不同 AMDAR资料同化时间窗对台风“摩羯”预报影响研究

2018年第14号台风“摩羯”对山东造成了大范围暴雨和大风天气,基于WRF（Weather Research and Forecasting）模式及其Hybrid-3DVAR混合同化预报系统,对Hybrid-3DVAR不同集合协方差比例和不同航空气象数据转发（aircraft meteorological data relay,以下简称AMDAR）资料同化时间窗对台风“摩羯”预报的影响进行了数值研究。结果表明：加大集合协方差比例对台风“摩羯”路径预报有较大影响和改进;当全部取来自集合体的流依赖误差协方差时,预报的台风路径最好,降水预报也最接近实况;AMDAR资料同化对于台风路径和降水预报也有正的改进作用,但加大集合协方差比例到100%时对台风路径预报影响更大;不同资料同化时间窗会影响同化的AMDAR资料数量,从而影响台风降水精细化预报;45 min同化时间窗的要素预报误差最小,对台风造成的强降水精细特征预报最接近实况;不同资料同化时间窗主要影响台风降水预报落区分布,对台风路径预报影响相对较小。     

登陆北上台风突然转向的预报着眼点

以2018年两个登陆北上影响山东的台风"摩羯"和"温比亚"为例,讨论分析了深入内陆的台风在突然转向时刻的预报着眼点。结果表明:台风的移动路径很大程度上取决于副热带高压(大陆高压)的位置与强度,当高压偏强时,可由三力平衡原理确定台风未来的移动方向。同时,300～200 hPa高度层的风向可以提前18 h指示台风即将发生路径偏折。15日08时,台风"摩羯"转向角较大,主要原因是受高频引导气流影响,且沿着正高频涡度平流的方向移动。而"温比亚"进入渤海向东北方向移动,是受全风速与低频气流影响。这表明高频流对转向角度较大的台风起引导作用,而环境风场对转向角度不大的台风起作用。     

环流场及结构变化对1214热带气旋“天秤”西折路径影响

利用NCEP全球数据同化系统(GDAS)1°×1°分析资料,对1214号热带气旋"天秤"台风移动路径西折原因进行了分析。结果表明,500hPa中高纬度环流调整后转为纬向环流,环境场由弱转强是"天秤"台风北上过程中移动路径西折的根本原因;300hPa等压面上青藏高压的变化对"天秤"台风移动路径有一定的影响,当300hPa等压面上青藏高压中心偏西、东亚维持低值系统时,"天秤"台风移动路径偏北,青藏高压加强东伸,"天秤"台风移动路径西折;"天秤"台风在500hPa等压面上等位势高度梯度场从北上过程的基本对称结构转为不对称结构,对预报"天秤"台风移动路径西折有重要指示作用。     

9005号台风路径分析及其预报

9005号台风北上时间比常年早，到达位置偏北，造成山东东南沿海暴风雨天气过程，主要影响因素是：西太平洋副热带高压西向脊线偏北；河西－河套地区高空西风环流较平直，利于台风西行－北上。台风路径预报可从太平洋副高西向脊线位置、高空环流形势和台风母休云系长轴方向三个方面综合分析。     

0908号台风“莫拉克”路径异常及造成台南暴雨灾害的诊断分析

利用T213客观分析场和预报产品、GMS卫星水汽云图资料及常规预报资料,分析了0908号台风"莫拉克"的特征,进一步研究了其路径异常,移动缓慢、长时间维持以及对台湾中南部造成历史罕见"八八水灾"的原因。结果表明:(1)莫拉克移动速度缓慢主要因为副高引导气流弱以及洋面上存在三台风相互牵制效应;(2)长时间充足的水汽输送、高层强辐散低层强辐合的高低空环流配置形势是莫拉克长时间维持,并造成台南暴雨的主要原因;(3)云图上的热带水汽羽对暴雨的落区和强度有很好的指示作用,莫拉克中心东南部始终维持较强的热带水汽羽,给台南及闽北浙南带来大暴雨。     

两例相似路径台风降水差异的成因及预报分析

2016年超强台风"尼伯特"和"莫兰蒂"的路径极为相似,登陆福建北上途经太湖流域后入海的路径也几乎重合,但太湖流域出现的降水却迥然不同,前者仅造成了太湖流域个别测站的暴雨-大暴雨,后者则出现大范围暴雨-大暴雨。利用常规气象观测资料、多普勒雷达资料、中国气象局的台风最佳数据集及美国国家环境预报中心(NCEP)提供的再分析资料等,对两个台风登陆后的环流背景、台风结构特征等进行了对比分析。结果发现:"莫兰蒂"登陆后的低压环流结构保持良好,北上过程中与外围浅层冷空气的相互作用明显,海上水汽输送通道畅通,台风倒槽导致太湖流域大范围暴雨-大暴雨;"尼伯特"登陆后迅速减弱,环流结构出现"空心化",水汽输送弱,高层弱冷空气与台风残余低涡的叠加触发局地短时强降水,未能导致太湖流域大范围暴雨。从预报回顾看,模式对登陆台风北上过程中强度预报过强是导致"尼伯特"在太湖流域风雨预报过度的主要原因。3 d以上的中期台风降水预报中,经验概念模型与模式集合预报结果的相互印证,有利于得出比模式确定性降水预报更合理的预报结论。     

0205台风威马逊异常分析

对进入黄海的热带气旋进行了统计，从大气环流形势、数值预报产品、中央台和日本的台风报、云图以及季节性海表特性等角度，分析了0205号台风威马逊移动路径和强度演变情况，对实际预报工作有一定的指导意义。     

山东WRF集合预报系统对“麦德姆”台风预报检验

2014年第10号台风"麦德姆"登陆北上,对山东造成较大的影响。此文对业务上常用的各种数值模式对于"麦德姆"台风的预报情况进行了对比检验,重点检验了山东WRF集合预报系统对此次台风的预报性能。结果表明,山东WRF集合预报系统对于此次台风预报具有较高的参考价值。WRF确定性预报台风路径预报类似EC细网格预报,在23日20时以前预报较好,23日20时后预报最好的为T639。WRF集合预报对于台风路径预报具有较好的指示意义。WRF确定性预报02时、14时更新预报效果好于其前面6h起报结果,体现了HYBRID-3DVAR集合混合同化对于改进预报效果的作用。通过中尺度模式与其外层全球背景场模式预报对比发现,由于中尺度模式具有自身的物理参数化方案和同化系统,其对于台风路径的预报效果可以显著优于其全球背景场模式。WRF确定性预报对于"麦德姆"台风降水预报与实况最为接近。对于台风大风预报,WRF集合预报最大值最好。     

台风“森拉克”转向前异常路径分析

本文利用常规资料,应用天气学方法,对菲律宾以东洋面生成的0813号台风"森拉克"移动特点进行了分析。结果表明,中高纬度短波槽相继东移引起西北太平洋副高短期东西震荡,导致台风蛇行北上;短波槽东移后,中高纬度维持平直西风环流,冷空气活动较弱,没有长波槽的调整和短波槽的东移,使副高西进后得以维持是台风移动路径西折的根本原因;850 hPa等压面上高压东移和台湾地形共同作用是台风强风区建立和转移的关键,台风不对称结构对预报台风移动路径西折具有预示作用。850 hPa相对湿度的变化对台风移动路径有一定的指示意义,台风未来有沿着对流层低层相对湿度湿轴移动的趋势,对流层低层相对湿度干轴对台风移动有阻挡作用。     

“麦德姆”台风过程中冷空气活动分析及风廓线雷达资料的应用

利用NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析资料、常规气象观测资料和潍坊风廓线雷达资料综合分析了台风"麦德姆"影响山东时的环流背景、冷空气活动和风廓线特征,结果表明:此次台风暴雨过程中,西风槽冷空气渗透到台风倒槽云系,通过在低层形成冷垫强迫暖空气抬升,形成斜压锋区后触发不稳定能量及潜热能释放,对暴雨的产生加强起了巨大作用;风廓线雷达的垂直风场分布对此次降水的强弱特别是短时强降水的预报有明显的指示作用,低层风速迅速加大的时段与潍坊短时强降水出现的时段是一致的。     

25°N以北西行台风的分析

本文应用(1949～1984)35年资料,对一种特殊的台风移动路径——进入25°N以北向偏西方向移动的台风发生的原因、特点及环流特征进行了分析,可作为对台风路径预报的参考。     

多普勒雷达资料同化在台风“灿都”(2010)预报中的应用研究

文章基于中尺度天气预报模式(WRF)及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR), 采用了两部雷达径向风资料, 进行单一时间分析以初始化台风“灿都”(Chanthu), 比较研究了同化雷达径向速度(V_r)对台风“灿都”分析和预报的影响。结果表明: 同化雷达径向风的作用主要体现在台风强度和环流结构的调整, 且在同化达到一定时长后, 对改进同化后的预报分析有积极效应。同化试验改进台风的初始风场以及台风环流中心的热力和动力结构、强度和位置, 进而提高18h预报的台风结构、路径、强度。     

AMSU-A微波资料变分同化对双台风预报的影响研究

选取2015年发生在西北太平洋的一次双台风"灿鸿"和"莲花",考察微波辐射率资料同化在双台风数值预报中的应用,采用WRF-3Dvar系统,将AMSU-A微波辐射率资料同化进数值模式用于改善模式的初始场。试验结果表明:直接同化AMSU-A辐射率资料能有效缓解台风在海面上观测资料的不足,对于数值模式初始场的改进效果要优于仅同化常规资料的效果,并且从大尺度环境场上看使模式具备更合理的环流形势,从而提高了对台风路径以及强度模拟的精度,同时对降水强度、落区的模拟更加准确。     

新一代静止气象卫星葵花8号的晴空红外辐射率资料同化对台风“天鸽”的预报影响研究

本文以2017年第13号台风“天鸽”（Hato）为例,在WRFDA同化系统中结合日本葵花8号（Himawari-8）资料,通过同化Himawari-8晴空红外辐射率资料并进一步考察其对台风“天鸽”的结构、强度、路径分析和预报的影响。研究结果表明:同化Himawari-8晴空红外辐射率资料对台风背景场的水汽相关变量分析有显著改进,对背景场中的台风水汽信息有一定的改进作用。与控制实验,即没有同化Himawari-8晴空红外辐射率资料的实验相比,加入同化实验对台风“天鸽”的风场、500 hPa气压场的分析效果有所提高,台风气旋性环流加强,并进一步改进了对台风“天鸽”的路径、台风中心最低气压和近中心最大风速的预报。平均路径误差和降水预报相对于常规观测变量的均方根误差均有所改善。     

WRF Hybrid方法同化HY-2A散射计风资料在台风“菲特”预报中的应用

选取台风"菲特"(Fitow,201323)临近登陆过程为试验个例,在WRF模式基础上,采用4种不同的初始化方案,对台风"菲特"进行了72 h预报试验,并分析了模式的初始化对预报效果的影响。试验结果表明,对于台风路径的预报,使用集合平均作为初始场进行预报,预报结果相对直接使用GFS资料作为初始场进行预报的结果有明显改善,使用3DVAR同化方法,将HY-2A卫星散射计风场资料同化到集合平均的初始场中,台风路径预报进一步有所改善,而使用Hybrid同化方法将HY-2A卫星散射计风场资料同化到集合平均的初始场中,台风路径进而又有明显改善;但是在台风强度方面的预报,4种初始化方案效果不相上下。     

影响渤海台风的初步分析

本文根据1884-1986年的台风资料,分析和讨论了影响渤海台风的三条基本路径以及相应的不同环流特征。 指出影响渤海台风的严重程度应视其路径、强度和四周环境而定。 给出了不同路径下影响渤、黄海大风模式特点,同时还给出了波浪分布和台风灾情的实际情况。这对于这一地区的台风预报、工程设计以及制定防范措施都是非常有用的。     

两个相似路径台风造成山东降水明显差异的成因分析

利用常规气象资料、自动气象站资料、气象卫星资料及NCEP FNL 1°×1°再分析资料对以相似路径影响山东的登陆北上类台风“利奇马”（1909）和“桃芝”（0108）进行对比分析,得到以下主要结论：1）暴雨分布特征和强度与热带气旋位置存在显著差异。2）中纬度台风暴雨比较复杂,台风降水地形增幅作用尽管明显,但主要与台风结构和强度差异有关。3）小时最大雨量与台风强弱没有必然联系,强降水维持时间长短是“利奇马”与“桃芝”累计降水有较大差别的重要因素。4）环流形势的显著差异是导致两个台风影响山东时间、降水明显不同的一个重要原因。5）“利奇马”和“桃芝”降水水汽输送条件差异是降水分布存在明显差异的重要因素,动力条件也存在明显差异。6）对流有效位能(convective available potential energy,CAPE)在两次台风暴雨中反应效果不同。     

0716号超强台风“罗莎”登陆前后的特殊路径分析

0716号超强台风“罗莎”是建国以来登陆浙闽交界最晚的一个台风．它经我国台湾岛东北侧打一个圈后登岛,然后在台湾海峡北上,于浙闽交界处登陆,沿温州海岸线缓慢北上后再次入海．“罗莎”的特殊路径一方面与台风附近物理量场分布有关,另一方面可能与全球气候变暖趋势的背景有关．本文分析发现0716号超强台风“罗莎”登陆大陆前后,其附近中低层的物理量场分布对移动路径有密切关系;美国NCEP再分析资料提供的很多物理量如温度、湿度、垂直速度等热力和动力要素对台风未来移动的路径有指示作用;多普勒雷达径向速度演变趋势对台风的短时移动路径预报也有很好的指导意义．     

影响厦门天气的早台风

本文对影响厦门天气的早台风分别进行风路径分型、环流特征分析及台风天气分析，最后建立诊断预报模式。     

2006年台风“碧利斯”与“格美”的降水差异性比较

对2006年7月登陆,西移影响粤东的路径相似、降水过程强度和范围不同的2次台风过程,从环流形势,台风环流本身、结构以及降水性质等方面进行了对比分析.结果表明,"碧利斯"的降水是一典型的和西南季风相结合的降水,而"格美"的降水仅仅是台风本身环流的降水.同时发现两者在登陆2 d内500 hPa平均高度场、水汽通量垂直剖面图,水汽输送时间序列图上均有显著差异.指出水汽输送的强弱,决定了登陆台风的维持时间和降雨强度.