2016年西北太平洋台风活动特征和预报难点分析

利用历史台风最佳路径资料、2016年台风最佳路径实况和中央气象台台风路径强度实时预报资料,以及ECMWF数值预报和集合预报产品,对2016年西北太平洋台风活动的主要特征和预报难点进行了分析,结果表明：1—6月的淡季空台风和盛夏秋季多台风现象均与2016年〖JP2〗赤道海温由厄尔尼诺向拉尼娜转换有关;长时效路径预报误差有时异常偏大,可能与集合预报产品的发散度很大有关,但是如果能够掌握数值天气预报对大尺度天气系统预报的系统性偏差,也可以做出精度更高的预报;24 h强度预报误差超过了5 m·s-1,这种现象在过去十多年的业务预报中并不多见,个别最大误差竟达20~26 m·s-1。〖JP〗强度预报的大误差与强度预报中没有定量产品可供参考有关,定性地分析台风强度变化规律对于提高强度预报作用很小,所以急需建立和发展定量和精细化的强度预报方法。     

2017年西北太平洋台风活动特征和预报难点分析

利用历史台风最佳路径、中央气象台台风路径强度实时预报,以及ECMWF数值预报和NCEP海温实况等资料,对2017年西北太平洋台风活动的主要特征和预报难点进行了分析,结果表明：2017年台风生成具有源地偏西、南海台风偏多和台风群发特征明显等特征;台风活动具有年度活跃程度低、台风极值强度偏弱和超强台风异常偏少等特征;台风登陆具有登陆台风个数多、登陆地点偏南、登陆强度偏弱等特征。对2017年度的预报误差进行分析,结果显示：24、48、72、96和120 h台风路径预报误差分别为74、137、233、318、428 km,各时效误差均较2016年有所增加;但与日本、美国相比,除120 h外,中国路径预报水平依然处于领先地位。 24、48、72、96和120 h台风强度误差分别为3.6、5.4、6.6、7.4和6.8 m·s-1,较2016年有所减小,24 h误差为历史最低值。强度预报水平居于日本、美国之间。另外,2017年最主要的预报难点是双台风或多台风之间复杂的相互作用和近海快速加强台风的强度预报。     

台风影响期间文昌航天发射场浅层风预报技术研究

利用2015—2017年台风影响文昌航天发射场期间26 d浅层风实况和预报数据,对台风影响过程的24 h浅层风预报能力进行分析,发现平均预报偏差较大。为提高预报技术,利用卡方检验的方法分析台风特点与浅层风预报偏差关系,识别出台风强度、象限和台风与场区的距离三个关键因素;再利用2015—2016年台风影响场区实况数据,通过逐步回归方法建立场区24 h浅层风预报回归方程。建立预报回归方程时发现台风强度、台风象限两项显著性不明显,可将其剔除,台风与场区距离、数值预报风速两项显著性较好。利用2017年实况数据对回归方程进行预报效果检验,结果表明通过建立预报回归方程能减小预报偏差的标准差,从而提高预报准确率。研究结果可以为台风影响场区时的浅层风预报提供定量参考。     

超强台风梅花和超强台风洛克预报偏差的天气学分析

文章分析了2011年1109号超强台风梅花的路径和强度预报偏差及预报难点和1115号超强台风洛克在日本南部强度加强的原因,得出了一些实用的预报着眼点,具体为:对于呈东西排列的两个台风,两者之间的西太平洋副热带高压和赤道高压的南北向打通是西台风偏北分量将加大的明显信号,另外在业务中还应关注台风西侧大陆高压和东南侧赤道高压的演变情况;在台风强度预报方面,一方面当台风西北侧有高空槽或冷涡靠近,且对流层高层槽前伴有大于40 m·s-1的西南风急流时是台风强度加强的重要条件,另一方面,在不具备有利于台风增强的天气形势下,热带洋面的热力状况对台风强度的影响和海洋对台风活动的反馈均不容忽视.     

2022年西北太平洋和南海台风活动特征和预报难点分析北大核心CSCD

利用1949—2021年中国气象局台风最佳路径资料、2022年中央气象台台风路径和强度实时业务资料、欧洲中期预报中心ERA-Interim逐6 h再分析资料等,对2022年西北太平洋和南海台风活动的主要特征进行分析。结果表明:2022年,台风活动的阶段性、群发性特征明显,生成位置偏北偏西,登陆我国的台风数量偏少、强度偏强,自2019年以来,已连续4年登陆台风个数偏少。预报误差分析表明,在台风生成初期、台风与西风带结合后转向以及多台风(低压)活动期间的路径预报误差较大。进一步分析台风暹芭、梅花和轩岚诺的预报难点,结果表明:“暹芭”北侧的大陆高压和高层急流的预报偏差是导致后期路径预报调整的主要原因;“梅花”登陆后陆上路径预报偏差主要由模式对引导气流的预报偏差所致;“轩岚诺”路径和强度变化复杂,在其快速加强和快速减弱的速率、结构变化导致的强度波动和尺度变化等方面存在预报偏差。     

西北太平洋台风强度的统计预报——前期因子多元回归方程

台风强度是台风预报的主要内容之一,具有一定的难度。本文尝试用逐步回归分析寻找西北太平洋台风初始场气象要素与其后各预报时段台风强度变化的统计关系,试图建立对台风强度正常变化具有一定预报能力的统计预报方程,定名为SJ—81方案。 一、资料与样本 资料取自1971—1980年中央气象局《台风年鉴》及上海历史天气图。样本取自1971—1979年7—9月资料。1980年的11个台风作为独立样本试报。 取样范围为15°N以北、145°E以西洋面上的台风,至登陆前6小时为止,共得样本264个。     

台风强度预报更有准儿了

正几十年来,国际上对台风(在美国大西洋称为飓风)强度预报几乎无任何进展,表现在对强台风预报强度偏弱;对弱台风预报强度偏强。针对这种情况,国家海洋局第一海洋研究所模式研发团队开发了一套适用于台风科学研究与实际预报的中尺度区域海气耦合模式,并与意大利科学家合作,揭示了海浪破碎和浪致混合对台风强弱影响的关键作用,为提高台风强度预报研究奠定了坚实科学基础,在海洋减灾防灾方面具有重要应用价值。相关研究成果发表在最新一期国     

基于全球模式检验结果的海上台风初始场重建技术研制和应用

ECMWF和GFS全球模式对2016—2019年影响浙江台风路径和强度预报的评估结果表明:ECMWF模式对路径预报总体优于GFS模式,而GFS模式对强度预报更具优势。为提高台风数值预报性能,基于该评估结论提出了一种业务可行的台风初始化方案。该方案基于ECMWF和GFS分析场及洋面台风观测资料,利用台风涡旋分离技术,将从GFS分析场分离得到的涡旋场进行重定位和最大风速调整,然后与从ECMWF分析场中分离得到的大尺度环境场重新叠加融合,实现了台风初始场重建。针对近年14个影响浙江台风个例,应用台风初始场重建技术的中尺度数值天气预报业务模式的回报试验表明:经过初始场重建后,模式预报结果能兼顾ECMWF模式的路径预报优势和GFS模式的强度预报优势,有效改进了台风路径和强度预报性能。新方法的路径预报绝对误差较GFS模式驱动的中尺度模式预报结果减少21 km,标准差降低26.6km;新方法的强度预报绝对误差较ECMWF模式驱动的中尺度模式预报结果减少1.7 m·s^-1,标准差降低2.3 m·s^-1。对超强台风利奇马典型个例的进一步分析得到,初始场重建技术...     

台风纳沙和海棠的预报着眼点分析

2017年7月的两个台风(1709号台风纳沙和1710号台风海棠)在近海发生罕见的近距离相互作用和环流合并,给登陆点的预报及二次登陆时的强度预报造成很大困难,包括ECMWF和NCEP等在内的大部分数值模式均未能较好地做出预报,但实际业务中的官方预报则较为准确。本文总结了实际业务中的预报经验,并对预报着眼点进行了分析归纳,主要包括:利用天气学模型、模式的偏差订正经验和集合预报结果等,分析模式对副热带高压等大尺度环流背景预报的合理性;通过分析双台风最靠近时刻的相对强度来确定主环流,从而判断两个台风的登陆时间差、各自的极值强度和陆上维持机制的差异;充分考虑登陆台湾的路径角度和过岛时间这两个影响因子,从而修订台风二次登陆时的强度。     

多源资料循环同化在台风“潭美”预报中的应用

为了检验不同观测资料在台风预报中的作用,以美国NCEP (National Centers for Environmental prediction)业务同化系统GSI (Grid Statistical Interpolation)为平台,选取2013年路径较复杂且登陆后降水持续较强的“潭美”台风过程为例,分别加入常规地面和高空观测资料、极轨卫星NOAA18、NOAA19、METOP-A和METOP-B资料,以及多普勒雷达基数据资料,探讨不同观测资料同化对台风的预报效果。同时,对台风采用Bogus初始化方案以及循环资料同化对台风路径和强度预报效果进行了对比分析。结果表明:常规观测资料对台风路径预报改善效果最明显,卫星资料的融入对海上台风路径的修正较好,而雷达资料则对台风登陆后的路径预报有改善;并且多源资料的融入效果最好。同时,采用Bogus方案可有效调整初始台风的位置和强度,从而对后期台风路径和强度预报有正效应。采用间隔6 h资料循环同化方法,可有效利用各时段资料,对台风路径和强度预报有较好的改善。      

热带气旋强度变化的cliper预报方案

—、前言对于热带气旋强度变化和台风的发生发展,前人已作了大量的分析和研究。但是,对于台风和热带气旋强度变化的客观预报方祛,研究得并不多。在这方面做得较早的有RL·Elsbrry等人,他们建立了预报台风和热带气旋强度的24、48和72小时变化的回归方程。近几年来林有任和笔者分别用统计和动力统计的方法对台风和热带气旋的强度变化的预报作了研究,并得到了客观预报方程。本文将用气候持续性方案对台风和热带气旋的强度变化作一些研究分析。     

2019年西北太平洋台风活动特征和预报难点分析

2019年在西北太平洋及南海共生成台风29个,比多年同期平均偏多2个,其中6个台风登陆我国,比多年平均偏少1个;台风整体强度偏弱,但全年最强台风夏浪极值强度达到68 m·s^-1(17级以上);登陆台风整体强度偏弱,但"利奇马"登陆强度强(52 m·s^-1,超强台风级)、影响重;秋季台风生成数较常年明显偏多,尤其是11月生成台风数达到6个。2019年中央气象台台风路径预报平均误差与近5年(2014—2018年)的平均误差相比,在24～72 h的预报误差有所增大,而96～120 h的预报误差则明显减小,尤其是120 h的预报准确率创新高。与日、美官方预报相比,中国在24 h和96～120 h的预报水平处于领先地位,在48～72 h的预报误差比日本略高,但低于美国,与EC确定性模式相当。     

国家气象中心台风数值模式的改进及其应用试验

在国家气象中心台风数值模式中进行了扩大预报区域,两次嵌入人造台风模型和模式网格初始移动3个方案试验。试验结果表明:3个方案对台风路径预报效果都有所改进。该文还介绍了应用国家气象中心台风数值模式进行台风中心强度预报的进展。     

GPS弯曲角资料在WRF模式中的同化试验——对台风“森拉克”的影响分析

实现了在WRF模式中GPS掩星弯曲角资料的三维变分同化,正演算子采用大气一维球对称假设条件下,Abel变换方法计算弯曲角。以2008年13号台风“森拉克”为例,研究了COSMIC弯曲角资料对台风预报路径、强度及降水等的影响。与控制试验及台风实况的对比结果表明,同化COSMIC弯曲角资料后,在24小时预报以后,对台风路径预报有较明显的改进效果,路径预报误差平均降低约67.5%;但台风强度预报整体偏弱。分析认为,同化弯曲角资料后,台风附近形势场的改进是提高路径预报的原因。由于弯曲角资料本身存在水平分辨率较低的问题,以及对流层底部信号质量不如中上部和平流层是台风强度预报偏弱的重要原因。      

台风网格风场主客观融合技术的应用及评估

针对实际预报工作中,台风主观预报和模式风场客观预报不一致的问题,基于南海台风模式(CMATRAMS)资料、实时台风主观预报资料,采用一种考虑下垫面作用的动力解释应用方法 TCwind,得到了能较合理描述台风风场的数学方程组,结合网格预报技术,进行台风主观预报和模式风场的主客观融合,实现了台风风场预报的订正,能为网格预报提供有效辅助。以实时台风主观预报为评判标准,检验评估了2018—2019年西北太平洋所有台风的融合订正效果,发现订正后的台风风场中心能较准确地向主观路径预报调整;台风中心附近最大风速相较模式显著增强,趋近主观强度预报;台风环流风速比模式原始风速增大,风场结构分布相比模式原始风场也更合理。     

2022年西北太平洋和南海台风预报精度评定

评定2022年西北太平洋和南海台风业务定位定强、路径和强度预报精度,结果表明：2022年,官方台风预报机构的定位误差与台风强度等级呈负相关;中国气象局中央气象台在各强度等级的定位平均误差最小,全年定位平均误差（15.4km）较2021年（19.7km）减小21.8%,定强平均绝对误差（1.3m·s-1）较2021年（1.4m·s-1）略减小。主观预报和客观预报方法的路径预报平均误差较2021年普遍有所减小,而强度预报平均绝对误差较2021年普遍有所增大。SSTC、CMA-TRAMS和ECMWF-IFS路径预报技巧评分相对较高。NCEP-GFS、JMA-GSM、CMA-TRAMS和CMA-TYM强度预报系统性偏差不明显,NCEP-GFS、HWRF和CMA-TRAMS强度预报技巧评分相对较高。     

SAL方法在东北地区台风降水预报检验中的应用

选取2020年3次影响东北地区的北上台风的最强降水日作为个例,利用最佳方法确定阈值并识别降水主体与个体,对其进行SAL检验分析并评价中国气象局全球同化预报系统(CMA-GFS)、欧洲中期天气预报中心数值模式(EC)以及中国气象局中尺度天气数值预报系统(CMA-MESO)模式12～36 h预报在东北地区对台风降水的预报效果。结果表明：台风“巴威”降水过程CMA-GFS的预报效果各方面均最佳。台风“美莎克”降水过程强度方面CMA-MESO预报较其他两个模式结果偏强,CMA-GFS结构预报得更好,EC对降水位置的预报最好。台风“海神”降水过程CMA-GFS和EC模式强度预报更好,EC模式对结构判断得最差但对降水位置的预报最佳。通过对2020年3次影响东北的台风模式检验分析,初步探索了各个模式在台风预报中的预报倾向,在未来东北地区台风降水强度的预报中,特别是在相似台风个例发生时,可以根据分析的模式预报特点进行选择性的参考与有目的的主观订正。     

地形重力波拖曳参数化对热带气旋强度和路径预报影响的研究

本文在GRAPES_TMM（Global/Regional Assimilation and Prediction System for Tropical Mesoscale Model）——中国南海台风模式版（面向南海和东南亚）中发展和引进了KA95（Kim and Arakawa,1995）地形重力波拖曳参数化方案（GWDO）,并对2012年主要的9个登陆台风进行了试验对比研究,考察了不同标准Richardson数（Ri_c）的GWDO试验对台风路径和强度预报的影响。结果表明,在引入地形重力波拖曳参数化过程后,模式对台风登陆时路径和强度的预报能力均要有提高,对台风预报时长越长,GWDO的影响也更为显著。对双台风“SAOLA”和“DAMREY”试验结果表明,GWDO对台风外围距台风中心150 km的对流层中下层风速减弱较为明显,减弱了GRAPES区域模式对台风强度预报偏强的现象,对台风强度长时间预报改善更为明显。不同标准Ri_c对重力波拖曳力的计算较为敏感,当Ri_c取1.0时,动能迅速的在低层被频散,能量无法有效地上传;Ri_c取0.25时,大部分的能量在中高层被频散。总的来说,Ri_c取0.75时对台风路径和强度预报改进更为显著,其结果可为业务预报提供指导意义。     

三维变分同化中不同物理量对台风预报的影响

采用NMC方法统计了2006年9月的背景误差协方差,利用Bogus资料对台风进行了初始化,并对2006年“桑美”台风进行了同化试验。结果发现,同化不同的Bogus资料,所得到的台风初始场各不相同,对台风预报的影响也各不相同。对海平面气压同化,可以使台风强度明显加强,形成成熟的暖心结构;基于风速同化,对台风强度的改变较弱,对暖心结构的改进不是很明显。在同化海平面气压和风速的基础上,针对相对湿度的同化,在一定程度上可以改善台风强度预报,有利于提高台风路径的预报精度。     

中央气象台台风预报业务的发展及思考

随着数值预报技术和综合探测体系的不断进步和完善,近十几年来中央气象台的台风业务预报取得了较显著的进展,特别是台风路径业务预报水平进展显著,基本达到了国际先进水平,但是在台风强度和风雨影响的预报及台风风险评估方面进展相对较慢。本文从我国台风灾害影响的严重性和中央气象台台风预报的重要性、中央气象台台风预报的发展历程、中央气象台台风预报员的作用、台风业务中重大科学问题的提出和解决途径、重大台风科研项目对中央气象台台风业务的促进和指导等几方面进行了回顾和分析,并提出了未来提高台风业务预报能力的有效途径。