1617号鲇鱼台风登陆后引发不同性质暴雨的成因对比分析

2016年9月28日1617号台风"鲇鱼"登陆后由台风本体环流和外围环流引发了不同性质的暴雨,这是本次秋季登陆台风暴雨预报的难点。利用常规气象观测资料以及NCEP的1°×1°再分析资料等,对不同性质暴雨的成因进行了诊断对比分析。结果表明:浙江东南部对流性降水和江西南部稳定性降水的大气层结结构具有明显的差异。中高纬度低槽距离台风较远,冷空气主要从低层入侵台风西北侧,破坏台风低层的暖心结构。台风外围中层干冷空气随东南风向浙江东南部输送,并叠加在低层暖湿气流之上,形成上冷下暖的不稳定层结,同时在对流层上层有干冷空气下沉至台风环流中下层(干侵入),导致浙江文成附近出现了局地特大暴雨。江西南部由于低层被湿冷空气占据,层结较为稳定,降水发展平缓。低空东南急流为台风外围环流暴雨提供了充足的水汽,浙江东南部地形对降水起到了增幅作用。不稳定层结及中层冷空气的输送对对流性暴雨的激发作用可以为登陆台风降水性质和强度预报提供参考依据。     

空心台风“麦德姆”(2014)引发的江西局地暴雨过程分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料、雷达资料,从环流特征、水汽条件、动力条件以及冷空气侵入作用等方面,对2014年台风"麦德姆"登陆后的空心结构及其引发的7月24日德安县局部特大暴雨过程进行分析。结果发现,高层南亚高压东风急流形成的高空辐散流场的变化,以及下垫面和地形的影响导致了台风减弱为热带风暴,并出现空心结构;冷空气与热带风暴的东北象限发生作用,使热带风暴外围德安县附近大气垂直层结处于非常不稳定状态,地面中尺度辐合线的形成与维持,使低层辐合加强和对流加强,在东风急流带来充足的水汽辐合条件下引发了特大暴雨。     

浙江天目山区台风暴雨特征和成因分析

通过区域自动气象站资料和ERA5资料从台风分型、雨量分布、影响系统、地形特征等方面分析天目山区台风暴雨特征和形成机理,结果表明：(1)天目山区台风雨量分布呈东北、西北多,中部、南部少的特征,东天目山为主要的降水中心,浙西天池为次中心;(2)高空槽呈西北—东南走向时,槽后冷空气气旋式地从台风的西北侧向南侧入侵,呈半包围状环绕台风中心,使得台风再次出现了明显的相对暖中心,有利于气旋性涡度的激发,增强雨势;(3)日平均降温幅度2℃左右的弱冷空气侵入到低空,沿着近地面嵌入到暖湿空气的底部,与地形条件一起对暖湿气团起到了有力的抬升作用,最有利于天目山区触发对流性天气;(4)天目山区台风降水增幅作用主要表现为迎风坡效应、狭管效应以及气流遇山时发生的绕流、反弹现象在山前形成辐合线和辐合中心;登陆北上台风容易在天目山区北侧造成降水中心,而登陆西行台风降水中心在天目山区东侧。     

台风海棠造成河南暴雨过程的位涡分析

采用NCEP／NCAR再分析资料对2005年台风海棠影响河南所造成的三个阶-RCS区域性暴雨进行位涡分析,揭示了此次台风暴雨产生的机制。结果表明：台风海棠低压环流呈现为高位涡结构。它造成的河南第一个阶段强降水是在台风东北部的东南急流南侧产生的;第二和第三个阶段是由于台风到达较高纬度后,与西风带高位涡冷空气相互作用而产生的远距离暴雨。同时,高空西风急流的南移有利于高位涡的向南输送,对于暴雨的增幅具有促进作用。     

对华北一次特大台风暴雨过程的位涡诊断分析

通过对９６０８号台风低压及其外围暴雨位和等熵面上物理量场的分析,揭示了台风低压北上诱发暴雨过程的位涡场的结构及冷空气对暴雨增幅的作用,给出此次暴雨增幅过程的图像。分析表明：对流层低层中高纬度冷空气（高位涡）扩散南下在台风低压环流区附近的“侵入”作用是此次特大暴雨过程的最重要的原因之一;等熵面位涡的分析进一步说明了中高纬地区冷空气的活动状况;对流层高层或平流层低层位涡的下传有利于位势不稳定能量的释放     

台风倒槽局地性强降雨分析

利用实况降水资料、雷达资料以及NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料,对2014年9月17—19日发生在重庆的大暴雨过程进行分析研究。结果表明：(1)大暴雨的环流背景场在中高纬为“两槽一脊”的形势,高原上高空槽东移至四川盆地中东部,并引导槽后冷空气扩散南下影响西南地区。(2)台风“海鸥”减弱并演变成切变线,热带低压环流“凤凰”加强发展并向北移动,从而对副热带高压形成“挤压”,使得副热带高压主体稳定少动且经向度逐渐加大,并与“海鸥”相互作用,将南海与孟加拉湾的暖湿气流及不稳定能量输送至降水区。(3)降水初期,降水区上空整层都为暖平流控制,此后随着槽后冷空气的侵入,降水区对流层低层出现弱的冷平流,且强度逐渐增强。(4)偏北冷空气由低层侵入与偏南暖湿气流交汇,引起锋生,形成一条向西北倾斜的能量锋区,同时随着冷空气向南逐渐扩散,暖湿空气沿能量锋区向上爬升,触发强烈的垂直上升运动,降水增强。

     

一次早台风暴雨的湿位涡分析

对0601号早台风暴雨进行湿位涡分析,结果表明：台风移向高空槽的过程中,冷空气在台风登陆前以高MPV1柱的形势下传使得台风低层环流对流稳定度减小、湿斜压性增大,导致垂直涡度显著发展,暴雨增幅。特大暴雨发生在台风低层出现MPV1锋区的时段,低层大范围正MPV1区的出现预示着强降水的结束,暴雨落区与低层正MPV2分布相一致。     

台风“罗莎”引发暴雨天气过程成因分析

本文利用常规观测资料,对2019年第10号（简称1910号）台风“罗莎”在黑龙江省东部引发的暴雨过程进行分析。结果表明：此次暴雨过程,副热带高压稳定维持,“罗莎”沿副高边缘北上,受台风登陆后减弱的热带风暴影响,黑龙江省东部出现暴雨天气。台风携带大量水汽,同时副高西侧的偏南低空急流持续向暴雨区输送水汽,为暴雨提供了充分水汽条件。地面的辐合抬升作用及低层辐合、高层辐散的配置为暴雨提供了较好的动力条件。水汽通量散度及中低层垂直速度等物理量对暴雨落区和发生时间的预报有较好的指示意义。     

0513号台风泰利异常强暴雨过程的综合分析

利用地面加密观测资料和NCEP再分析资料，对0513号台风泰利进入江西减弱成低气压引发的异常强暴雨过程进行了综合分析。结果表明：移进赣西北后，台风泰利减弱的低气压北部有明显的冷空气侵入，导致行星边界层能量锋区加强；华西地区大陆高压阻挡了台风低压西移，其北侧弱环境流场的配置为台风低压长时间停滞提供了有利的背景条件；低层稳定的水汽输送、中纬度冷锋前部的东北气流与来自低纬海洋上的东南气流在台风低压附近形成明显辐合有利于强暴雨过程的发展；异常强暴雨主要分布在大别山东麓和庐山九岭山脉迎风坡上，地形的抬升对暴雨增幅有明显作用。     

两个路径相似台风暴雨过程的模拟分析

以两个路径相似的台风"海棠"和"凤凰"为研究对象,利用MM5模式对其二次登陆过程进行模拟并通过与实况的对比表明,模式对台风路径和暴雨的模拟是成功的。利用模式输出从动力、水汽、不稳定层结和地形等四方面对暴雨落区和强度进行诊断,结果表明:低层螺旋度正值区与未来12 h暴雨落区有良好对应关系,高层螺旋度负值区偏离暴雨区,螺旋度高低层耦合产生的倾斜上升气流是触发和维持台风暴雨的动力机制。在台风登陆过程中,浙南闽北一直有源源不断的水汽输入,登陆点北侧水汽输送大于南侧是造成台风降水非对称分布的重要原因。台风由暖洋面移入大陆"冷场"加强了不稳定层结,在"海棠"台风暴雨过程中,弱冷空气侵入台风环流,触发不稳定能量释放在暴雨增幅中起了重要作用,暴雨出现在相当位温等值线密集的向北倾斜锋区。地形对暴雨的增幅作用十分显著,迎风坡由于地形动力抬升有利于上升运动加强,使得对流发展旺盛,降水增加,形成暴雨中心。     

台风“鲇鱼”(1013)路径突变过程的成因分析

利用NCEP提供的GFS(Global Forecast System)再分析资料,对2010年西北太平洋最强台风“鲇鱼”(1013)路径突变的成因开展诊断分析,研究其影响系统、引导气流的演变特征等,并运用CPS(Cyclone Phase Space)方法对其生命史中的热力结构演变过程进行定量描述,重点分析路径突变前后各因子的变化。结果表明,“鲇鱼”移入南海后,冷空气南侵导致其热力结构发生变化,台风环流右侧较暖,此时引导气流微弱,“趋暖”运动占主导,首先引起路径向右偏转,随后引导气流转为西南气流并逐渐增强,在二者共同作用下,“鲇鱼”路径持续右转,逐渐向东北方向移动,完成路径突变。     

大尺度环境场对热带气旋影响的动力分析

应用常规气象资料、FY-2E卫星资料、加密自动站资料和NCEP FNL再分析资料, 对2012年8月3—4日辽宁持续性暴雨的成因进行了分析。结果表明：此次暴雨过程是在热带、副热带、西风带“三带”系统共同作用下出现的。副热带高压的稳定维持,三台风的共同影响利于水汽和能量向辽宁输送,是此次暴雨过程水汽充分、暖湿空气条件好的原因;高空急流右后方辐散与低层东南急流左前方辐合叠加区域长时间在辽宁中、西部维持,动力上升作用得以发展和维持;1210号台风倒槽在辽宁长时间停留,强降水区移动缓慢。鄂霍茨克海阻塞高压使得西风带和极地冷空气共同影响辽宁。暖湿、冷干空气长时间在辽宁作用,对称不稳定维持和对流不稳定快速重建,中尺度对流云团不断发展形成持续性暴雨。

     

Evolution of the Mid-tropospheric Vortex during the Formation of Super Typhoon Megi(2010)

As a follow-up of a previously published article on the contribution of tropical waves, this study explores the evolution of the mid-tropospheric mesoscale cyclonic vortex(MV) during the formation of Typhoon Megi(2010) with a successful cloud-resolving simulation. It is found that the formation and intensification of the MV were related to the deep convection and subsequent stratiform precipitation, while the weakening of the MV was related to the shallow convection. Both the upward transport of...     

1013号台风“鲶鱼”的台风环流分离方法比较

台风系统为中α尺度系统,接近大尺度系统.为了研究环境气流与台风的相互作用,需要将台风从环境风场中分离出来.分别采用时间滤波、空间滤波和动力学方法将2010年第13号（1013号）超强台风“鲶鱼”（Megi）从环境风场中分离出来,对比分离得到的台风环境场,结果表明：时间滤波和空间滤波具有相对的随机性,容易留下台风风场的残留,同时也会减弱环境风场,而采用动力学方法可以将台风“Megi”较好地分离出来.3种方法各有优缺点,采用时间滤波可以使风场、高度场和温度场很好地平衡,但是需要较长的时间序列;空间滤波方法,仅采用一个时刻的时间,方法相对简单易用,但是由于台风风场、高度场和温度场的尺度并不相同,采用同一尺度对台风滤波容易造成风场、高度场和温度场的不平衡;动力学滤波方法分离效果较好,但是相对复杂,在低层也容易产生不平衡的现象.     

Mangkhut（1822）台风飑线在江西的影响过程分析

主要利用常规气象资料和NCEP 1° ×1°再分析资料,对2018年22号超强台风Mangkhut在江西引发的飑线天气过程进行分析.结果表明:飑线在台风和副热带高压间的湿区生成,台风为此次飑线提供了有利条件.台风外围的低空急流输送充沛水汽,较强的对流有效位能和持久的地面辐合线使得初始离散对流单体组织发展成为台风飑线,而较强的低空垂直风切变为飑线的进一步发展提供了动力条件.江西省中南部中层入流环境及地面冷池等有利于雷暴大风的生成,江西省北部深厚的湿层和强烈的垂直上升运动等利于短时暴雨的发生.     

不同资料大气扰动分量对2010年台风鲇鱼强度变化的描述

基于模式分析和再分析资料绘制的天气图是诊断和预报极端天气事件的常用方法。近年来的研究表明,这些资料中的气象变量分解为瞬变气候和扰动两个分量后,其中的扰动分量不但能够很好地指示地面上发生的暴雨落区、热浪与低温的位置,也能指示极端天气事件的异常强度。本文以近年来研究者们广为关注的2010年台风鲇鱼为例,首先分析四家气象机构对台风强度估计的不一致性,并比较不同分析与再分析资料中大气变量对台风强度的描述;然后描述欧洲再分析资料分解的高度扰动和温度扰动之间存在的静力平衡关系,得到大气扰动分量可以直接指示台风强度随时间的相对变化。本文研究指出,各家发布的路径资料以及再分析资料对台风的定强都有差异,但大气变量分解后的扰动分量对台风强度变化有一定指示意义,可为诊断和预报提供参考。     

位涡倾向分布与台风Megi(2010)移动的关系及其影响因子

结合数值试验结果对台风Megi(2010)不同半径内的位涡倾向(potential vorticity tendency,PVT)质心位置变化与台风移动的关系进行了探讨,并对PVT方程中不同因子影响PVT质心位置的作用范围进行了研究。结果表明,较小台风半径内的正PVT质心位置变化与台风移动具有较好对应关系,可指示"Megi"转向,较大台风半径内的PVT分布变化虽不直接指示"Megi"转向,但可反映对应区域内大气动力、热力状况发生了有利于"Megi"转向的调整。PVT质心移动受位涡水平平流项的影响较大,受垂直平流项和非绝热加热项的影响相对较小,PVT方程中与台风内部对流活动有关的垂直平流项和非绝热加热项可对"Megi"中心附近PVT分布产生影响,而与台风水平环流有关的水平平流项除可对较小台风半径内PVT分布造成影响外,还可将台风位涡向外输送,是导致不同半径内PVT质心位置差异的主要原因。     

地形对台风Megi(2010)过岛阶段路径偏折影响的数值研究

采用谱逼近方法减小大尺度环境场模拟偏差,通过地形敏感性试验,研究吕宋岛山脉地形高度对台风Megi(2010)过岛阶段路径偏折的影响。模拟试验表明,谱逼近700 hPa高度层以上天气尺度风场分量的数值试验不仅能够反映大尺度环流对台风路径的引导作用,同时保留了中低层环流对地形影响的响应,较为准确地反映了Megi靠近和登陆吕宋岛过程中的持续南压过程,以及离开吕宋岛后的突然北折过程。在此模拟基础上,通过对地形高度敏感性试验结果诊断和影响区域空气质点进行后向轨迹分析,表明在台风向山脉靠近过程中,台风外围和内核环流均受地形影响,迎风坡存在明显气流辐合,有利于台风流场与南北向山脉之间出现北风急流和轨迹汇聚带,从而产生狭管效应,造成台风移动路径南折;而台风过山后,不仅受到地形次生低压涡旋的吸引,其东侧同样出现以南风急流和轨迹汇聚为特征的狭管效应,有利于台风路径向北偏折。