斜压涡旋中的通风气流与热带气旋移动的关系

应用准地转斜压模式数值模拟了热带气旋的移动。将热带气旋的流场分解为轴对称分量和非对称分量，研究非对称流场中的通风气流矢量与热带气旋移动矢量的关系。数值试验结果表明：（１）在热带气旋的非对称流场中，不但有大尺度β涡旋，而且还有小尺度涡旋。（２）小尺度涡旋与大尺度β涡旋之间的相互作用导致热带气旋移向的摆动和移速的振荡。（３）应用Ｆｉｏｒｉｎｏ和Ｅｌｓｂｅｒｒｙ的方法计算的通风气流矢量与热带气旋移动矢量有很大偏差。（４）应用改进的方法计算的通风气流矢量与热带气旋移动矢量相关密切。     

非对称环流的细致结构与台风路径的摆动

应用准地转三层斜压模式数值模拟热带气旋的移动，详细分析热带气旋非对称环流的三度空间结构及其与热带气旋移动的关系。结果表明：非线性涡度平流与线性β项相结合不但可以产生大尺度β涡旋对，而且还可产生小尺度涡旋对；这两种不同尺度的非对称涡旋不断相互作用，导致热带旋移速的振荡和移向的摆动。     

2009—2015年ECMWF热带气旋集合预报的检验及分析

本文从四个方面检验分析了ECMWF 2009—2015年西北太平洋热带气旋集合平均预报性能。结果表明：集合预报对路径的预测能力逐年提高,对强度预报整体偏弱。随着热带气旋强度增强,集合预报对移速和移向的预测能力提高,而移向预报偏左、移速预报偏慢、强度预测偏弱的现象较明显。将影响热带气旋的引导气流分为偏强、中等、偏弱三类,引导气流偏弱时热带气旋移动偏慢,因此移向预报的不确定性大;而引导气流偏强时热带气旋移向明确,只是移速预报不稳定。进入南海的三类路径热带气旋,集合预报对西行、西北行两类的移速、移向预报效果较好,而西行后北折的预报较差,在热带气旋北折前,移向预报发散度很大,向北转折后移向趋于稳定,移速预报的误差相对较大。这几种情形的检验结果,在热带气旋集合预报的业务应用中值得注意。     

β涡旋的垂直结构及其对热带气旋移动的影响

应用准地转斜压模式数值模拟热带气旋的移动，分析大尺度β涡旋的水平和垂直结构及其对热带气旋移动的。研究结果表明，两β涡旋之间的准均匀流（通风气流）仍然与热带气旋的运动相关。     

热带气旋逆时针打转物理机制的研究

应用一个无基本气流的准地转斜压模式数值模拟热带气旋逆时针打转运动。分析结果表明：对称气流对非对称涡度的平流引起非对称流场中的小尺度涡旋和通风气流逆时针旋转；旋转的通风气流引导热带气旋作逆时针打转运动。     

热带气旋的水平尺度对其移动的影响

应用无基本气流的无辐无正压模式研究热带气旋的水平尺度对其移动的影响,水平尺度较小的（较大的）热带气旋向西北偏北（西北偏西）移动,水平尺度较小的（较大的）热带气旋使其大尺度β涡旋逆时针旋转一个较小的（较大的）角度αｉ。热带气旋的移向θｃ与角度αｉ有关,即θｃ≈３６０°－αｉ。因此,热带气旋的移向随其水平尺度的增大而逆时针向偏转。     

两个移速快、强度强、路径相似的台风过程分析

0814强台风"HAGUPIT"和9615台风"SALLY"具有移速快、强度强、路径相似的特点,通过分析得出,500 hPa不断加强的大陆副热带高压,南侧偏东引导气流加强,使热带气旋移速不断加快,而且与热带气旋同向移动增强的副热带高压,使其移速更快。越赤道气流增强和维持,给热带气旋不断输送能量,对流层高层强辐散,弱纬向风垂直切变都有利于热带气旋显著加强和维持。     

9403号热带气旋综合分析

从天气形势、能量场的角度分析９４０３号热带气旋移动路径发生转向的原因有：（１）冷空气西路南下，阻止热带气旋向西移动；（２）高空槽东移、副高减弱东撤、引导气流发生变化；（３）热带气旋沿高能轴（舌）移动。造成玉林地区出现大暴雨的主要原因是：（１）热带气旋中心从玉林地区经过；（２）出现了典型的北槽南台的形势；（３）偏北、偏东、偏西南气流的强辐合；（４）热带气旋移速慢。     

双热带气旋相互作用的研究

采用无基本气流的无辐散正压模式模拟了双热带气旋的运动。应用非对称理论研究了双热带气旋的相互作用。双热带气旋中的每个热带气旋主要由通过其中心的非对称气流（即通风气流）作用而移动。这股非对称气流是由其自身的线性和非线性效应产生的非对称涡旋与其配对热带气旋形成的非对称涡旋相叠加而引起的。     

华东沿海地形对登陆热带气旋运动影响的理想数值研究

利用中尺度数值模式设计一组高分辨率理想试验,采用位涡趋势方法定量诊断分析热带气旋在登陆我国华东沿海地形时,其运动发生的精细化变化以及不同因子的贡献。结果表明,平地的存在使得登陆热带气旋移速相对更快,当华东沿海地形存在时,热带气旋移速显著增大,这种增速现象主要是由于平地和地形所引起的非对称气流以及相应的引导气流变化所致,这很可能是导致预报路径误差的一个重要原因。平地试验中,陆地在热带气旋低层激发出中小尺度的非对称气流,与之不同的是,实际地形的加入激发出更大尺度并且更强的非对称偏南气流。位涡趋势方法的诊断结果表明,非引导效应总体而言对热带气旋运动贡献较小,这是因为这些因子相互抵消,但在不同的垂直层次上,不同的非引导因子贡献存在明显的差异。     

一段计算台风移向移速的程序

在热带气旋预报服务中，常常遇到要计算从一点到另一点的方向和距离（或移速）的问题。例如，热带气旋用at的时间从点从中（A）移到点B，其移动的距离是多少，移向移速又是多少？又如，热带气旋位于点，为海上作业平台提供服务的预报员又如何能准确说出其位于作业点的什么方位，距离多少公里呢？国家气象局天气预报警报管理司1991年5月制定的（台风业务服务规定）附件6－2“台风（热带风暴）定位和预报质量评定办法”中给出了评定热带气旋定位或预报位置误差和方向误差的计算公式。计算位置误差R的公式为：这里a—637Ibm，地球半径。方向…     

热带西南季风对0214号热带气旋“黄蜂”的影响

采用中国数值预报创新基地最新开发的三维变分同化系统(Grapes 3DVAR)的分析场为模式初值场,利用广州热带海洋气象研究所开发的南海热带气旋业务预报模式,在模拟试验(控制试验)的基础上,对强、弱热带西南季风作对比试验(异常试验)研究.试验结果表明除环境引导气流外,"黄蜂"偏心结构变化引起的偏心运动变化对热带气旋移向、移速的变化起了一定的作用;西南季风对热带气旋"黄蜂"的动力结构、热力结构和移动路径都有一定的影响;热带西南季风通过改变热带气旋的不对称结构和削弱副热带高压西侧这两个途径,造成热带气旋路径右偏.     

热带气旋运动曲率的数学模型与路径异常的月尖突变判据

采用运动曲率数学模型，研究热带气旋异常路径的成因，得到的主要结果是：热带气旋路径曲率及其变化与科氏力参数、环境场气压分布、热带气旋的移速及涡旋动力结构、下垫面摩擦力等因子有关；当各类影响因子渐变至满足月尖突变判据时，出现演变曲线的折叠区，随着外源参数变化，一旦解移出折叠区，热带气旋便可发生移间突变，出现各类异常轨迹。     

热带气旋结构对其运动的影响

我们采用无辐散正压数值模式,在无基本气流的条件下研究了热带气旋结构对其运动的一些作用。正如 DeMaria 先前所指出的,初始最大风速对涡旋轨迹影响甚微。与β效应相联系的涡旋移动十分敏感地依赖于离中心300至1000km 范围内的气流强度。如果此圆环内的气流气旋性加强,则涡旋轨迹也会气旋性地转向,在北半球其移动更偏向于西。通过分解出对称和不对称环流,我们讨论了β漂移的动力学。对称气流经历了最大风速稍微减弱和在600km 以外激发出一反气旋环流的过程。不对称环流由方位1波环流所支配,中心东侧有一反气旋环流圈,西侧有一气旋性环流圈,两环流圈之间有一近于均匀的,尺度较宽的通风气流。涡旋移动的速度和方向几乎等同于该通风气流在涡旋内有显著气旋性环流区域上的平均值。模式流函数趋势方程的分析证实,线性β项导致初始不对称环流圈的形成。对称涡旋气流平流不对称环流,这一非线性项使两环流圈之间的内部区域发生扭曲,并使通风气流的方向由向北演变成向西北。由于该项几乎与线性β强迫相平衡,所以流函数时间趋势(及涡旋移动)主要由通风气流平流对称涡旋这一项决定。     

用红外云图估算热带气旋短时雨量

以热带气旋降水云区的云顶亮温和1小时云顶亮温差为BP人工神经网络的输入层，以实况1小时的雨量为人工神经网络的输出层，建立了4类人工神经网络预报模型，分别为点模型、线模型、小面模型和大面模型。通过大量的人工神经网络试报表明小面模型能较好地抓住热带气旋红外云图中的主要降水影响因子（移向、移速、云顶亮温、发展率、云顶亮温梯度），具有“过拟合”现象低、泛化性能高、预报能力强等特点。     

热带气旋移速的预报

主要用统计方法热带气旋本身的要素（位置、近中心最低气压、移速等）与热带气多速的相关性，用前期的中心气压、位置、移速等作为因子并热带气旋数值预报产品建立移速预报的逐步回归方程。     

广东近海台风路径异常的统计特征

对1949~2000年的52年间在广东沿海近岸转折或沿海岸移动的热带气旋异常路径进行了统计分析，同时还研究了广东沿海的地形特征。结果发现，转折点 (或靠岸点) 主要集中在有明显山脉地形的区域，同时靠岸前热带气旋有移速减慢的特征。另外还发现，转折前强度越强，则转折点离岸越近；靠岸前平均移速越小，则转折角度越大；靠岸前强度越强，则其沿海岸移动所需入射角越小。     

武陵山区一次暖区强降水触发和维持机制分析

利用自动站观测资料、多普勒雷达资料、ERA5 0.25 °×0.25 °再分析资料及WRF数值模拟资料，对2018年5月19—20日发生在重庆武陵山区一次暖区暴雨过程中尺度环境条件及中小尺度对流系统演变、触发和维持机制等进行分析。结果表明:（1）此次过程无明显冷空气强迫，斜压性弱，边界层高温高湿，对流层中下层存在明显条件不稳定层结；（2）石桥强降水中小尺度对流系统演变主要有3个阶段:分散对流组织成东西向带状对流、带状对流断裂后雨团准静止维持、东北-西南向带状对流快速重建；（3）沿武陵山脉分布的边界层辐合线触发雷暴发生，强回波单体沿辐合线移动和加强，形成“列车效应”；（4）石桥东部山顶雷暴冷池出流下山，与环境暖湿气流和地形作用共同维持石桥强降水；（5）山区地形对降水有重要影响，近地面偏东风与石桥西部山体相互作用形成局地气旋性小涡旋触发降水，而受到石桥东部山体阻挡作用，地形性涡旋移速变慢，利于强降水维持。      

热带气旋生成过程的中尺度涡旋活动数值模拟

热带气旋生成过程中包含不同尺度环流及其相互作用。为此,本文将热带气旋生成数值模拟的起点提前到模拟中尺度涡旋(MCV)的生成,从而利用高分辨率数值试验结果,对热带气旋过程中的不同尺度涡旋活动进行分析。模式首先模拟了季风涡旋的东南侧增强的西南气流中出现低形变旋转性扰动,随着扰动的旋转性增强,中层出现水平尺度为200 km左右的MCV。在扰动区内的不同高度上还发现10~20 km尺度不等的中γ气旋性涡旋扰动,其中部分涡旋扰动具有热塔的特征,中γ气旋性涡旋扰动在MCV的旋转环境内不断组织化,低层气旋性涡旋扰动的分布比中层更加集中。模拟表明这些较小尺度的气旋性中尺度涡旋扰动对热带气旋的生成有重要作用。     

热带气旋运动的动力学研究进展

热带气旋运动是由各种形式的外部强迫、内部过程及其相互作用所决定的。特别是环境气流与气旋环流以及β效应之间的相互作用可以产生次级的非对称气流,使热带气旋偏离大尺度环境气流的引导。这种偏差,被称为广义的β漂移。本文讨论了控制β漂移的物理因子和物理过程,尤其是涡旋结构与环境气流切变对它的影响,以及β漂移在热带气旋路径预报上的应用。另外,还总结了双台风相互作用、热带气旋摆动和与下垫面强迫有关的物理过程的影响。