作用于台风系统的动力——热力因子分析

本文导出了台风运动,结构和强度变化的关系方程式,该式表明作用于台风系统的动力－热力因子同时影响台风运动,结构和强度的变化。本文还是导出了台风系统内凝结与降水的不平衡与台风运动的关系方程式,分析该方程所得结果与台风运动的一些实际情况和统计研究结果一致。     

用SMAT建立台风暴雨预报模型的试验研究

台风暴雨的灾害性天气预报是科研与业务都特别关注的问题,因此其预报技术方法的研究显得尤为必要.采用综合多级相似预报技术(简记为SMAT),对"浙东南沿海"区域台风过程所引发的暴雨天气进行研究.该技术利用数值模拟结果对样本间的相似程度进行描述,同时将描述样本相似程度的物理量由单因子拓展为因子组合.通过对13年间历史资料的试验,得出了台风暴雨预报模型(SMAT-Ty-phoon).详细介绍了该模型的试验过程和试验结果,给出了重要试验数据参数.台风暴雨的相似试验结果显示,建模时的CSI(forecast successful index)高于0.7,且漏报率为0.在试报阶段,CSI也能保持在0.45以上.此外,台风暴雨预报模型的准确率(0.72)和漏报率(0.26)与业界同行相比,也具有一定优势.在引进数值产品和多因子求相似技术后,试验结果证明SMAT具有较强的平均预报能力,说明了所得到的台风暴雨预报模型是有优势的.最后,通过对试验的分析,得出了对当地台风暴雨发生可能起重要作用的一些物理量,对于这些指标,预报员在业务预报中应给予足够考虑;同时也给出了在做类似相似试验中关键区和相似因子选取时的一些建议.     

台风路径相似加权预报方法的一个改进方案

一、前言 1975年,广东省数值预报试验小组曾经使用相似加权法作台风路径的预报,取得了一定效果,但发现仍存在一些不足之处: 1.在相似因子方面,虽已注意到了大多数主要因子如季节、初始场、地理位置、瞬间速率和移向等,但却忽视了台风的前期运动。     

热力和动力环境因子对与台风“海燕”路径相似的两类台风强度的相对贡献

本文分析了热力、动力环境因子对与百年一遇超强台风“海燕”有相似路径的热带气旋的强度的影响。为了定量分析环境因子的相对重要性,将相似路径下的台风分为超强台风和一般台风两类。结果表明,相较于动力因子,热力因子对生成超强台风更为重要。根据BDI(Box Difference Index)指数的排序,选择925 hPa湿静力能MSE(Moist Static Energy)、950 hPa比湿、900 hPa温度作为重要预测因子来判断是否生成超强台风。此外,海洋热容量和台风移动速度在两类台风中有着明显差异,也可以作为辅助预测因子。最后,用WRF模式(Weather Research and Forecasting)设计理想数值试验,揭示环境温度和水汽垂直剖面对台风强度影响的相对重要性。敏感性试验结果表明,环境水汽和温度的相对贡献比约为1∶4,它们的共同作用使得相似路径下的一般台风可以发展成为超强台风。     

台风Rananim数值模拟试验及其结构特征分析

利用非静力平衡中尺度数值模式MM5(V3)对2004年第14号台风Rananim进行了数值模拟试验,对路径、移速、降水量和暴雨时空分布等方面的对比验证表明,MM5模式对台风Rananim的模拟是比较成功的。在模拟效果较好的基础上,利用高分辨的模拟结果,分析了Rananim登陆前后两阶段的动力和热力特征,包括水平环流、温湿结构、涡度、散度等基本动、热力因子的时空结构特征,发现登陆后低层水汽输送的非对称分布与降水落区有较好对应关系,水汽输送通过影响台风的热力结构来影响台风的强度,致使物理量在垂直方向的伸展高度比台风登陆前要明显降低,并且在量值上也更小一些。     

海温变化对台风路径的影响

在台风模式中采用周平均海温和多年的月平均海温，对一些台风个例进行了比较，分析了数值模式中影响台风路径的海温因子变化对台风移动路径的影响。     

副热带高压和对流潜热加热与南海台风的耗散及维持

利用自适应网格模式对９５０５号及９６１８号南海台风进行了数值模拟及试验,试验结果表明：南海台风的耗散主要与副热带高压加强有关,地形的影响较小。副高的活动对台风的加强与减弱十分敏感,当副高减弱时台风加强,副高加强时台风减弱。潜热释放是台风维持的主要因子。副高强度与潜热加热的大小成反比。分析发现,台风登陆后若与西风槽接近,则有利于台风维持。     

环境场大尺度锋面系统与变性台风结构特征及其暴雨的形成

本文将登陆台风环境大尺度锋面系统动力、热力结构作为台风变性发展的关键影响因子。本文的分析研究揭示了变性台风半冷半暖的热力非对称结构,及其演变过程气压谷型、动能峰型、降水增幅特征形成的环境场影响因子。本文的数值试验表明,台风环境场斜压结构（锋面特征）可以显著地影响台风变性过程,并可导致台风中心气压呈“谷型”、动能“锋型”以及热力非对称结构特征。引起台风变性涡旋加强及其暴雨增幅现象或台风衰减、消亡。本文的数值试验证实了登陆台风变性发展的某些成因,某种程度揭示了中低纬度系统的相互作用的机理问题。     

夏季西北太平洋台风生成数的敏感性因子

比较了台风生成参数中各因子与西北太平洋7-9月台风生成数(WNPSTYN)的相关关系,也比较各因子在北半球台风主要源区的纬向距平分布特征,发现涡度因子与WNPSTYN的关系最好,在台风生成条件中相对富有但不特别富足的特性决定了其是WNPSTYN年际变化的敏感性因子.同时还分析了西北太平洋关键区涡度因子年际变化的来源和表征台风生成数的优越性,发现关键区涡度因子年际变化与南方涛动、南极涛动和澳洲东部高度场的年际变化有关,体现了南半球两大系统和ENSO对WNPSTYN的影响；涡度因子与WNPSTYN的显著相关区与台风生成源地集中区一致,表征台风年际变化有明显的优越性.这些特性对关于WNPSTYN的影响机制研究和气候模式模拟有非常重要的意义.     

中国台湾岛东岸贴岸北行台风特征分析

借助中国气象局上海台风研究所的西北太平洋台风最佳路径数据集识别了1949—2014年间所有台湾岛东岸贴岸北行的台风,并利用1987年以来台湾地面自动气象观测站的日降水数据,分析贴岸北行台风影响期间台湾岛日均降水量及日极端降水分布,比较贴岸北行台风与非贴岸北行台风影响下台湾岛的降水特征差异。此外,综合分析台风最佳路径数据及NCEP/NCAR的2.5°×2.5°再分析数据,确定所有台风开始侵袭台湾时期的位置、移动特征、大气环流状况,建立四个可能与台风出现贴岸北行路径相关的影响因子。结果表明,贴岸北行台风虽然出现频率不高,66年间仅出现6例,但这些贴岸北行台风出现的时间恰与副高的季节性移动有关系。在贴岸北行台风影响下,台湾山脉东侧及西北麓的日降水均值和极值都较大。当某个台风的位置因子、移向因子、副高因子及涡度因子四项影响因子的限定条件都满足时,则该台风很可能会在台湾岛东岸贴岸北行。     

阻塞结构对近海台风异常路径影响的数值试验

采用数值试验方法，研究了近海台风移动路径对环境动力因子的敏感性特征。数值模拟结果表明，台风北侧阻塞高压结构的变化，对近海台风路径异常现象的发生有显著影响。     

求算绝对湿度的又一种方法

江西省景德镇市气象台测报组的同志们,针对有时常用表上查不出绝对湿度的情况,提出了一种比较简易的求算方法,即: 设e_1=E_1′-AP(t_1-t_1′), e_2=E_2′-AP(t_2-t_2′) 又设t_1-t_1′=t_2-t_2′则e_1=E_1′-E_2′ e_2…(1) 选择t_2及t_2′的条件是:t_1-t_1′=t_2-t_2′,并为查算方便,使t_2尽量接近t_1。     

基于模糊综合评价法的登陆台风灾害影响评估模型

对登陆我国的台风灾害影响进行评估试验,遴选10个因子作为灾害的影响因子,利用加权平均规划法确定影响因子的权重,应用模糊综合评价法得出台风影响的评价系数及灾情分级.对2000-2006年登陆台风的影响评估进行试验,模型的评估等级与实际的灾情级别均很接近,灾情等级为特别重大、重大、较重、一般四级的Ts评分分别达到89%、87%、73%、78%,全部个例的拟合率达到90%.表明该模型能较好地评估我国登陆台风造成的灾情.     

用非线性逐步回归方法作台风预测试验

利用非线性逐步回归方法作台风活动趋势的预报,在回归方程中考虑了预报因子与预报量之间的非线性关系,回归方程中选入的非线性因子具有较高的相关显著性,对１９９５－１９９７年台风预测试验表明,非线性因子在预报中起着及其重要的作用。取得了较好的预报效果。     

华东地区台风气候特征及危险性分析

基于2001—2020年影响华东地区的90个台风资料,利用统计学方法,分析台风年际、月际及登陆分布特征,采用信息扩散理论方法,统计风和雨2个主要致灾因子发生概率,在此基础上,开展台风致灾因子危险性评价。结果表明：影响华东地区的台风以强台风和台风为主,年均4.5个,主要集中在7—9月,8月最多,登陆台湾省频次最多,其次为福建省和浙江省;台风的最大风速在30～40 m/s的概率较大,最大降雨量在200～400 mm的概率较大;福建省、浙江省和江西省的台风致灾因子危险性较大,为台风严重影响区;山东省和安徽省的台风致灾因子危险性中等,为中度影响区;江苏省和上海市的台风致灾因子危险性较小,为轻度影响区。     

北上台风云系结构变化的遥感定量特征指标研究及应用

定量诊断分析北上台风的云系结构特征对于预报有重要意义,研究选取2011—2020年16个北上台风,定义南北对称度因子S1和一三象限对称度因子S2,作为反映北上台风云系结构的指标。当S1<0时,通常台风南侧和西南侧的云量较多,并常与季风云系相连,台风一般表现为“9”字型结构;当S1>0时,通常台风北侧和东北侧的云量较多,台风南侧的云系减弱,台风一般表现为“6”字型结构。台风北上过程中由S1<0向S1>0转变,在云系结构特征上表现为由“9”字型结构转化为“6”字型结构。而这种结构特征的转变初始表现为台风核心区域内第一象限云量增多并向东北方向伸展,同时第三象限对流云衰减以及云量减少,此时,一三象限对称度因子S2>0并快速增大,台风有快速减弱的趋势。南北对称度因子和一三象限对称度因子作为北上台风云系结构诊断分析的两个重要指标,为台风强度、降雨的监测和预报形成了定量参考。     

WRF-Hybrid背景误差协方差调整在台风同化及预报中的应用研究

利用雷达径向风单点试验和2006年8月超强台风"桑美"个例,首先研究了静态背景误差协方差的尺度化因子和方差在台风系统雷达资料同化中对台风路径和强度预报的影响。结果表明:在高时空分辨率的雷达资料同化中,较小的尺度化因子能显著改进对台风路径的预报;尺度化因子的影响比方差的影响更为显著。基于上述实验结果,进一步研究了WRFDA-Hybrid系统中"流依赖"控制变量的水平局地化和垂直局地化对台风预报的影响。试验结果表明:当"流依赖"的水平局地化距离与静态背景误差协方差的尺度化因子具有等效影响范围的时候,WRFDA-Hybrid能够得到比较合理的分析结果。同时针对雷达观测资料的空间分布特征,本文提出了一种新的基于雷达探测高度的垂直局地化方案,对台风的强度和路径预报均有显著的改进。     

台风“山竹”登陆前后广东沿海珠三角机场阵风预报方法研究

利用WRF模式对1822号台风"山竹"的登陆过程进行数值模拟试验,分析台风产生的大风特征,比较不同的阵风参数化方法在机场大风预报中的效果,结果表明:(1)试验基本模拟出了台风的路径和强度变化过程,模拟的珠三角机场平均风速大小和变化趋势与观测非常接近。(2)地面最大风速区出现在距离台风中心大约50-100km的位置上,垂直方向上风速从低层到高层逐渐减小,湍流动能的大值区集中在1.5km以下的边界层内。(3)台风登陆过程中广州、深圳和珠海机场的平均阵风因子分别为1.45、1.51和1.46,且随着平均风速的增大,阵风因子有减小的趋势。(4)基于湍流动能的阵风参数化方案在珠三角机场阵风预报中效果最好,平均预报误差只有3.9m/s,可以考虑应用到台风天气过程中机场阵风的业务预报。     

2008年6个东北转向台风的特征分析及应用

分析了2008年6个东北转向台风的环流形势及其与西风槽等的关系,得出当台风处于大陆高压和西太平洋副热带高压之间的中纬度西风槽前时,其转向与西风槽密切相关的结论。(1) 西风槽与台风转向点的平均位置距离为5.2个经距：当台风离西风槽较远时,台风依原来路径前行;在恰当位置(即5.2个经距)时台风发生转向。(2) 台风转向的东、北分量大小与西风槽走向关系密切。(3) 当台风外围云系接近西风槽云系时,应警惕台风发生东北转向的可能趋势。尝试对转向台风进行量化上的分析探究,为今后预报类似的台风提出一些参考思路。     

守恒系统中台风强度变化及其可能因子的数值研究

用一个高分辨率的 f平面正压涡度方程模式 ,实施了时间积分为 36h的 2 1组试验 ,研究相邻中尺度涡旋与台风涡旋的相互作用。结果指出 :这种相互作用能否导致台风加强 ,取决于两类因子 :一是台风涡旋最大风速的取值以及圆形基流切变的强弱 ;二是切变基流中的中尺度涡旋的自身条件 ,包括中尺度涡旋的分布、尺度、强度和结构。台风强度与初始中尺度涡旋的尺度、强度之间存在着非线性的联系