一次北上台风降水微结构演变特征

本文利用ＧＢＰＰ－１００型地面雨滴仪在沈阳夏季测得的一次台风过程降水资料，分析了台风雨滴谱的谱型、微结构参量及其演变特征。     

进入杭州湾的两个台风降水特征及成因分析

本文利用FY-4A红外云图和ERA5再分析等资料对"云雀"和"温比亚"两个台风的强降水进行诊断分析。结果表明:"云雀"影响华东期间,西太平洋副热带高压(WPSH)不断加强西伸,台风路径右侧辐散环流维持,台风中心附近垂直风切变指向偏西方向,导致强降水始终集中在台风路径左侧。"温比亚"登陆前,台风中心附近垂直风切变指向西北方向,台风左侧垂直速度强于右侧,有利于强降水发生在台风路径左侧。"温比亚"登陆后,垂直风切变转为指向东北方向,台风右侧垂直速度强于左侧,有利于强降水发生在台风路径右侧。进一步分析指出,"云雀"登陆时期的垂直风切变和WPSH南侧偏东风气流有关;而"温比亚"登陆后WPSH减弱东退和中高纬高空脊东移,垂直风切变指向变化和高空脊后部的西南气流有关。     

2018年登陆上海两个台风暴雨结构特征综合对比分析

利用常规天气资料、雷达资料及NCEP（1°×1°）再分析资料，对1812号台风“云雀”和1818号台风“温比亚”在上海和浙江产生的暴雨过程进行对比分析，结果表明：①“云雀”受副高南侧偏东气流引导，降水集中在台风南侧，“温比亚”受大陆高压南侧偏东气流引导，降水在台风两侧分布均匀，暴雨范围比“云雀”广，但暴雨中心强度比“云雀”弱。②“云雀”后期南侧杭州湾一带有弱冷空气侵入，大气对流不稳性增强，降水再次增强，“温比亚”后期大气为弱对流不稳定状态，降水逐渐减弱。③“温比亚”两侧水汽分布均匀，水汽通量大值区范围和强度比“云雀”大，但垂直方向上“云雀”辐合高度到达了对流层中上层。④ “云雀”暴雨中心正好位于南亚高压主体南侧偏东气流中，更有利于高层辐散加强，产生强降水。     

影响广西的两次台风暴雨中尺度对比分析

利用多普勒天气雷达、地面加密观测资料及NCEP格点再分析资料,从低层环境场、雷达回波特征、湿位涡分布等方面,对比分析路径相似的"启德"(1213号)和"纳沙"(1117号)台风造成广西降水条件的差异。结果表明:"启德"东侧的东南风急流强,水汽强辐合中心偏于台风中心附近,降水强度大,而"纳沙"水汽辐合主要位于东北气流与东南气流的汇合区,降水范围大;两者在越南北部登陆后其后部均存在窄长带状的中尺度强回波特征,但"纳沙"的螺旋回波雨带伸展范围更宽、持续时间更长;"纳沙"因有冷空气侵入,近地面层气流出现多个分支,更有利于形成中尺度涡旋和气流汇合带,是其比"启德"产生较大范围强降水的重要因素;两者的降水分布与低层湿位涡负值区有较好对应关系,强降水落区主要位于湿正压项(VMPV1)负值区和斜压项(VMPV2)正值区相叠加的区域,而"启德"的VMPV1负值比"纳沙"小,其对应的降水强度也较大。     

2011年台风“纳沙”和“尼格”移动路径和强度对比分析

从环流背景入手,分析“纳沙”和“尼格”移动路径发生改变的主要原因,再从冷空气、水汽输送、海温、风垂直切变、高空散度等物理量进行分析,发现可以作为台风强度预报的重要参考因子,结合云系特征,也可初步判定台风移动路径和强度演变的趋势.     

台风“苏拉”登陆福建后降水的非对称成因分析

利用常规天气资料、NCEP再分析资料、卫星云图、新一代天气雷达等资料,分析了2012年第9号台风"苏拉"降水预报失败的原因及其暴雨成因。结果表明:此次台风暴雨预报失败的主要原因在于预报过程中没有关注台风垂直结构的改变及其对降水落区的影响。"苏拉"台风暴雨是在中高纬稳定的环流形势下发生的,低层到高层引导气流的变化导致"苏拉"高层风暴中心向南倾斜;环境风垂直切变导致了台风降水的非对称分布,环境风垂直切变方向的左侧是强降水发展的区域;此外,随着台风环流中心在垂直方向发生偏移,改变了涡度平流的垂直分布,从而导致了福建省南部的暴雨。因此关注登陆台风中心在垂直方向的偏移对台风降水预报非常重要。     

台风“山神”和“海燕”对广西影响对比分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料对台风“山神”和“海燕”天气过程进行分析得出：两个台风后期东折路径不同,台风“山神”先后受孟湾槽东移以及西风槽加深东移及高原槽移出致副高减弱东退南落引起,“海燕”则是孟湾槽东移副高减弱东南斜造成;“山神”停编前在广西是单一的暖云降水,停编后其残余环流与南下的冷空气相互影响引起桂东强降雨,“海燕”影响广西时恰好冷空气南下,两者结合降雨增幅造成广西大范围暴雨天气;散度场涡度场表明“海燕”抽吸作用比“山神”强得多,水汽辐合量两者相当,但辐合高度“海燕”更高;水平风垂直切变“海燕”比“山神”小得多,小的垂直切变有利于雨区集中,使降雨强度增大.     

山东省两次暴雨过程的对比分析

应用常规资料及自动站资料对2007年7月18日的大暴雨（简称“7．18大暴雨”）和8月16-19日的连续暴雨天气过程（简称“8．17持续暴雨”）进行对比分析,结果显示：“7．18大暴雨”发生在西太平洋副热带高压位置增强北上过程中,“8．17持续暴雨”中,副热带高压则经历了一个先增强北上、后东退南撤、再增强西伸的过程;副热带高压与西风带之间都形成较强的西南风急流,“8．17持续暴雨”中,长期维持的切变线经历了经向、纬向、西移北跳、东移南压过程,是造成这次暴雨持续时间长的原因。两次暴雨均与500hpa高湿舌和急流有较好的对应关系,同时与850～500hPa能量锋区和高能区中心也关系密切,当出现能量突然增大现象时,也要密切注意暴雨的产生。二者在水汽输送、上升运动等各物理量上都有其不同的特征。中小尺度系统对比发现,暴雨落区和强度与地面中尺度辐合中心对应较好。辐合中心和辐合线维持时间与强降水时段是吻合的。     

台风环境风垂直切变的计算

环境风垂直切变小大对台风强度变化有显著影响。通过查阅文献和会议交流发现,由于算法上的细微区别,导致同一个台风在计算环境风垂直切变时结果有所不同,有时差异较大。本研究针对这一问题,以南海快速增强台风为例,利用中国气象局整编的热带气旋年鉴、NCEP FNL、个例数值模拟资料等,计算并对比分析了南海台风在快速增强阶段不同环境风垂直切变计算方案和数据对计算结果的影响,并对业务应用时应该注意的问题展开讨论。     

3个登陆台风引发阳江特大暴雨的水汽输送对比分析

利用区域自动站资料及NCEP再分析资料,对0915号"巨爵"、1006号"狮子山"和1011号"凡亚比"登陆后引发阳江特大暴雨的水汽输送特征进行了对比分析,并应用HYSPLIT-4轨迹模式验证了水汽来源。结果表明:1)它们引发阳江特大暴雨期间,低纬西南季风活跃。"巨爵"影响时由来自印度洋与副高西侧偏南气流汇合产生强降雨,水汽来源于中南半岛和孟加拉湾;"狮子山"影响时西南水汽输入明显减弱,主要由偏东气流携南海近海水汽的注入引发了局地短而强的降雨,水汽来源于南海近海;"凡亚比"登陆后,北部湾超低空急流的暴发,有利于强西南气流携带水汽经粤西往"凡亚比"输送,引发粤西地区特大暴雨,水汽主要来源于北部湾。2)强降雨都是始于阳江特大暴雨区纬向风转东风或经向风转南风阶段。"巨爵"、"凡亚比"引发阳江强降雨前后,850 h Pa南海、北部湾经向风南风明显增大,加强了海上水汽的向北输送。"狮子山"影响时则是由于近海短时间转东风,水汽由东输入并加强了辐合。3)水汽输送以"巨爵"最强、"狮子山"最弱,水汽辐合层次"巨爵"和"狮子山"较"凡亚比"要浅薄。它们的低层水汽辐合中心与特大暴雨区有很好的对应关系。     

两种不同路径台风对四川东北部持续性暴雨影响对比分析

本文利用NCEP时间间隔为6h的1°X 1°再分析资料,分析了两种不同路径的台风“康森”和“丹娜丝”分别对2010年7月16-18日和2019年7月16-18日川东北地区持续性暴雨的影响,结果发现:(1)台风“康森”和“丹娜丝”对两次暴雨高空低值系统起到了明显阻挡作用, 延长了降雨时间。(2)台风“康森”在西进登陆后,对 “2010.7.16-18”暴雨造成了直接影响,其外围东南风急流与副高西侧偏南气流贯通,向四川盆地输送了充沛的水汽和能量,使得西南低涡在川东北地区维持发展。台风“丹娜丝”并未对“2019.7.16-18”暴雨形成直接的水汽和能量输送,其水汽和能量主要依靠副高外围的偏南气流输送。(3) 台风“康森”对“2010.7.16-18”暴雨的地面中尺度辐合系统扰动、发展、移动方向有明显影响,而台风“丹娜丝”对“2019.7.16-18”暴雨的地面中尺辐合系统影响相对较弱。     

1513号“苏迪罗”台风残涡强降水分布特征研究

运用自动站6 h降水资料和NCEP/NCAR的0. 25°×0. 25°再分析数据,着重分析了1513号台风"苏迪罗"及其残涡影响江苏期间强降水落区的分布特征,以及强降水落区与风场、涡散度、水汽通量散度等要素的对应关系。分析结果表明:强降水多分布在台风低层环流中心东北侧,风场围绕环流中心非对称分布造成辐合和正涡度在此处集中,进一步导致水汽在同一地区辐合,动力条件和水汽条件在同一地区叠加是强降水区位于环流中心东北侧的直接原因。单一等压面上的负散度和正涡度均可以在一定程度上指示出强降水站点位置,不同层次涡散度场的涵盖范围有所不同,三层算术平均后的涡散度较单一层次的指示性更为准确。"苏迪罗"登陆后在北上过程中接近中高纬西风带系统,环境风垂直切变逐渐增强且方向稳定,强降水落区基本位于850 h Pa至200 hPa间切变矢量的顺切变左侧,这一特征对判断登陆台风强降水落区具有一定的指导意义。     

中国台风灾情特征及其灾害客观评估方法

利用上海台风研究所及国家气象中心整编的中国台风灾情资料,分析了中国致灾台风造成的人员伤亡、房屋倒损、农田受淹及直接经济损失等灾情特征.引入了定基物价指数,改进了台风灾害指数(ATDI指数)的计算方法,基于1980-2004年间所有致灾台风的灾害指数的聚类分析,将致灾台风的灾害分为:轻灾(或小灾)、中灾、大灾(或中偏重灾)和重灾4个等级,并据此对1980-2004年间中国致灾台风的灾情进行了客观评估.结果表明:平均每年约有7.2个台风对中国造成明显灾情,最多的年份多达11个、最少年份也有4个.中国致灾台风的频数逐年减少,但造成的灾情却逐年趋重,因台风而伤亡的总人数逐年上升(死亡人数下降)、倒损房屋和受淹的农田面积以及造成的直接经济损失均逐年递增,倒损房屋、受淹的农田面积、直接经济损失的年平均增长率分别为1.33×10~4间/年、2.28×10~4 hm~2/年和14.56亿元/年.1980-2004年间,单个致灾台风而言,倒损房屋、受淹的农田面积、直接经济损失的平均增长率分别为581.4间/个、880.0 hm~2/个和0.33亿元/个.从台风灾害指数看,1990年代中期,中国的台风灾害较为严重,其中1996年最重,而1998年则是1980-2004年间台风灾害最轻的年份.     

西北太平洋台风“海棠”结构的GPS下投式探空仪观测分析

以0505号强台风“海棠”为例,利用“侵台台风之飞机侦察及下投式探空仪观测实验”(Dropsonde Observations for Typhoon Surveillance near the Taiwan Region,DOTSTAR)提供的高垂直分辨率GPS下投式探空仪(Dropsonde)观测资料,研究和比较了...     

台风"灿都"造成云南强降水过程的水汽螺旋度诊断分析

利用地面加密观测、Micaps资料和NCEP1°×1°再分析资料对1003号"灿都"台风造成云南暴雨进行诊断分析。结果表明:台风低压为高温高湿且具有强对流不稳定的深厚系统。进入云南后除了自身携带的大量水汽和能量外,先后有副热带高压西侧强盛偏南急流和孟加拉湾西南气流卷入,使得台风低压在云南持久不衰,并产生全省性强降水。诊断量"水汽螺旋度"对暴雨落区和强度有较好的对应关系,强降水多发生在水汽螺旋度正值中心的偏南侧。"水汽螺旋度"随时间变化的两个影响因子"螺旋度通量散度"和"湿螺旋度散度"对强降水的落区和强度也有较好的指示作用。若是分别对两个因子进行诊断,再综合分析环流形势,将能达到更好的强降水预报效果。     

机载雷达定量测雨中雨滴谱参数的优化

机载雷达可以方便地跟踪观测对象,并且可以观测某些地基雷达较难观测的区域（如海洋）,因此近年来在大气遥感领域得到越来越广泛的应用。为了获得一个较好的地面分辨率,机载雷达使用X波段的衰减频率。虽然雷达波受到的衰减通过算法可以进行订正,但由于雨滴谱的范围较宽,使得利用Z-R或k-R经验公式来确定雨强仍具有较大的不确定性。该文应用在西太平洋进行的国际大型科学考察实验TOGA/COARE中1993年1月和2月间取得的机载雷达实测数据进行定量测雨中雨滴谱参数优化的尝试。     

2005年淮北大暴雨成因诊断的个例分析

通过对2005年7月10日江苏淮北区域性大暴雨分析得出:高低空急流的耦合对暴雨的产生起着重要作用,湿位涡的正压项的绝对值的增大与降水的增幅成正比,斜压项随降水的增幅增大,表明在"05710"暴雨发生的过程中不仅有对流不稳定能量存在,又有倾斜涡度的发展;同时低层水汽通量辐合的增大和上升运动是这场暴雨产生的关键.     

滇东北一次飑线过程的中尺度结构特征

利用常规观测资料、卫星云图和多普勒天气雷达资料,综合分析了2007年6月14日发生在滇东北的一次飑线过程。结果表明:飑线发生在700 hPa切变线前和冷锋前暖区中,位于高层冷舌和低层暖舌相叠置的地区,高层冷空气侵入和地面中尺度切变线的触发作用是飑线形成和发展的主要动力过程。飑线前沿形成含有5个强单体的带状强回波,成熟阶段的强单体出现了弓形回波特征。飑线前沿出现低层辐合、中层径向辐合和高层辐散的特征,低层β中尺度辐合线随高度增加向飑线后部倾斜。飑线前沿存在前侧低层入流、中高层出流急流以及后侧低层入流急流。飑线上存在深厚的上升气流,两侧为下沉气流,且前方的下沉气流比后方强。低层强垂直风切变有利于飑线的产生和发展。     

2018年登陆热带气旋“温比亚”影响中国黄淮中部强降雨分析

利用中国气象局上海台风研究所热带气旋最佳路径数据、MICAPS常规资料、NCEP 1°×1°再分析资料和FY-2G相当黑体亮温资料,分析2018年8月17日02时至19日14时因登陆热带气旋“温比亚”影响中国黄淮中部连续2 d多的暴雨成因。结果表明：中国黄淮中部短时强降雨站次多、强度大,除了对流云的前或后边界、“列车效应”、核心区与它们之间的合并能导致短时强降雨之外,非对流云也可导致强降雨。17日黄淮中部及以南,暴雨偏在“温比亚”移动路径右侧,中层倒槽偏在低层倒槽西侧有利于触发黄淮中部强降雨。18日暴雨主要中尺度影响系统为“温比亚”北侧中、低层倒槽和偏东风急流,以及热带气旋本体环流和弱冷空气。水汽925 hPa辐合、400 hPa辐散加大,中低层温湿能量增加,是黄淮中部暴雨增幅的原因,风的垂直切变加大对强降雨具有较好的指示作用。18日20时开始渤海北岸西南风高空急流形成,低层倒槽东侧偏南气流加强北上,高、低空环流耦合导致山东北部等地暴雨发展,黄淮中部降雨则明显减弱。     

Factors controlling the seasonality of the Madden-Julian Oscillation

By analyzing observational data, previous studies have indicated that the tropical Madden-Julian Oscillation (MJO) is active during the boreal winter but relatively weak during the boreal summer. However, the factors that control seasonal MJO variation are not clear. To quantitatively understand the relative contributions of the occurrence frequency of enhanced MJO events and their averaged strength and lifespan to seasonal MJO amplitude, we defined the MJO events of 1979–2014 and analyzed their features in different seasons by using the Real-time Multivariate MJO (RMM) index and the newly proposed RMM-r index. The results indicate that the MJO events show a higher frequency of occurrence, a stronger intensity and a longer duration during the boreal winter (Dec.–Feb.) and spring (Mar.–May). However, the frequency, strength and lifespan of MJO events are all reduced during the boreal summer (Jun.–Aug.) and autumn (Sep.–Nov.). The enhanced MJO events in winter–spring also show a large ratio of variance for eastward to westward components. To elucidate how large-scale background fields affect seasonal MJO variation, a series of sensitivity experiments was conducted by using a 2.5-layer model that can simulate MJO-like features. It is found that the variation in low-level moisture (vertical wind shear) is the key large-scale factor affecting the seasonal variation in MJO strength (in propagation). In comparison with the summer–autumn seasons when the MJO is relatively weakened, the relatively abundant low-level moisture near the equator during boreal winter–spring may strengthen the development of MJO convection and circulation, whereas the relatively weak easterly shear (or the westerly shear anomaly) is conducive to the enhancement of an eastward-propagating MJO component.