浙江登陆台风的灰色灾变预测研究

根据热带气旋在浙江登陆的基本资料, 利用灰色灾变预测的原理和方法, 对台风登陆浙江的年份进行了预测研究。结果表明, 浙江未来第一、第二和第三个强台风登陆年将分别出现在2001、2004 和2008 年     

基于散射计风场数据的台风强度诊断方法——以海洋二号卫星数据为例

本文提出了一种基于散射计风场数据的台风定强方法。该方法定义了台风所在海区的一个圆形区域上的风速平均值来对台风进行定强,并使用海洋二号卫星散射计历史数据对该方法进行了验证。验证结果表明,该台风定强方法可以克服散射计反演台风风速过低的问题。与台风强度监测的历史记录比较的结果显示,在台风强度低于"强台风"这一强度等级时,该方法能够有效估算台风强度。     

灰色拓扑预测模型在初台预测中的应用

本文应用灰色系统理论，建立了南海初台的拓扑预测模型，并利用这些模型对南海初台未来十年出现日期作了预测分析，为南海台风的长期预测提供信息。     

黄、东海海洋对于台风过程的响应

强天气过程下海洋的响应是海洋环境预报的重要内容,它的研究对于防灾减灾、远洋运输、水产养殖等有积极的意义。本文中作者运用一个改进后具有模拟和预报能力的河口海洋模式ECOM-si,引入全强迫条件,对一个真实的强台风下的海洋响应进行了研究。模拟结果表明,海洋对台风过程有强烈的响应,强台风引起SST出现大幅降低,最大达5℃,其中大风抽吸和大风夹卷影响最大;大风引起的平流输送在实际情况中对海水温度、盐度的水平分布有重要影响:台风诱导海水上翻,会使得海洋的混合层明显加深,最大达20—30m;海洋在台风作用下,在上层海洋产生明显的气旋式流场,海面产生的明显下陷可达30cm,台风中心、气旋式流场中心和海面下陷中心三个位并不重合。同时在台风登陆位置附近产生风暴潮,最大增水可达0.8—1.0m,但沿海各地最大增水时间不相同。     

南海风暴潮对风场和外围海水敏感性研究

为探索来自西北太平洋台风风暴潮与南海局地生成台风风暴潮不同,本研究在假设两种台风气象条件相同情况下,研究随台风而来外围海水所形成增水对南海沿岸的影响。以0814"黑格比"强台风风暴潮为基础,使用ROMS(regional ocean modeling system)模式进行数值模拟并通过设计对比试验方法进行研究,研究发现在台风登陆时引起的增水最大,最大增水出现在台风路径右侧,其中在沿岸区域,外围海水形成增水约占总增水10%,且大约3 h后出现增水回震现象。同时,设计对比试验,研究来自西北太平洋台风风暴潮对台风路径、台风强度、台风移动速度和流入角等气象条件敏感性,并获得与前人一致的结果。     

浙江沿海超强台风作用下风暴潮增水数值分析

基于河口海岸水动力二维数值模型,建立风暴潮与天文潮耦合作用的数值模式,通过三次强台风和二次超强台风引起的风暴潮增水模拟和分析,证实该模式可用于浙江沿海增水预测.以1949年以来登陆我国大陆沿海最强的"5612"号台风作为典型的超强台风,利用本模式计算分析了超强台风在浙北至浙南5个不同地点登陆遭遇大潮时可能出现的风暴潮增水过程和最大增水,该结果对于海岸工程的防护具有实际的意义.     

埃尔-尼诺与西北太平洋台风关系的初步分析

本文对埃尔—尼诺年,埃尔—尼诺的前,后一年和非埃尔—尼诺年西北太平洋1—12月的台风个数、登陆我国的初台和终台、台风生成的地理分布等进行了统计分析。结果表明,从平均情况看,在埃尔一尼诺年,台风生成位置偏东偏南,年平均个数偏少,而强台风持续天数却较多。初台出现较晚,终告结束较早。     

威马逊台风对上海地区风暴增水的影响

本文首先介绍威马逊台风(0205号)的生成、发展和消亡过程以及该台风的特点，然后介绍了我中心发布上海市沿海风暴潮预报的有关情况，并对威马逊台风引发的特大增水成因作了分析。认为持续的东北大风和低压效应是台风增水的主要动力因素。这次台风过程末对上海市沿海造成超过警戒水位的原因是当台风位置处于有利于产生极大增水时，上海市沿海恰逢天文小潮汛(出现在低潮时)：而当天文高潮出现时，台风位置已稍偏北，不利于增水。最后作了两个推论，认为如果上海市再遇到类似的台风过程，而又恰逢天文大潮汛，或台风北上的路径再靠近大陆1个经距的话，上海市将出现超过600cm的特大潮位。     

RP图及RQA分析法在滨海浅层地下水研究中的应用

以海南东北部滨海浅层地下水的逐时水位、电导率和地表气压监测数据为基础,利用RP图和RQA分析法对地下水系统的内部动力结构进行研究,分析ε和RR的取值对地下水系统比较结果的影响,并对台风过境引发的地下水系统内部动力结构的改变进行了相应的探讨。研究结果表明:(1)ε的取值对气压子系统的影响较小,但会明显放大或缩小水位和电导率子系统之间的差异性,尤其是电导率子系统,可能导致比较结果完全相反。(2)气压和水位子系统均具有漂移和破碎两种拓扑结构,电导率子系统则以破碎结构为主,部分兼具漂移结构。(3)当台风过境并产生影响时,地表气压出现明显的极小值,而地下水位则相应的出现极大值,RP图上表现为白色带状区域的出现。带状区域的边界可能暗示了台风影响的起止时间,而区域宽度则可能表征了台风的影响时长。此外,个别电导率子系统也相应出现了白色带状区域,很有可能意味着其也受到了过境台风的影响。(4)对于地下水系统而言,其层流态总是比确定性更为显著,系统的平均可预测长度则总是大于"特定状态"的受困时间,表明基于相邻轨道进行预测会获得更长的预见期。     

Monte-Carlo模拟与经验路径模型预测台风极值风速的对比

台风是我国东南沿海区域每年发生的严重自然灾害之一。本文分别采用传统的Monte-Carlo模拟方法以及较为先进的经验路径模拟方法预测中国东南沿海区域台风的极值风速(10 m高度处10 min平均值),并对两种方法的预测结果进行了对比。本文将东南海岸线向内陆扩展约200 km的区域划分为0.25°×0.25°的网格,以每个网格点作为研究点。首先采用Monte-Carlo模拟方法产生每个研究点1 000年间的虚拟台风事件。然后采用经验路径模型方法构建了西北太平洋1 000年的热带气旋事件集,采用模拟圆方法从中提取对各个研究站点有影响的台风事件。接着采用Yan Meng风场模型计算每个研究点台风的最大风速,构成极值风速序列。最后采用极值分布模型预测每个研究点不同重现期的极值风速,并对两种不同方法预测的结果进行了对比。研究发现在研究区域的内陆侧经验路径方法预测的风速略高于Monte-Carlo模拟方法预测的结果,而在海岸沿线一带经验路径方法预测的结果略低,这主要是由两种方法构造的虚拟台风的中心压强存在差异以及模型本身的不确定性造成的。本文的研究结果可以为防灾减灾系统提供有益的参考。     

Disaster prevention design criteria for the estuarine cities: New Orleans and Shanghai The lesson from Hurricane Katrina

The accurate prediction of the typhoon （hurricane） induced extreme sea environments is very important for the coastal structure design in areas influenced by typhoon （hurricane）. In 2005 Hurricane Katrina brought a severe catastrophe in New Orleans by combined effects of hurricane induced extreme sea environments and upper flood of the Mississippi River. Like the New Orleans City, Shanghai is located at the estuarine area of the Changjiang River and the combined effect of typhoon induced extreme sea en- vironments, flood peak runoff from the Changjiang River coupled with the spring tide is the dominate factor for disaster prevention design criteria. The Poisson-nested logistic trivariate compound extreme value distribution （PNLTCEYD） is a new type of joint probability model which is proposed by compounding a discrete distribution （typhoon occurring frequency） into a continuous multivariate joint distribution （ typhoon induced extreme events）. The new model gives more reasonable predicted results for New Orleans and Shanghai disaster prevention design criteria.     

Disaster prevention design criteria for the estuarine cities:New Orleans and Shanghai The lesson from Hurricane Katrina

1Introduction IntheendofAugust2005,HurricaneKatrina assaultedAtlanticcoastandcoastofGulfofMexico coastswithamaximumwindspeedof175m/h,a bout1200peoplewerekilledinthecatastrophic storm,NewOrleanswasseriouslydamagedbythe turbulenthurricanewindandtheassociate…     

新一代区域海-气-浪耦合台风预报系统

依托国家重点基础研究（973）计划项目"上层海洋对台风的响应和调制机理研究",中国气象局上海台风研究所联合国家海洋局的相关单位,通过实施近海台风的外场观测科学试验、加强台风边界层（特别是海气相互作用）物理过程诊断分析及参数化方案等的研究,建立并改进了台风强度预报的海-气-浪耦合预报模式系统,并在此基础上发展了台风强度的集合预报技术,在历史典型台风个例和2016-2017年台汛期的业务化测试中表现出良好的预报性能。     

超强台风桑美(0608)在残涡卷入后突然增强的数值模拟

利用中国气象局整编的CMA-STI热带气旋最佳路径数据集和NCEP/NCAR再分析资料,对2006年超强台风桑美(Saomai)在我国近海的突然增强过程进行诊断分析,结果表明:在Saomai突然增强过程中,总涡度收支在高层首先开始增加,接着中层涡度开始增加并逐渐向低层伸展,当高层涡度由增大转为减小,中低层涡度都转为增大时,Saomai趋于突然增强。在Saomai突然增强过程中,在对流层中低层,涡度平流项贡献最大,这与同期活动在西太平洋洋面上Saomai西侧的热带气旋宝霞(Bopha)有密切联系。进而利用中尺度模式WRF_ARW V 3.3进行数值模拟,结果表明:在Saomai西侧,Bopha的气旋性环流并入Saomai后,Bopha减弱而Saomai突然增强,Bopha残涡(remnant)正涡度带的卷入是Saomai在我国近海突然增强的重要原因。     

台湾岛附近海洋对0908号台风“莫拉克”的响应特征

在模拟2009年登陆我国东部沿海的台风"莫拉克"的基础上,利用AVHRR/AMSR和SODA再分析数据和模拟结果,初步评估了GRAPES-ECOM海-气耦合模式(上海台风研究所基于GRAPES-TCM区域台风模式和ECOM海洋模式开发而成)模拟台风期间海洋响应的能力,并分析了台风期间台湾岛周围海域的海温、上升流、中尺度冷涡等的变化特点。分析结果表明,GRAPES-ECOM耦合模式较好地模拟了表层海温对台风的响应,与深水海洋响应比较,揭示了近海对台风响应的一些新特征:(1)在台湾以东海域,台风活动改变了黑潮海域海水的垂直运动,诱导黑潮南部沿岸上升流,而北部先于台风存在的上升流减弱,导致不同水深海温的最大降温位置都出现在路径左侧,与深海偏向路径右侧不同;(2)位于台湾岛东北面的彭佳屿冷涡因其形成与大陆架和黑潮有关,当台风在台湾以东洋面活动时,冷涡位于台风右前方,黑潮表层海水辐合流向大陆架,冷涡中心温度上升,强度减弱,当台风转折北上,冷涡位于台风东南侧,表层海水辐散,加强底层冷水上涌,从而增强了该冷涡的强度;(3)台风不仅加深了台湾海峡的混合层深度,还使得海水的垂直热力结构改变,并使整层海温趋于一致。     

基于浪潮组合的台风暴潮强度等级划分

为准确定位风暴的强弱及灾害的大小,文中提出了泊松-二维对数正态分布,并将其用于海岸地区台风暴潮致灾强度的长期预测。选取青岛地区建国以来所出现的主要台风暴潮作为观测资料,以水位和显著波高系列组成样本,进行了台风暴潮重现期的统计推算。提出了判别台风暴潮致灾强度的新标准。实例显示,新标准概念清楚,简单易行,适用于青岛地区台风暴潮的强度确定。基于新模式的风暴潮强度随机分析方法对我国其它海岸地区的防潮减灾具有参考意义。     

台风“天秤”对两种深海声道下声传播的影响

将Argo浮标资料与卫星遥感再分析数据相结合,调用基于抛物方程算法的RAM(Range-dependent Acoustic Model)模型,研究了2012年第14号台风“天秤”对不完整深海声道(3 000 m)和完整深海声道(5 500 m)两种水深条件下声传播特性的影响。结果显示:台风对海水的影响局限于表层水体,具体为混合层加厚,混合层内温度梯度接近于零,声速在混合层内正梯度分布;混合层下方一定深度的水体增温,相应的声速也增大。声源在混合层内时,主要对海表层的声传播产生影响,两种水深条件下均出现表面波导声传播模式以及泄漏模式。声源在混合层以下时,不完整深海声道条件下台风使得会聚区向着声源方向靠近;完整深海声道条件下台风对会聚区的位置影响不明显,但声波的翻转深度增加近500 m。     

三维斜压台风模式 Ⅱ.预报试验

一种斜压多重移动套网格台网模式在国家海洋环境预报中心已被应用于海洋环境预报。本文第一部分已描述了模式方程组和数值方法。本文继续概述模式网格、变分调整初始化和预报试验结果。最外粗网格域固定,内部细网格域随台风中心轨迹移动。模式中,粗细网格变量采用双向耦合。平衡方程和方程,理想台风场和变分调整方案被用于台风模式初始化。一种简单而有效的资料同化方法,即用第6h台风报和弱约束变分原理调整初始场,被应用于提高预报结果。最后本文给出预报试验结果。预报误差统计显示本模式对台风路径预报具有相当能力,而且可以提供海面风和气压场较好的预报。本模式已经与海浪模式联结,得到满意的波高预报结果。     

台风浪模拟预报中的风场比较研究

在对模拟台风浪时海浪模式常用的经验模型风场和多重嵌套中尺度气象数值模式风场的结构和时间演变特征进行对比分析的基础上,分别采用这两种风场资料,应用最新版本的第三代海浪模式SWAN对Winnie(1997)引起的台风浪进行了模拟,将模拟的有效波高与TOPEX/POSEIDON和ERS-2卫星高度计资料作了详细的对比分析。结果表明,经验模型风场对实际台风风场的刻画存在诸多缺陷,这些缺陷对于台风浪的准确模拟产生了不可忽视的影响,采用模式风场试验的模拟效果优于采用模型风场的试验。论文提出了在运用海浪模式模拟台风浪时用数值模式模拟风场替代经验模型风场的必要性。     

The study on the bottom friction and the breaking coefficient for typhoon waves in radial sand ridges—the Lanshayang Channel as an example

Owing to the interactions among the complex terrain, bottom materials, and the complicate hydrodynamics, typhoon waves show special characteristics as big waves appeared at the high water level(HWL) and small waves emerged at low and middle water levels(LWL and MWL) in radial sand ridges(RSR). It is assumed that the mud damping, sandy bed friction and wave breaking effects have a great influence on the typhoon wave propagation in this area. Under the low wave energy, a mud layer will form and transport into the shallow area, thus the mud damping effects dominate at the LWL and the MWL. And high Collins coefficient(c around 1) can be applied to computing the damping effects at the LWL and the MWL. But under the high wave energy, the bottom sediment will be stirred and suspended, and then the damping effects disappear at the HWL. Thus the varying Collins coefficient with the water level method(VCWL) is implemented into the SWAN to model the typhoon wave process in the Lanshayang Channel(LSYC) of the RSR, the observed wave data under "Winnie"("9711") typhoon was used as validation. The results show that the typhoon wave in the RSR area is able to be simulated by the VCWL method concisely, and a constant wave breaking coefficient(γ) equaling 0.78 is better for the RSR where wide tidal flats and gentle bed slopes exist.