的经验方案,并依据垂直平均水平运动方程,建立适用于西北太平洋的工程台风风场模型,最高分辨率为2 km。通过理想试验,验证了所建模型的合理性,并重点关注模拟风场对拖曳系数参数化方案的敏感性。结果表明,不同拖曳系数参数化方案（增长型、饱和型、下降型）对强台风内核区的风场模拟有显著影响,但对最大风速的模拟影响不大。为验证所建模型对实际西北太平洋台风的适用性,选取台风“海葵”（1211）进行个例试验,得到最大风速的平均误差为-0.36 m/s,均方根误差为2.22 m/s。进一步选取我国沿海6个受“海葵”影响的测站,进行模拟风向、风速与观测的对比分析,发现所建台风风场模型能很好地模拟出台风影响过程中的风向转变,但各测站的风速均方根误差在1.61~6.92 m/s之间。较大的风速误差主要出现在位于台风中心附近的测站,意味着我国沿海复杂地形对台风的衰减作用在模型中考虑不足,是未来的改进方向。      

不同站网密度对热带气旋降水气候统计特征分析的影响

使用中国1 416个常规地面观测站,分析了1981—2010年间采用不同空间站网密度的全国(不包括台湾、香港、澳门)、分地区(华东和华南为例)、分省(广东、海南及江西为例)的热带气旋降水气候特征差异。结果表明,对于全国而言,不同疏密测站组的累积降水、过程降水年平均值、日降水平均值及其空间分布基本一致,降水极值及其空间分布结果略有不同,对全国TC降水的气候统计特征分析不会有影响;分区域和分省的不同疏密测站组的日降水平均值没有明显差异,而对于日降水极值和暴雨频次,统计结果有不同,且使用稀疏测站方案得到的TC降水极值会比未稀疏化的测站方案得到的结果略小,对分区气候统计特征分析有影响;就影响程度而言,受TC影响较大的海南省的各方案差异明显于广东、江西,华南(含广东、广西、海南)明显于华东(含山东、江苏、浙江、上海、福建、安徽、江西)。同时,采用稀疏间距为40~50 km(接近或为全国测站的平均间距)作为空间稀疏方案时,气候统计特征开始出现明显变化。另外,不同空间站网密度对TC过程及日降水面雨量均值的影响同样从稀疏间距为40~50 km处开始发生变化,而当稀疏间距达到100 km或200 km时,结果已截然不同。