影响上海、长江三角洲及华东地区热带气旋频数的短期气候预测

热带气旋频数的异常既是全球气候异常变化的产物，又对区域或全球的气候变化产生影响，本文简要概述了影响上海、长江三角洲及华东地区热带气旋频数的标准、气候特征，具有明确物理意义和预测价值的影响因子、及在此基础上建立的多种客观业务预测方案，主要的客观预测方案均己安装在上海区域气象中心的短期气候预测工作站上，且先后自1996年起投入了准业务运行，最后介绍了主（官方）、客观预测方案的性能评估方法，结果表明，客观预测方案的总体性能较攻关前的官方预测好。     

热带气旋的结构对其移动影响的动力分析

视热带气旋(以下简称TC)为半径等于R的圆形涡旋,对其水平运动方程作在整个TC区域的平均,进而得到了TC风场结构引起的TC移动方程,求出其解析解,并据此讨论TC风场结构对TC路径的影响,结果表明:即使是轴对称的TC,其路径也有周期性的正(余)弦摆动,且摆动周期不仅与TC所在纬度有关,还受TC的尺度、最大风速及其半径等影响,在半周期和整周期附近移向有突然左折的趋势;而TC的1波非对称分量,并不对TC的移动产生直接影响;只有当TC的非对称分量为多波(如2波)形式时,才对TC的移动产生直接的显著影响,且与非对称分量的初始位相有关.此外,TC的径向风对其移动也有显著影响     

热带气旋的体积及与强度关系的研究

热带气旋(TC)的结构(含形态)与强度及其变化关系密切,著名的Dvorak定强技术即为TC形态(水平)变化与强度关系的生动描述,近年来水平尺度与强度变化的关系也渐受关注。然而,至今未涉及整体形态(即体积)与TC强度变化的关系。利用欧洲中期数值预报中心(ECMWF)0.25 °的ERA-Interim再分析资料,统计并初步分析了2006—2015年西北太平洋TC的外围水平尺度和“体积”的特征及其与强度的可能关系:水平尺度与TC强度的相关性总体较弱;而TC“体积”与强度的相关性更显著,且TC“体积”随强度增强而增大的关系适用于所有强度级别;此外,TC垂直尺度(正涡度区伸展高度)与强度也有一定的正相关,且在TC较弱时(台风强度以下)更显著。伴随较弱TC增强的主要是垂直尺度的增大,当TC达到台风强度后,与TC强度继续增强相伴随的主要是水平尺度的增大。TC“体积”能较好地综合表征水平尺度和垂直尺度与TC强度变化的关系,借助TC“体积”对TC强度预报有一定的参考价值。      

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     

高空槽对9711号台风变性加强影响的数值研究

9711号台风Winnie是一个在中国大陆长久维持(2—3 d)并产生强降水的热带气旋(TC),在其深入内陆过程中变性加强为一个温带气旋。用MM5V3对不同强度高空槽影响下Winnie的变性加强过程进行了数值研究。结果表明:(1)Winnie变性加强过程表现为强锋面侵入台风内部、冷空气包裹台风中心、一个温带气旋在近地层锋面上强烈发展的过程;(2)Winnie在陆上的变性加强与西风带高空槽的强度密切相关。TC与不同强度高空槽相互作用过程中,较深槽携带较强冷平流、正涡度平流以及较强的槽前高空辐散,从而有利于TC的维持和变性发展。数值试验中,高空槽越强,Winnie变性加强越明显,温带气旋的发展越快;(3)模拟结果的位涡分析表明,Winnie的温带变性发展与对流层高层正位涡下传、低层锋区和TC低压环流三者之间的相互作用有关。     

热带气旋远距离暴雨的研究

用中国国家气象信息中心整编的1971-2006年中国693个地面基准站日降水资料、同期美国JTWC最佳路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,对热带气旋(TC)远距离暴雨进行统计分析和诊断研究.结果表明:36 a中有14.7％的TC产生远距离暴雨.TC远距离暴雨事件遍及中国大陆27个省(市、自治区),其中,环渤海地区和川陕交界处为中国TC远距离暴雨高发区.远距离暴雨集中发生在6-9月.34.6％的TC远距离暴雨具有影响范围广、降水强度大的特点.诊断分析表明,TC远距离暴雨能否产生的关键在于热带气旋东侧环流能否将水汽输送到中纬度槽前,如果有高气压或偏北气流对水汽输送的阻断,就不会形成远距离暴雨.     

全国热带气旋降水量的初步气候分析

利用1949—2009年热带气旋降水资料分析了全国热带气旋降水的时空分布特征。结果表明,全国各地区热带气旋降水的空间分布很不均匀,大致呈现东南—西北向的梯度分布,东南沿海地区降水量最大,西北内陆地区最小。另外,地形对降水的空间分布也有影响,例如东南沿海和山脉迎风坡的地形作用尤为显著。此外,比较不同年份的热带气旋降水的空间分布特征,有很多相似之处,如随经纬度的变化趋势,降水最大中心位置等。热带气旋降水具有比较明显的年代变化和显著的年际震荡。年代变化表现为20世纪50—60年代为大幅增加的过程,60—80年代降水总量基本维持,80年代后期降水呈现明显的震荡趋势。     

热带气旋风场模型构造及特征参数估算

探讨了利用气旋风场分布的经验模型估算热带气旋尺度(8级大风圈半径)的方法.用美国联合台风警报中心整编的2001年西北太平洋热带气旋的“最佳尺度”资料,确定了各模型的经验常数,并计算了各模型的估算精度.结果表明,“VBogus”模型能获得热带气旋(Tropical Cyclone,简称TC)尺度的较好估算.基于“VBogus”模型,通过拟合热带气旋尺度的非对称分布,构造了能描述热带气旋非对称风场的"修正VBogus"模型,并估算了该模型中各参数在不同季节和不同地理区域的取值,为热带气旋尺度变化和非对称结构机制等问题的研究和应用提供新依据.     

登陆过程中台风高层暖心结构演变特征分析

采用美国国家环境预报中心NCEP提供的分辨率为0.5°的再分析资料和中国气象局上海台风研究所热带气旋最佳路径集,对1979—2010年于30°N以南登陆中国的台风进行合成并分析其高层暖心结构,主要结论如下:(1)登陆台风暖心在登陆前18h左右强度有较明显的加强趋势;(2)登陆阶段台风暖心有着明显的非对称性,向陆地侧的暖心面积更大;而在登陆方向两侧暖心结构也存在较弱的非对称性,登陆前暖心面积左侧大于右侧,登陆后暖心面积右侧大于左侧。(3)登陆台风暖心的温度梯度分布是不均匀的。越靠近暖心外围,温度梯度越大,越靠近暖心中心,温度梯度相对较小。当暖心强度变化后,暖心内层温度的变化率大于外层。(4)登陆过程中暖心强度在垂直方向的衰减比水平方向更为显著。(5)文中几种台风暖心特征的计算简便,物理含义明确,为实际业务提供了较为不错的定量化参考,方便理解台风暖心结构与台风强度变化之间的关系,具备一定的业务应用价值。