Winnie(9711)台风变性加强过程中的降水变化研究

热带气旋变性过程是其结构、强度及其风雨分布发生显著变化的过程,常导致预报失败。基于T106格点分析资料、日本气象厅TBB资料以及MM5V3数值模式结果,对9711号台风Winnie变性加强过程中的降水变化特征及其机理进行研究。结果表明,Winnie台风变性加强过程中降水分布非对称性明显,强降水带首先出现在台风环流北部,之后向南弯曲,其强降水中心绕台风中心从北部顺时针转向东北和东南部。这种降水变化一方面与Winnie与西风带高空槽相互作用过程中环境风垂直切变明显增大,且其指向顺时针旋转有关。此间台风垂直结构发生明显倾斜,变性前期涡旋环流随高度增加先向北倾斜,发展到最强时又趋于垂直,之后又向东南倾斜。强降水区出现在垂直切变的下风方、台风气柱倾斜方向一侧。另一方面还与台风环流内冷、暖平流活动紧密相关,强降水落区与低层暖平流输送位置关系密切。对流涡度矢量垂直分量反映了Winnie台风环流内中尺度锋区与风垂直切变的相互作用,800 hPa上的大值区对其强降水落区有较好的指示意义。     

无人飞机在台风探测中的应用进展

与有人飞机的台风探测不同,无人飞机(也称无人机)因其相对低的成本且无人员伤亡风险等优势,自1997年一款名为"气象侦察兵(Aerosonde)"投入台风探测试验以来,受到国际社会的广泛关注。随着无人机技术的迅猛发展,无人机的飞行高度、有效荷载和续航能力等性能不断提高,更多的台风特种观测仪器被搭载,特别是2010年NASA使用高空长航时无人机"全球鹰(Global Hawk)"对大西洋5个飓风的飞行探测取得成功后,基于无人机平台建立高空下投探空和近地/水面飞行观测相结合的台风精细结构探测体系渐成趋势。目前我国尚未建立飞机探测台风的业务,严重制约了我国台风定位定强和台风数值预报精度的进一步提高。鉴于此,简要概述了境内外无人机在台风探测中的实践和发展趋势,旨在推进我国无人机探测台风的实践及其业务化体系的建设。     

近海地形对热带气旋移动影响的数值试验

利用含地形、摩擦及非绝热加热外源强迫的准地转正压涡度方程模式,通过构造理想的坡地地形及椭圆型岛地形,首先分析了孤立地形的动力抬升作用及动力抬升、摩擦、非绝热加热３者共同作用下对热带气旋（ＴＣ）移动的影响。发现：地形的动力抬升、摩擦作用以及地形附近海域的非绝热加热对ＴＣ移动均有影响;然后,引入了我国东南近海的实际地形,通过数值试验分析了ＴＣ移经或登陆在近海不同位置时ＴＣ移向、移速的可能变化,并给出了     

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。     

热带气旋与中纬度环流系统相互作用的研究进展

热带气旋在热带洋面生成后大多向极移动，其结构、强度、移动路径及风雨等均受中纬度环流系统及地形的影响，同时，热带气旋携带的大量水汽和热带扰动能量向中纬度的输送，有利于激发和增强中纬度环流系统的发展，产生严重的灾害性天气。近年来，热带气旋与中纬度环流系统的相互作用已成为国际台风界的研究焦点之一。简要概述了该领域的研究进展，旨在为进一步探讨其相互作用机制及寻找业务转化途径，最终提高热带气旋及中纬度转折性的灾害性天气预报精度奠定基础。     

斜压大气中热带气旋运动特征的动力分析

从绝热、无摩擦、无环境场作用条件下的原始方程组出发,讨论了热带气旋的动力平衡特征,并分别导出了正、斜压大气中综合描述热带气旋中心强度变化的物理量(dI/dt)及其动力平衡关系式,进而分析了正、斜压大气中的热带气旋强度变化及移动的特征.结果表明:热带气旋的定常运动具有"相当地转风平衡”的特征,其等"压能”线和等位涡线均与流线重合;"β涡旋对”及由高(低)层水平风正(负)垂直切变产生的"切变涡旋对”之间的"通风气流”均使热带气旋的强度减弱,高(低)层涡度的负(正)垂直平流则增强热带气旋的强度;热带气旋的中心有向极、向高(低)层涡度垂直平流的梯(升)度方向移动的趋势,垂直运动及高、低层水平风速垂直切变的非对称结构对热带气旋的移动有影响;"γ效应”则是"通风气流”牵引热带气旋移动的动力机制之一.     

大尺度环境场对热带气旋影响的动力分析

文中基于正压大气运动的基本方程组 ,把大气运动场分解为大尺度环境场和热带气旋环流 ,采用动力分析的方法 ,分析了有 /无大尺度环境场作用的热带气旋运动特征。结果表明 :无环境场时 ,热带气旋的运动遵循位涡守恒原理、热带气旋的定常运动满足相当地转风平衡关系 (f 平面近似 ) ,其等位涡线和等压能线均与流线重合 ;有环境场时 ,热带气旋的运动不再遵循位涡守恒原理、其定常运动的等位涡线和等压能线也均与流线不再重合 ,但热带气旋的定常运动满足准相当地转风平衡关系 (f 平面近似 )、等相当压能线与流线重合。最后还能过建立有 /无大尺度环境场作用的热带气旋强度变化及移动速度的方程式 ,定性地分析了大尺度环境场对热带气旋强度变化及移动的影响。     

热带气旋频数的短期气候预测水平评估

热带气旋频数的实况是一确定的整数, 而预测仍具一定的不确定性, 其实质是一区间, 即待评估的问题是预测区间与一确定整数的接近程度。针对待评估对象的这种特征, 定义了d指数、绝对误差 (E) 和技巧水平 (S) 3个评估参数, 分别从趋势预测、定量预测、相对于气候概率预测的技巧等方面客观地标度待评估方法的预测性能, 并对“九五”攻关前10年 (1988~1997年) 的业务预测性能进行了再评估:对7月TCF预测的d指数和E分别为0.9和0.8个、相对于气候概率 (即无技巧) 预测的技巧水平为-0.06; 8月的d、E、S分别为0.7、0.75个和0.13; 9月的d、E、S分别为0.65、0.9个和0.01;台汛期的d、E、S分别为0.3、1.7个和0.06; 全年的d、E、S分别为0.3、2.2个和0.07。     

COMPARISONS OF THE CHARACTERISTICS OF TROPICAL CYCLONES EXPERIENCING EXTRATROPICAL TRANSITION IN THE WESTERN NORTH PACIFIC BASED ON DIFFERENT DATASETS

The differences in the climatology of extratropical transition(ET) of western North Pacific tropical cyclones(TCs) were investigated in this study using the TCs best-track datasets of China Meteorological Administration(CMA),Japan Meteorological Agency(JMA) and the Joint Typhoon Warning Center(JTWC). The results show that the ET identification, ET completion time, and post-ET duration reported in the JTWC dataset are greatly different from those in CMA and JMA datasets during 2004-2010. However, the key differences between the CMA and JMA datasets from 1951 to 2010 are the ET identification and the post-ET duration, because of inconsistent objective ET criteria used in the centers. Further analysis indicates that annual ET percentage of CMA was lower than that of JMA, and exhibited an interannual decreasing trend, while that of JMA was an unchanged trend. The western North Pacific ET events occurred mainly during the period June to November. The latitude of ET occurrence shifted northward from February to August,followed by a southward shift. Most of ET events were observed between 35°N and 45°N. From a regional perspective,TCs tended to undergo ET in Japan and the ocean east to it. It is found that TCs which experienced the ET process at higher latitudes were generally more intense at the ET completion time. TCs completing the ET overland or offshore were weaker than those finishing the ET over the ocean. Most of the TCs weakened 24 h before the completion of ET.In contrast, 21%(27%) of the TCs showed an intensification process based on the CMA(JMA) dataset during the post-ET period. The results presented in this study indicate that consistent ET determination criteria are needed to reduce the uncertainty involved in ET identification among the centers.     

一种用于天气预报文本生成系统的天气图编辑方法

天气图编辑器是天气预报文本生成系统中的一个非常重要的组成部分。论述了编辑器的设计和实现方法,其中主要介绍了如何修改天气图某一指定范围内的等值线的方法。此方法是在修改某一条等值线形状的同时修改原始数据,使其余的等值线相应地得到修正。