黑潮加热场对气旋发展影响的动力分析

本文计算了黑潮海域7个气旋发生时期海面和900,850,700 hPa各层的热量输送.并讨论了该海域热输送对气旋发生发展的影响.并将海洋加热场作用和其它各物理因子作出比较.分析结果表明:黑潮对发展于该海域上空的冬春季气旋的影响是显著的,尤其在这些气旋发展初期,黑潮海域加热场的作用为其发展的主要因素.计算结果还表明,普遍认为对发生在其它地区(如江淮,黄淮)的气旋发展也有重要影响的降水效应,在东海气旋的发展中其作用却是次要的.     

热带气旋风场的一种数值计算模式

利用动力学方程组，并对其中垂直梯度项和垂直扩散项进行了参数化处理，利用每日４次的地面天气图资料和台风年鉴中台风中心位置资料，采用数值计算方法对热带气旋及其环境场进行数值计算模拟。计算结果表明，用本模式得到的热带气旋风场及其周围的环境风场比利用公式法得到的风场更为合理。     

热带气旋风场的一种数值计算模式

利用动力学方程组，并对其中垂直梯度项和垂直扩散项进行了参数化处理。利用每日４次的地面天气图资料和台风年鉴中台风中心位置资料，采用数值计算方法对热带气旋及其环境场进行数值计算模拟。计算结果表明，用本模式得到的热带气旋风场及其周围的环境风场比利用公式法得到的风场更为合理。     

用广义随底坐标海洋模式研究南海2000年夏季环流

基于2000年8月在南海调查航次得到的水文资料,首次采用广义随底坐标形式的改进POM模式对南海夏季环流进行了数值研究.用正交曲线性水平网格覆盖观测区域,在垂向上对近表海面层次采用近似z坐标,而近底层则为随底坐标.在计算海区实际地形及假设的水平均匀而垂直层化的密度分布下,实施的两个数值计算试验表明,本模式采用的垂直坐标方案比传统的σ坐标方案优越,随底坐标模式因压力梯度项在起伏地形下产生的系统计算误差将变得十分的微小.在南海2000年夏季环流的实际计算中,首先对观测资料进行了60d的诊断计算,然后在诊断已得到的动力场结果基础上,又进行了10d左右的预报运行得到半诊断结果.从计算结果来看,它依赖于参数C_vis与C_dif的选择,特别是参数C_vis,文中取值为C_vis=C_dif=008.比较诊断与半诊断两个计算过程的结果,它们在定性上较为一致,在定量上有些差别.这是因为半诊断计算的方法对密度场作适当的动力调整,使其与地形、风场等更加匹配.在大尺度环流结构不受影响的情况下,尽可能地消除了小尺度噪声,可使计算得到的流场更为清晰.2000年8月南海计算区域环流的最大特点是多涡结构,其中有些反气旋暖涡和气旋式冷涡相间分布.在越南东南海域自表层至1000m水层稳定存在着一个显著的反气旋暖涡,其中心位置在11°51'N,112°07'E(诊断计算),水平尺度约为300km.此暖涡以东存在一个气旋式冷涡,这两个冷、暖涡是研究海区夏季环流的重要环流特征之一.在计算区域东北部夏季环流以反气旋环流系统为主;在计算区域东南部夏季环流以气旋系统为主;南海夏季环流分布,明显出现西部强化特征.     

北大西洋气旋波浪场分析

一、前 言 国内不少海洋学者对西北太平洋及我国近海波浪场进行了分析研究,并获得了许多成果[1][2],但至今还没有人对北大西洋波浪场进行分析研究,国外这方面的论述也较少。近年来随着远洋航行、远洋捕捞和援外港工建设的发展,研究探讨世界其他各大洋的海洋环境已成为急待解决的问题之一。本文用1980年11月至1982年11月二年的天气图、波浪资料,将气旋波浪场分为强、中、弱三种类型进行探讨,结果表明:强气旋波浪场是造成北大西洋海难事故的主要天气系统,而北美冷高和极地高压是形成强气旋的主要因素,从而北美冷高和极地高压的变化则是预报这种灾害性天气和造成恶劣海况的最重要的指标。     

长时间维持和迅速减弱的华南登陆热带气旋对比分析

将登陆华南影响广西的热带气旋分为长时间维持(LTC)和维持时间短(STC)两类,并应用NCEP再分析资料,对这两类热带气旋的影响系统和物理量场进行对比分析,结果表明,两类热带气旋的影响系统和物理量场存在明显的差异.影响两类热带气旋的天气系统差异显著:影响LTC的200 hPa南亚高压强度一般在1252 hPa以上,而影响STC的南亚高压强度较弱;200 hPa高空槽距离LTC有一定的距离,高空槽前的辐散气流有利于热带气旋的维持,而STC距离高空槽很近,由于垂直切变增大,热带气旋将迅速减弱;副高和LTC的位置配置使得LTC东侧的急流将海上的水汽输送到热带气旋内部,有利于其维持,而当副高太强时,STC垂直环流会受到抑制,不利于其维持;LTC期间强的西南季风槽带来热带云团输送减缓了其环流的衰减,而影响STC西南季风较弱.物理量场方面,LTC高空辐散较STC明显偏强;登陆后LTC的两个水汽通道的水汽输送较STC均明显偏强;另外,Q矢量分析表明,Q矢量辐合辐散中心的强度变化在一定程度上反映出热带气旋衰减的过程.     

基于组件式GIS的南海热带气旋风、浪场分析系统

将现有的计算模型与组件式GIS(地理信息系统)进行有效地整合,建立一个以热带气旋路径和强度的预报结果为主要输入参数的具备可视化功能的风、浪场模型,并形成以GIS为平台的、具有快速诊断和分析能力的决策分析系统.阐述了热带气旋风、浪场的计算模型,解决了将其与组件式GIS集成到应用系统的关键技术.     

入海江淮气旋结构和动力学分析

本文用国家季风研究组提供的资料,分析了入海江淮气旋不同发展阶段的结构,并用(?)方程诊断分析了影响气旋强度变化的主要物理因子。     

我国黄、东海气旋浪的分布和计算

一、前言在我国近海,一年四季受气旋影响频繁。尤其是黄海和东海常有温带气旋通过,春季最多,夏季次之(表1)。当气旋通过时,对附近海区的天气影响很大,常使海上出现大浪、大涌(H1/3≥3.0米)。特别是春、秋两季,发展强烈的入海气旋与南下冷空气相配合,常常给海上带来恶劣的天气及灾害性的浪场分布,使得近海的渔业生产、海上航行及各项海工作业面临很大威胁。因此,对气旋浪场的分布进行探讨是十分必要的。本文使用了10年的海浪实况资料,选出了87个气旋过程,将气旋分为三种类型进行分析描述,并根据数理统计原理,建立了气旋浪波高的相关计算式。     

西北太平洋一个超强爆发性气旋的分析

利用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)提供的CFSv2(Climate Forecast System Version 2)资料和日本高知大学提供的MTSAT-1R(Multi-functional Transport Satellites-1R)卫星红外波段反照率资料,对2013年1月发生在西北太平洋上的一个超强爆发性气旋进行了研究,利用天气分析和诊断分析等方法,详细分析了该爆发性气旋的结构特征。发现该气旋在爆发性发展的后期位于高空急流的北侧,高空的强辐散有利于气旋的发展。气旋上空500hPa的低压槽在14日12UTC显著加深,槽前的正涡度平流有利于海平面气压降低。与气旋伴随的冷锋存在鼻状结构,在800hPa以下,假相当位温随高度降低,低层大气呈对流性不稳定状态。利用涡度方程对气旋进行诊断分析,发现平流项和拉伸项为气旋涡度变化的主要贡献项。设计了围绕气旋中心15(°)×15(°)的区域,发现不同时刻的沿区域四边积分的环流、区域内面积平均的非绝热加热、水汽通量散度和垂直速度4个物理量存在正反馈过程,即气旋爆发性发展的前期存在类似CISK的正反馈机制。     

2008年8月两次强降水天气过程对比分析

2008年8月17～18日以及21～22日,受黄淮气旋影响,山东境内相继两次发生强降水天气过程。本文采用大尺度特征分析和数值产品应用和检验的方法,对两次过程进行了对比分析。发现(1)二者产生强降水的雨强和范围不同;(2)海上副高的强度和位置不同。前者位置偏北、偏强,形状为块状,对降水有很好的阻挡作用;后者副高偏弱、偏南,呈带状,对降水系统的阻挡作用较弱;(3)地面气旋移动路径和气旋附近强降水位置不同。前者东北移动,强降水区位于气旋移动方向的第一、第二象限;后者先东移然后向东北移动,强降水区基本位于第一象限;(4)两次强降水区与低空低涡切变线前部的急流区有很好的对应关系;(5)数值预报产品对第一次强降水的预报可参考性较强,对第二次预报量级偏大,需要预报员对形势准确分析的基础上,作出订正预报。     

COSMIC掩星资料同化对台风“天兔”预报影响的试验

台风数值预报的关键之一在于给定准确的模式初始场。本文使用气象、电离层和气候星座观测系统(COSMIC)的卫星资料,通过资料同化技术改善数值天气预报模式的初始场,进而评估数据同化技术对台风(或热带气旋)预报的改善效果。使用我国自主研发的数值天气预报模式,对1319号台风“天兔”进行模拟试验,对温度场、湿度场、涡度散度场及假相当位温场进行诊断分析。试验结果表明,与同化常规探空资料相比,COSMIC资料的同化可减小模式预报台风路径误差,台风附近降水落区更为集中。研究评估了掩星资料同化对模式的改进作用,并能为台风预报技术和防灾减灾提供参考。     

1999年6月黄海、东海海流的三维非线性数值计算

基于 1 999年 6月“向阳红 1 4”号调查船的水文和气象资料 ,用σ坐标下三维非线性的诊断、半诊断及预报模式计算了黄海、东海海流 ,计算结果表明 :( 1 )当t=3d左右 ,密度场和速度场都已调整 ,得到半诊断解 ;当t =2 1d以后 ,解已达到准稳定态 ,并取t =30 0d的计算结果作为预报计算的解 .( 2 )诊断计算结果表明 ,1 )计算区域的西北部有一支黄海沿岸流 ,为偏东向流 ,该流在济州岛以南流出本计算海区 .在计算区域的南部西侧还有一支流 ,即台湾暖流内侧分支 ,作气旋式弯曲后 ,转为东北方向流 .2 )在以上两支流北侧 ,即济州岛西南处 ,存在一个气旋式涡 ,它具有高密、低温的水文特征 .3)黑潮西侧有一台湾暖流外侧分支 ,先作气旋式弯曲 ,尔后向东北方向流动 .4 )黑潮在黄海、东海以较强的速度向东北方向流去 ;其最大水平速度在表层为 1 0 8 5cm/s,位于北边界附近 ,30m层、75m层以及 2 0 0m层的最大水平速度分别为 1 0 6 1 ,1 0 2 2及 85 1cm/s,且均位于南边界附近 .( 3)比较诊断、半诊断及预报模式计算结果 ,它们在定性上比较一致...     

"2008.4.9"江淮气旋后部大风过程诊断分析

受江淮气旋入海和冷空气共同影响,2008年4月9日白天浙江省中北部内陆地区出现7～9级,沿海地区出现9～11级偏北大风。通过物理量诊断分析发现,高空槽前正涡度平流和强暖平流使地面江淮气旋发展,降水凝结潜热释放形成反馈机制有利于气旋发展。气旋入海后引导后部冷空气南下,大的气压梯度和变压梯度形成地面大风。同时,9日白天的晴好天气使底层受热,有利于高空动量下传,加大了地面的风速。     

内核及外围尺度对热带气旋强度影响的数值试验

采用WRF数值模式模拟并对热带气旋尺度与强度关系进行了探讨,且初步诊断分析了内核及外围尺度对热带气旋强度影响的可能机制,结果表明:(1)内核区较大时的缩放引起角速度变化是其影响热带气旋强度的机制之一;(2)内核区较小时的进一步收缩引起的眼区次级环流破坏是其影响热带气旋强度的一种机制;(3)外围尺度变化造成低层上升至高层的水汽总量变化,是其影响热带气旋强度的一种机制;另一方面,外围尺度发生变化使得低层气流向热带气旋内的辐合减少,亦是其影响热带气旋强度的机制之一。     

1992年西北太平洋上热带气旋活动特征

本文对埃尔－尼诺持续年的１９９２年西北太平洋上热带气旋活动特征进行了分析，并对北半球极涡、西北太平洋副热带高压等天气系统的特征量及赤道东太平洋海温场与常年进行了比较，找出了１９９２年西北太平洋热带气旋活动特征的成因。     

用模糊聚类分型方法作盛夏南海热带气旋路径预报

本文对1960～2002年盛夏在南海海域活动的热带气旋进行分析,引入模糊数学理论中的模糊动态聚类分析方法,对欧洲气象中心(ECMWF)500hPa层位势高度场的格点资料进行形势分类,用计算机自动寻找最佳相似组合,进行天气形势分类,然后选取与热带气旋路径密切相关的环流场、物理量动力因子及自身特性因子,用多元回归方法建立盛夏南海热带气旋路径预报模式,结果表明该模式预报能力有明显提高.     

影响黄渤海的温带气旋数值集合预报试验

为了改进温带气旋数值预报的精度,基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,利用GSI(Gridpoint Statistical Interpolation)-EnKF(Ensemble Kalman Filter)系统,设计了一套温带气旋集合预报方法,其具有的2种选择方案通过滤掉质量较差的集合成员从而将集合成员数目控制在10以内,达到了大幅降低集合预报计算量的目的。针对2020年7月一次影响黄海的温带气旋个例,开展了一系列决定性预报与集合预报的数值对比试验。分析结果如下:1)不采取任何择优方案的集合预报效果就已经明显优于决定性预报,而采取择优方案使得预报效果进一步得到提升;2)预报初始时刻择优(直接择优方案)的集合预报效果远不如短时积分3 h后才进行择优(积分择优方案)的预报效果; 3)积分择优方案优于直接择优方案的原因是,初始场集合体中的成员经过短时积分后其误差得以放大而使得择优更加准确。多个例的应用结果进一步表明,本文提出的积分择优方案温带气旋集合预报方法具有较好的业务预报应用前景。     

2004年11月南大洋上一对气旋的结构分析

利用各种观测资料,包括美国国家环境预报中心发行的FNL(Final Analysis)资料和GOES-9(Geostationary Operational Environmental Satellite)红外卫星云图资料,对2004年11月15日至25日中国"雪龙"号南极科学考察船穿越南半球西风带时对其影响最大的一对气旋M和N进行了研究.首先对天气背景进行了介绍,并利用FNL资料和卫星云图对气旋对的演变过程进行了描述,最后对这对气旋的垂直结构进行了分析,发现气旋M具有明显的暖心结构,斜压性较弱,而气旋N有不太明显的暖心结构,在其上空有明显的螺旋云团,斜压性较强.     

我国风暴潮灾害风险评估方法的基本问题

一、我国风暴潮灾害的基本特征研究表明,在我国已发生的海洋自然灾害中,发生频率最高、经济损失最重且危害最大的是风暴潮灾害（Ｌｅ,１９９６）。在我国风暴潮是由两类天气系统所诱发。一类是由温带气旋（如江淮气旋、西南倒槽、渤海气旋和黄海气旋等）或西伯利亚—蒙...