台风环流对远距离暴雨水汽输送影响研究

利用NCEP再分析资料,结合WRF模式对2008年7月17—19日发生在山东省的台风远距离暴雨水汽输送过程进行分析。结果表明：台风环流不仅有利于低纬度西太平洋水汽输送到山东内陆地区,而且迫使来自孟加拉湾的气流强度和方向发生变化,进而对远距离降水强度和持续时间产生重大影响;台风环流对鲁东南地区的水汽贡献远大于鲁西南地区,移除台风环流能间接地增强鲁西南地区的水汽供应;台风环流使远距离降水区水汽辐合范围集中,辐合强度增强,从而增强降水强度。     

伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨及其暴雨特征

利用降水实测资料、1°×1°的NCEP格点再分析资料对2000年以来的伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨过程进行统计分析。结果表明:伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨过程主要发生在9月份,重庆西部地区为伴有区域暴雨的连阴雨过程的多发区;可将连阴雨期间区域暴雨就有无台风西进登陆我国分为两类,两类暴雨的影响系统的差异表现为,没有台风登陆时700hPa/850hPa的主要影响系统为切变线或者西南涡;有台风登陆时的主要影响系统则为台风倒槽;24小时变温、低层涡度、假相当位温、整层水汽通量以及比湿对连阴雨期间暴雨的预报有较好的指示意义,同样表征水汽条件的相对湿度的指示意义较差。      

重庆2014年9月12-19日连阴雨过程分析

利用NCEP1°×1°的再分析资料及重庆地区逐日、逐时降水资料、TBB资料以及雷达回波资料对2014年9月12-19日连阴雨天气及期间两次暴雨过程进行对比分析。结果表明：此次连阴雨期间欧亚大陆中纬度为“一槽”型,暖湿气流沿台风“海鸥”外围以及副高边缘不断将南海及西太平洋的水汽输送至川渝地区,为连阴雨提供良好的水汽输送条件;比湿的演变对连阴雨期间降水的增强及间歇有明显的指示意义,负的整层水汽通量散度大值区与两次暴雨落区一致。连阴雨前期大气为对流不稳定层结,能量条件好,阻塞高压明显,中高纬度的环流经向度较大,有利于冷空气的快速南下,前期的“9.13”大暴雨的对流性特征更明显;后期“9.17”暴雨则表现为稳定性降水,TBB资料在连阴雨期间的强度演变对两次暴雨过程产生的时段和落区的指示意义较好。在整个连阴雨期间近地层多弱冷空气的影响,中层有偏南风,连阴雨天气得以持续,但是两次暴雨过程开始时,冷平流均有明显的增大,表明冷空气有所加强,冷空气的加强触发了暴雨的产生,同时伴有中层偏南暖湿气流的增强。从两次暴雨过程时多普勒雷达垂直风廓线图也能反映出低层冷空气入侵,中层偏南暖湿气流的增强。     

冷空气入侵台风“灿鸿”引发的东北暴雨分析

利用常规观测资料与NECP再分析资料,对2015年在朝鲜半岛登陆北上9号台风"灿鸿"导致东北东部出现较大范围的暴雨和大暴雨天气进行分析。结果表明,此次降水过程是由减弱变性的台风环流与中高纬度弱冷槽结合发展产生,冷空气从低层进入变性台风北部,在地面上表现为中高纬低压减弱合并到变性台风中,使台风登陆后强度减弱较慢,且北部有所加强,因此在其北部出现较大范围的暴雨、大暴雨;变性台风北侧的低层冷暖平流交汇,导致该区域出现低层辐合、高层辐散和较强的上升运动,是本次降水的动力因子;冷空气从低层进入台风环流,低层为冷平流,高层为暖平流,大气层结相对稳定,因此本次降水过程中对流较弱,以连续性降水为主;本次暴雨水汽来源分为两部分:台风本身携带的大量水汽和日本海的水汽输送,二者为本次暴雨提供充沛的水汽条件;另外,地形在动力作用和水汽输送过程中也起到了重要作用。     

一次台风引发的远距离暴雨诊断分析

台风对远距离暴雨的作用形式复杂,容易出现极端降水,量级和落区的预报难度大。2014年8月8日江苏东部到浙江北部出现暴雨,通过研究数值预报形势场、再分析场和各类实况资料,发现暴雨的产生与远在1300km外的西太平洋上的台风"夏浪"有关。江苏东部暴雨主要由中尺度涡旋造成,台风通过北侧偏东气流向暴雨区输送暖湿空气,有利于暴雨的形成与维持;浙江北部暴雨是中尺度涡旋与台风环流结合的产物,台风北上过程中,中心与中尺度涡旋逐渐靠近,台风外围环流对涡旋产生牵引,流场形势发生改变,引导弱冷空气在浙北近海附近与暖空气交汇辐合抬升引发暴雨,不稳定能量剧烈释放产生的中γ尺度气旋造成了极端强降水。     

近60年黑龙江省台风暴雨统计及环流特征分析

使用台风最佳路径、黑龙江省83个国家基本气象站日降水量资料及NCEP NC再分析资料,对近60年黑龙江省台风活动规律、台风暴雨时空分布和环流形势及各物理量统计特征等进行分析。结果表明：2010年以后造成暴雨的台风个数增加,2015年之后台风暴雨强度持续增加,2020年达到最强。黑龙江省台风暴雨站次最多的时间是7月下旬至9月上旬。黑龙江省受台风影响出现暴雨的次数自东南向西北递减,暴雨次数多的站点一般与地形有关。将台风暴雨过程的高空环流形势分为3型8类,A型暴雨过程以台风环流降水为主,多数为稳定性降水,降水持续时间较长,B型和C型暴雨过程有较强冷空气参与,对流活跃,通常雨强较大。给黑龙江省带来大范围暴雨的环流形势有5类。以A-Ⅱ和C-Ⅰ两种环流形势出现的台风个数最多,A-Ⅱ和B-Ⅱ造成的暴雨范围最广。黑龙江省台风暴雨过程低空均有低涡活动;水汽主要来自日本海和黄渤海;低层辐合中心与暴雨区有较好的对应关系。A-Ⅱ类台风暴雨的各个物理量特征最突出（假相当位温和比湿略小于B-Ⅱ类）;B-Ⅱ类台风暴雨过程的暖湿空气最强,尽管动力条件稍差,但较好的热力和水汽条件也足以造成大范围的暴雨天气,成为平均单个过程出现暴雨以上站次最多的类型。     

“菲特”台风暴雨成因分析

201323号台风“菲特”是建国以来登陆我国的最强秋季台风,给浙江省带来暴雨天气。利用NCEP再分析资料从天气形势、动力、热力等方面对此次暴雨的成因进行了分析,结果表明：1）此次强降水可以分为两个阶段：第一阶段主要由“菲特”本身的环流引起;第二阶段由“菲特”残留云系长时间维持及其与弱冷空气的相互作用引起,且弱冷空气对降水的增幅作用十分明显。2）第一阶段水汽主要由其本身的环流提供,由“菲特”南侧的偏南风低空急流和东侧的偏东风低空急流从南海和西太平洋输送水汽,第二阶段水汽主要由“丹娜丝”外围的偏东风急流从西太平洋输送水汽。3）弱冷空气的扩散使斜压性增强,并使斜压位能释放转化为动能,促使台风残留低压环流加剧,并在台风外围东偏南暖湿气流之间形成中尺度辐合带,为暴雨天气的产生提供了良好的动力条件。4）弱冷空气叠加在950 hPa以下较强的暖平流之上,加剧了上冷下暖的不稳定层结,同时也使低层辐合加强．为暴雨区中尺度对流云团的发展提供了动力抬升机制。     

2014年夏末秋初三门峡市连阴雨成因分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1° 6 h分析资料和2.5°×2.5°日平均再分析资料、自动雨量站资料,采用统计对比分析、诊断分析等方法,对三门峡市2014年9月7—18日连阴雨过程的环流形势、物理量场进行分析,找出此次连阴雨天气的主要成因,结果表明：1）南亚高压的异常偏北偏强为连阴雨天气提供了有利的大尺度环流背景。2）副热带高压的长时间稳定维持,对减缓低槽和切变线移速、促使暖湿气流向北输送十分有利。3）乌拉尔山高压脊较常年同期偏弱,与常见连阴雨天气乌拉尔山高压脊异常偏强的形势有所不同。4）稳定的副热带高空西风急流与副高外围的西南低空急流耦合,为连阴雨提供了持续的上升运动和水汽辐合。5）强降水的产生只有充足的水汽供给是不够的,还必须在水汽的输送区有明显的水汽辐合。6）低层强烈的垂直上升运动为此次连阴雨期间暴雨的形成提供了有利的动力条件。     

1002号台风对四川盆地大暴雨的影响分析

利用逐日NCEP再分析常规观测资料、逐小时自动站资料和卫星云图资料,对2010年7月14—18日发生在四川盆地的大暴雨天气过程进行诊断分析,重点探讨了台风活动对大尺度环流背景、西南低涡形成与维持、水汽及能量输送的作用。结果表明:(1) 本次暴雨是在副热带高压、台风、西南低涡等多个不同尺度系统相互作用下发生的;(2) 台风环流东侧偏南气流和副高西侧偏南气流长时间的融合贯通,一方面有利于“鞍”型场大尺度环流背景稳定和低层西南涡的发展及维持;另一方面两支气流叠加构成输送带,将低纬大量水汽和热量向暴雨区上空输送,有利于暴雨区上空水汽的积聚及形成高能不稳定区;冷暖空气交绥于暴雨区,促使不稳定能量释放,形成大暴雨天气。      

一次台风远距离暴雨水汽条件及输送过程研究

利用NCEP FNL分析资料,结合HYSPLIT轨迹模式对2012年8月26日发生在黄淮地区的一次台风远距离暴雨过程的水汽条件及输送过程进行分析。结果表明:产生暴雨的水汽来自黄海上空,水汽输送高度主要在700 hPa以下;强降水发生时水汽净流入较大,而降水发生前和降水结束后均呈现净流出;从水汽通道空气块的运动轨迹来看,水汽是在台风环流和副热带高压环流的共同引导下从东部进入暴雨区。气块在通过黄海上空贴近海面运行时所吸收的水汽是这次过程的主要水汽来源。      

临安暴雨季节特征及成因分析

统计整理了临安区2001—2016年出现的暴雨过程,对其天气形势、物理量场进行了统计分析,形成可供预报参考的指标体系。结果表明:1)夏季出现暴雨雨日最多,春秋季节次之,冬季最少; 6月暴雨雨日为全年最多,7月和8月次之,1月和2月无暴雨发生;梅雨和台风对临安的年降水量有巨大贡献。2)台风暴雨主要分布在夏秋季,夏季的台风暴雨主要是由于台风环流直接影响所致,而秋季的台风暴雨主要是台风环流和冷空气相互作用导致。3)春季低空切变和地面倒槽是引发暴雨最重要的影响系统;夏季各月的主要影响系统存在较大的差别;秋季的暴雨主要是台风造成。4)比湿和可降水量条件夏秋季整体较好;水汽通量条件秋季最好,夏季次之,春季最差,垂直运动条件秋季最强,春夏季次之且差别较小;暴雨强度越强,水汽通量和垂直运动条件越好。日常预报中可通过四分位数表格的查询,对暴雨和强暴雨的预报提供参考指标。     

台风“洛克”远距离引发陕西暴雨过程的成因分析

利用常规高空、地面观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2011年9月17-18日台风"洛克"引发陕西中南部暴雨天气过程的成因进行了分析。结果表明,台风是此次暴雨过程的主导系统,主要表现在:(1)台风和西太平洋副热带高压阻碍了西风带系统的东移,使陕西中南部长时间处于槽前较强的西南暖湿气流中,为形成大范围暴雨提供了有利的环流背景;(2)远距离台风激发了大气扰动,它向中国大陆方向传播的过程中与中纬度低值系统相遇并相互作用,使青藏高原东部到陕西南部的气压梯度增强,风速增大,诱发了低空急流的形成,高低空急流耦合,又激发了次级环流的形成,为形成暴雨提供了水汽、能量和足够的动力抬升条件;(3)地面锋面是强降雨的触发机制,台风通过扰动传输到中国大陆的暖湿空气与冷空气相遇产生锋生,降雨加强。     

台风登陆背景下宁夏北部两次暴雨天气对比分析

利用常规气象资料对台风登陆背景下宁夏北部出现的两次暴雨天气的降水特点、大尺度环流背景和天气尺度影响系统进行了对比分析;利用T213数值模式的物理量预报产品对大气层结稳定度和水汽条件进行了动力学诊断分析;利用银川新一代多普勒天气雷达资料对中尺度系统的活动进行了跟踪。结果表明：两次暴雨过程中,台风在中国东南沿海登陆,西太平洋副热带高压西伸北抬,高低空四股气流汇聚在宁夏北部产生暴雨天气。由于台风登陆后强度不同,台风外围东风转向形成的偏南风大小存在明显差异,使得不稳定能量和水汽输送产生差别,导致两次暴雨过程影响范围扣强度明显不同。两次过程中,形成触发条件的冷空气强度不同,对暴雨量级也有一定影响。     

浙江秋季连阴雨气候统计特征及其异常环流背景

利用1971—2016年浙江常规气象站观测资料和多种再分析资料,分析了浙江省秋季连阴雨的气候特征及其异常环流背景。结果表明:(1)浙江每年每站平均出现1.8次秋季连阴雨天气,过程平均可持续5.5 d,平均雨量77 mm;秋季3个月中9月出现连阴雨的频次最高;大多年份会发生1～2次持续5～7 d的连阴雨,78%过程累计降水量在100 mm以下;发生时多为全省一致变化型,多发区集中在杭州—绍兴一带。(2)连阴雨过程次数、累计持续天数及累计降水量有一致变化性,均反映出浙江秋季连阴雨有明显的年际变化特征,有4个强年和7个弱年。(3)浙江秋季连阴雨强(弱)年对应南亚高压和西太平洋副热带高压"相向(背)而行"。强(弱)年时,西太平洋副热带高压异常偏西(东),南亚高压异常偏东(西),华东地区上空垂直上升运动强(盛行下沉气流),低层异常偏南(北)风提供了充足的水汽(阻碍了暖湿空气北上),有(不)利于浙江连阴雨的发生。(4)连阴雨强弱年大气环流异常与热带海表温度强迫有关。强(弱)年时,赤道太平洋海温呈拉尼娜状态(距平不明显),使东印度洋—南海—海洋性大陆上空对流活跃(偏弱),潜热加热(不足以)激发低层Matsuno-Gill型响应,(不能)在亚洲大陆激发气旋性环流异常,而赤道中东太平洋强(弱)下沉气流则(不能)在西北太平洋激发反气旋性环流异常,此低层气旋—反气旋异常环流配置(弱环流异常)使华东地区有低层偏南(北)风异常,水汽增多(减少),有(不)利于浙江连阴雨的发生。     

对2009年7月3～5日玉林市一次暴雨天气过程的分析

利用实况观测资料、自动站加密观测资料、数值预报产品和非常规观测资料,从环流背景、水汽条件、动力条件等方面,对2009年7月3～5日玉林暴雨天气过程进行诊断分析.结果表明:(1)高空低槽、低层低涡切变线和低空急流是影响此次强降水过程的主要天气系统;(2)低空急流在此次暴雨过程中促进了大气不稳定、加大了水汽输送;(3)有利的热力水汽条件和动力条件是强降水产生和维持的机制.     

秋季台风“莎莉嘉”和“海马”降水特征对比分析

通过对2016年影响浙江省的两个秋季台风"莎莉嘉""海马"的移动路径、地形影响、形势场和物理量场等方面的对比分析,得出:"莎莉嘉"台风暴雨属台风远距离暴雨,而"海马"台风的降雨为本体环流降雨;地形、冷空气影响对降水的增幅作用尤其明显,地形作用和冷空气是"莎莉嘉"台风暴雨中心形成的主要原因;"海马"台风影响时,冷空气位置偏北,为台风本体环流降雨造成的暴雨;秋季登陆台风与其他天气系统主要是冷空气共同影响的降水需更加关注,同时应更加注重雨的预测。     

台风活动与陕西极端暴雨的相关特征分析

利用1970～2003年35年间出现在陕西的极端暴雨与近海台风活动的资料,对其进行时空分布统计分析和天气学、动力学诊断以及卫星云图等综合分析,结果表明:两者的相关率接近87%;7、8两个月台风影响最为显著。与华北、东北地区比较,陕西的极端暴雨以远距离影响的台风活动为主。影响台风有两类,一类是台风在台湾岛附近登陆或以北海域活动的,其水汽、能量主要以850hPa层输送尤为明显,这类台风云系与暴雨区之间的晴空区明显。另一类是台风在海南、广东或广西一带登陆或移动,该类水汽、能量主要以700hPa层输送最为显著。当台风在125°E以西,且在13～33°N的范围内活动时,该类台风活动对陕西的强降水作用明显,是造成陕西极端暴雨的一个重要的因素。300hPa高空急流的先兆性对陕西极端暴雨具有一定的预报意义。影响台风的位置与影响云系对极端暴雨落区预报有帮助。     

东海台风对四川东部暴雨的影响研究

利用NCEP逐6 h的FNL再分析资料、地面气象站逐小时降水资料以及中尺度数值模式WRF对2010年9月5日14时—6日20时发生在四川东部的一次西南涡暴雨天气过程进行诊断分析和数值研究。重点探讨了东海远距离台风对西南涡的移动和维持、水汽输送作用。结果表明:(1)这次川东暴雨是在中纬度30~50 °N的两槽一脊的环流背景下,川西高原的东移低值系统(西南涡)受位于东海的北上台风间接阻挡,及源于南海和孟加拉湾的水汽不断输送等有利条件下形成的;(2)台风“玛瑙”并未向西南涡降雨区直接输送水汽;(3)东海台风“玛瑙”对上游东移的西南涡具有阻挡作用:台风的出现,使西风带上游东移的系统(含西南涡)东移的速度减慢,西南涡因此在四川东部地区滞留时间延长,是造成该地区暴雨天气发生的重要原因。      

2020年黑龙江省“巴威”台风暴雨成因分析

选取2020年8月27-28日黑龙江省降雨量和风的实况观测资料以及NCEP再分析等资料,分析了2020年“巴威”台风影响黑龙江省时的风雨天气实况、环流形势和物理量场特征。结果表明:“巴威”台风登陆后迅速减弱变性,对黑龙江省的影响主要是暴雨天气,风力影响相对较小。台风减弱变性后的温带气旋以及低层850 hPa和700 hPa风向或风速辐合为产生暴雨提供了较好的动力抬升条件,台风携带水汽及低空急流的水汽输送为产生暴雨提供了充分的水汽条件,低层风场辐合区稳定少动为产生暴雨提供了充足的时间。低层850 hPa比湿、水汽通量、水汽通量散度以及中低层垂直速度等物理量要素对预报暴雨落区和发生时间有较好的指示意义。     

影响宁夏的热带气旋远距离暴雨特征和预报概念模型

利用JMA最佳TC路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,普查了1961—2010年宁夏的暴雨个例,并对影响宁夏的热带气旋远距离暴雨进行了统计和合成分析。结果表明:宁夏各测站远距离暴雨日数在暴雨总日数中普遍占比达30%~46%,是宁夏暴雨类型里十分重要的一类。远距离暴雨主要集中发生在8月,较宁夏暴雨气候多发期推迟10~20天。台湾岛及其以东洋面和海南岛附近是宁夏产生远距离暴雨的热带气旋高频影响关键区,在两个TC高频影响区域之间还存在一个少台风甚至无台风影响的海域。进一步诊断分析表明,热带气旋、中纬度槽(涡)、副热带高压、水汽通道及高空急流是产生远距离暴雨的主要影响系统。根据诊断特征将远距离暴雨分为两类,揭示其环流差异主要体现在热带气旋和副高位置、水汽输送通道及海平面气压场,并在此基础上归纳了两类远距离暴雨的预报概念模型。