孟加拉湾风暴对高原地区降水的影响

利用卫星遥感数据TRMM(3B42)与地面观测数据变分订正后的降水量资料、TBB资料、NCEP/NCAR再分析资料,对1998 2010年25个孟加拉湾风暴的登陆路径、强度、冷空气入侵及大气季节变化对高原地区降水的影响进行了分类统计分析,结果表明:(1)孟加拉湾风暴是造成高原地区降水的重要天气系统,最活跃的时段集中在5月和10 11月,对高原地区的影响主要以降水为主;(2)在孟加拉湾风暴登陆的3条路径中,东北路径对云贵高原和青藏高原东南部地区影响最大,西北路径登陆风暴主要影响青藏高原南部地区,偏西路径登陆风暴对高原地区影响最小;(3)东北路径登陆风暴,热带风暴强度比飓风强度给高原地区带来更强的降水,而西北路径飓风强度风暴的影响较大;(4)当东北路径孟加拉湾风暴与云贵高原地区冷空气相遇时,其降水量比无冷空气配合时大2个等级;(5)孟加拉湾风暴活动时段存在5月和10 11月两个峰值,因季节性的大气环流(引导气流)和水汽输送(强弱)以及热带气旋生成基本条件的不同,导致了高原地区降水程度的差异。     

飓风预报的进展及其有关的问题

飓风警报和防灾措施,是根据天气预报和海洋预报这两个紧密相关的系统作出的。飓风造成的生命财产的损失,大部分是由于风暴海浪引起的沿海涨水造成的。图1是根据合理的数值模式用机器绘出的风暴浪高廓线,它是用从海岸线向海面仔细绘制的水深图(这些数据贮存在纸带内),加进当时飓风的特征——范围、强度和     

热带风暴有时会给后续风暴“充电”

2018年,热带风暴联合一股高温热浪提高了后续飓风的强度——随着地球变暖,这种“风暴燃料”的情景也会逐渐频繁上演。这次飓风季己经被记入史册。此次飓风季的第25个被命名的飓风“德尔塔(Delta)”正在步步逼近于已经遭受重创的墨西哥海湾(Gulf Coast),然而此次飓风季还有几周才到尾声。在气候变暖的背景下,墨西哥湾的高温海水对飓风“德尔塔”进行“燃料超能补充”的这种情况正变得越发平常,正因为这些因素的组合使得快速发展的强风暴变得更加危险。     

“Hurricane Hunter”装载特种地面风探测仪

美国的“Hurricane Hunter”（飓风猎人）机群首次全部安装了特种测风仪器。这些飞机可以穿越飓风飞行,可获得飓风内部地面风资料。这些资料可使NOAA国家飓风中心的预报员更好地了解强风暴的强度与影响范围。每当飓风威胁海岸地区时,天气预报人员和应急管理人员关心的是地面风的强度。这些装备能提供实时测风资料,这些资料能改进人们预测风暴强度变化的能力。     

强垂直风切变环境下对流单体对飓风强度的影响

利用高分辨率模式输出资料,诊断分析强垂直风切变环境下飓风Bonnie(1998)中风暴相对螺旋度的分布特征,再现了Molinari等(2008)利用下投式探空仪获得的该飓风内部风暴相对螺旋度的离散观测结果。通过对比不同垂直风切变环境下,不同区域风暴的相对螺旋度、对流有效位能及风速的水平分布,揭示出与高值风暴相对螺旋度相联系的强对流单体的分布与环境垂直风切变的密切联系。基于风暴相对螺旋度和对流有效位能的配置分析,研究强环境垂直风切变时段,眼壁附近的深厚涡旋对流以及螺旋雨带中的小型对流单体的三维结构和演变特征。分析表明,环境垂直风切变较强时,在眼壁附近的顺切变区存在典型的深厚涡旋对流系统,这类深厚涡旋系统能够激发二级垂直环流,有利于旋转上升运动的维持,并在近眼心区域引发补偿性的干暖下沉气流,有助于飓风暖心的维持和加强;同时,螺旋雨带中也存在以涡度为特征的小型对流单体,这些对流单体随着平流不断移入飓风中心,使得飓风中心垂直涡度增加,最终导致飓风强度的增强。      

飓风Bonnie发生发展过程中的强度结构变化和惯性稳定度分析

利用MM5高分辨率数值模式模拟飓风Bonnie(1998)的资料,根据风垂直切变随时间的变化,将飓风Bonnie的发生、发展划分为3个阶段;在不同阶段中,通过分析飓风结构和强度的变化,研究其惯性稳定度的演变。结果表明,Bonnie在发生发展过程中具有很强的非对称性,并出现眼墙替换过程。在飓风结构发展中,较高的惯性稳定度发展与风暴的内核尺度发展一致;高惯性稳定度区提供抗径向运动,主要出现在主眼墙附近和内部区域,高惯性稳定度区的建立致使Rossby变形半径减小,风垂直切变影响减小,使得潜热释放集中于该区,有利于飓风加强,这是飓风内核发展的一个重要因素。     

飓风中多角形的眼壁和雨带

1.引言飓风中心通常被人们认为是在雷达屏面上出现的圆形或椭圆形的几何中心。为了揭示不同的风暴特征,例如飓风眼大小、椭圆率、回波运动和风暴运动等,许多研究者研究延时电影胶片(time-lapse film)的飓风照片。为了研究风暴路径细节和论证风暴的陀螺形的运动,需要更多的眼中心定位资料。在从地面雷达照片中收集定位资料时,作者观测到飓风眼经常既不是圆形的,也不是椭圆形,而似乎是六角形的、四方形的或三角形的。这些多角形结构虽不太完整,但其直线轮廓却是难以否认的。 2.资料和分析本文所研究的观测资料有:1)平面位置显示器(PPI)显示的16毫米和35毫米延时电影片记录,2)为计算机使用而经过数字转换的雷达反射率的     

估计热带气旋强度的一种卫星立体观测方法

1.引言在热带气旋强度的监测和预报中,最关键的问题是要求在这些风暴经常发生的海区进行观测。飓风侦察飞机收集到的资料对于测量风暴强度是相当有用的,然而,这些测量并不是总能得到的。在侦察飞机受到限制或缺乏的地区,唯一的实用测量风暴强度的方法是通过卫星观测。利用卫星资料测量热带气旋的强度有很多方法,但几乎所有的方法都有自己的弱点。为了在资料空白海区建立一种利用卫星资料测量短时间间隔内气旋强度的方法,我们需要从静止卫星探测中导出与风暴强度更直接有关的因子,这些因子使预报员可以监测发展极为迅速的风暴中强度所发生的迅速变化。随着来自两个静止扫描卫星测量云高的立体观测方法的出现(Minzer 等,1976;Hasler,1981),更直     

风垂直切变对飓风波尼（1998）结构与强度的影响

利用大西洋飓风波尼(1998)的MM5模拟资料(格点距4 km),对在风的垂直切变影响下,波尼的结构和强度变化进行了分析.在风的垂直切变影响下,波尼的垂直速度和降水场表现出了明显的1波非对称结构,这种结构与风的垂直切变的强度呈正比;逆切变一侧9-12 km高度上通风作用强烈,在破坏波尼暖心的同时,也导致了边界层中低相当位温对波尼核心的入侵,与低层通风路径相比,中层通风对波尼的破坏作用更甚,鉴于在分析时间段内,波尼所经海域平均海温变化不大,可以认为风的垂直切变主导了波尼强度变化;对波尼强度突变现象的分析发现,强度突变源于通风破坏作用的积累,当边界层中低相当位温侵入热带气旋中心的程度超过某一阈值时,气旋强度会突然减弱;其结果显示风的垂直切变造成的动力和热力效应对热带气旋强度的影响都十分重要,而后者更为直接.     

湘西北地区强冰雹的多普勒天气雷达旁瓣回波统计分析

为准确应用旁瓣回波作强冰雹预警,对湘西北地区5次强冰雹过程中9个风暴单体被观测到的159次旁瓣回波样本进行统计分析,并系统总结旁瓣回波的雷达产品图像特征和探讨影响旁瓣回波观测的主要原因,深入研究旁瓣回波随强度与空间的分布特征。结果表明:⑴产生旁瓣回波的风暴核最小反射率因子强度为60 d Bz,其强度是能否产生旁瓣回波的决定因素,强度越强,越易产生旁瓣回波且特征越明显,旁瓣回波的面积与60 dBz以上的风暴核面积和强度成正比,旁瓣回波中心强度、最大值强度与相应的风暴核最大值强度相关性分别可达0.86和0.92。(2)旁瓣回波在高度4 km左右、仰角3.4°、距离75 km左右出现频次达到峰值,风暴核回波强度的垂直分布特点是造成这种分布特征的主要影响因素。(3)旁瓣回波在270°—360°方位区间出现频次最多,具有明显的方位分布特点,强风暴单体的生成源地及其路径决定旁瓣回波的方位分布。(4)旁瓣回波分布在风暴核切向方向梯度大值区一侧,另一侧由于存在真实回波,导致旁瓣回波特征被真实回波覆盖而不易被观测到。(5)旁瓣回波特征可以作为S波段天气雷达强冰雹预报预警的充分条件。     

孟加拉湾热带风暴活动路径的客观分类

利用热带气旋路径客观分析方法,将1972—2011年间共131个孟加拉湾热带风暴的移动路径分为3类:西行(A类)、北行(B类)和西北行(C类)。类型A主要生成于孟加拉湾西南部,占全部TS的16%(21次),季节分布为单峰型,主要在秋季,有90%(18次)登陆,登陆点大部分为孟加拉湾海岸西段(85 °E以西),有5%达到2级飓风以上强度,对西藏基本没有影响;类型B主要生成于孟加拉湾中部,约占全部TS的56.6%(74次),是主要的风暴移动路径,呈双峰型季节分布,是春季TS的主要路径类型,有91%(67次)登陆,登陆点大部分为孟湾海岸中段(85～95 °E),有19%达到2级飓风以上强度,对西藏影响最大,是造成西藏强降水的主要TS路径类型;类型C主要生成于孟加拉湾南部,约占全部TS的27.5%(36次),主要形成于秋季,是冬季TS的主要路径类型,有64%(23次)登陆,大部分在西段登陆,持续时间较长,对西藏影响很小。      

常德多普勒天气雷达强雹暴三体散射统计分析

对常德及周边地区10次强雹暴过程中18个风暴单体产生的404次三体散射样本进行统计分析,并对影响三体散射观测的原因进行了详细分析。结果表明:(1)反射率因子强度是能否产生三体散射的关键因素,产生三体散射特征的最小反射率因子强度为58dBz,在此临界值之上,反射率因子强度越强,越易产生三体散射;(2)风暴核回波强度的垂直分布是三体散射出现频数在高度4km左右、仰角1.5°、距离90km左右达到峰值的主要影响因素;(3)三体散射随方位分布在180°～360°出现频数最多,风暴单体移动下风方有径向长度较长的回波区时,导致三体散射特征被覆盖,是影响三体散射观测的根本原因,风暴单体相对雷达位置和移动方向通常决定径向外侧是否有影响三体散射观测的回波;(4)三体散射回波强度与风暴径向外侧弱回波相当或强时,三体散射特征能被识别。     

冬季北半球极涡强度对北太平洋风暴轴的影响

利用美国NCEP/NCAR再分析资料和中国国家气候中心北半球极涡强度指数资料,采用相关和合成分析等方法,初步分析了北半球极涡强度对北太平洋风暴轴的影响及其可能机制。研究发现,北半球极涡与北太平洋风暴轴之间有同步的强弱变化特征,在北半球极涡强度的高(低)值年,一般对应着风暴轴强度的增强(减弱),风暴轴区域扰动动能的加大(减弱),天气尺度涡动向极和向上的热量以及西风动量输送的显著增强(减弱)。进一步分析表明,极涡的异常变化可以通过改变欧亚大陆及其下游北太平洋上空的高度场,进而改变东亚西风急流的强度以及风暴轴上游的斜压性,从而对风暴轴产生影响。     

冬季东北冷涡对北太平洋风暴轴的可能影响

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料及由吉林省气象局科研所提供的东北冷涡日历表,以1951/1952—2008/2009年58 a冬季为代表,分析了东北冷涡对北太平洋风暴轴产生的影响及其可能原因。结果表明:1)冬季东北冷涡发生天数变化与北太平洋风暴轴强弱变化呈显著的负相关关系,即当东北冷涡发生天数偏多(偏少)时,北太平洋风暴轴强度减弱(增强)。2)通过Morlet小波交叉谱分析发现,冬季东北冷涡发生天数的年际变化与北太平风暴轴强度变化存在准3 a尺度上的相关关系。3)在冬季,当东北冷涡发生天数偏多时,从东亚到西北太平洋沿岸低层温度降低,低层冷空气位于副热带急流和北太平洋风暴轴上游,且经向上处于两者之间,加之冷平流的作用,给副热带急流与北太平洋风暴轴活动区域带来了正好相反的局地斜压性的改变:副热带急流区域斜压性增加,变得强而窄,位置南压;而北太平洋风暴轴区域斜压性减小,同时由于西北太平洋区域低层温度降低,使得有利于涡动形成的波源效应减弱,风暴轴强度减弱。当东北冷涡发生天数偏少时,则反之。     

冬季北半球风暴轴的多尺度能量变化特征及其可能机制

基于1971—2016年NCEP/NCAR(美国环境预报中心和国家大气研究中心)的逐日再分析资料及NCPC(美国国家海洋和大气管理局气候预报中心)的海温、大气环流及海洋指数等资料通过多尺度能量分析(MS-EVA)等方法,把冬季北半球风暴轴看做一整体,分析了风暴轴区域多尺度的能量变化特征及其可能机制。主要结论概括如下:(1)多年气候平均状态下,风暴轴的动能来源主要表现为在风暴轴中上游先由低频尺度向天气尺度输送有效位能,随后在风暴轴主体区再由天气尺度有效位能转换为天气尺度动能,其中风暴轴西端可直接由低频尺度向天气尺度输送动能。(2)北半球三大风暴轴联合EOF结果表明:第一模态下,主要体现了北西伯利亚风暴轴与北太平洋风暴轴强度的减弱(增强),同时伴随着北大西洋风暴轴位置北抬(南压);第二模态下,主要体现了北西伯利亚风暴轴强度减弱(增强),同时北太平洋风暴轴位置北抬(南压)中东部强度增强(减弱),而北大西洋风暴轴位置南压(北抬)。(3)回归分析表明:北半球风暴轴异常在不同模态下与低频尺度环流联系密切。低频尺度波动可通过海温及西风急流等异常变化先影响风暴轴区域多尺度间的能量转换,进而影响风暴轴整体的异常变化。     

海洋与气象防灾减灾体系中社区恢复力的 评估与应用

自然灾害对于人类所造成的危害和威胁正日益加剧。导致成千上万人死亡以及数万亿美元经济损失的超级灾害频发表明人类面对自然灾害的脆弱性。脆弱性和恢复力是防灾减灾研究中的两个相关的重要概念,但迄今没有统一的定义。脆弱性是衡量一个系统受灾之后有可能受到的破坏程度,而恢复力则是衡量一个系统抵御灾害和灾后恢复的能力。受自然灾害影响的系统可分为生态系统、工程系统(房屋设施)和社会系统。对于不同的系统,恢复力有着不同的具体含义和评估方法。对于一个社区而言,恢复力包含了抗灾和灾后重建、恢复的能力。恢复力既可以描述一个社区某一时刻的状态,也可以认为是社区应对自然灾害的一个持续过程,或者两者兼而有之。不同的定义决定评估方法和评估指标的选择不同。从实用角度讲,人们更愿意将恢复力看成是一个社区应对自然灾害从灾前防御到灾后重建、应变,到应对下一次灾害的整个过程。当一个自然灾害发生后,一个社区应对灾害的脆弱性和恢复力决定是否会进一步引发自然灾难以及灾难的程度。在灾害发生以前增强恢复力、降低灾害风险,以及在灾后反思和改进今后的应对措施,进一步增强恢复力,对于社区重建的质量与速度都有着重要意义。重点评述社区恢复力的评估及其在美国防灾减灾体系中的应用,并通过飓风安德鲁(Andrew)和卡特里娜(Katrina)个例加以说明。     

CAM3.0模式中北大西洋风暴轴对“三核型”海温异常的响应

为了探究冬季(12~2月)北大西洋地区风暴轴与海温异常的关系,利用伴随AO(Arctic Oscillation)出现的"三核型"海温异常对大气环流模式CAM3.0进行强迫,将模拟结果与NCEP/NCAR再分析资料做对比,发现CAM3.0在该SSTA强迫下可以再现伴随AO异常出现的风暴轴与急流异常,结论可概括为:海温正(负)异常时,北大西洋风暴轴增强(减弱),北美急流出口区向北(向南)摆动;"三核型"海温异常作为外强迫源,可能通过2种途径影响风暴轴的强度:首先通过热力作用改变中纬度低层大气斜压性来直接影响风暴轴,其次通过影响北美急流出口区的南北摆动来间接影响风暴轴;另外,海温正(负)异常可以增强(减弱)瞬变波与基本气流之间的正反馈效应。     

近海北上热带气旋特征及对华东沿海地区影响分析

使用常规观测、FY2C卫星云图、CIMSS气象卫星云图分析、2000—2012年台风路径、NCEP再分析等资料,统计了2000年以来近海北上的热带气旋(下面统称为NTC)对华东沿海地区的风雨影响,分析了NTC的路径、强度、结构等特征,以及与华东沿海地区的风雨的关系。结果表明NTC对华东沿海地区是否有较严重风雨影响,取决于其北上路径与沿海地区距离的远近、NTC的强度和范围大小。当NTC中心距离陆地300 km,在124.5°E以西北上对华东沿海地区有较严重风雨影响,如果NTC强度在台风等级以上时会对上海产生较严重风雨影响。在125°E以东北上的NTC,强度在台风等级以下时对华东沿海地区影响较小。NTC在东海近海北上时,强台风、超强台风的强度是逐渐减弱的;较弱的台风或强热带风暴及热带风暴强度将维持或略有加强。NTC在东海近海北上时,当离沿海地区距离300 km时,结构易变得非对称。强度强和范围大的NTC结构也易变得非对称。NTC结构变得非对称后其强度将进一步减弱。随着NTC北上海温逐渐降低,在NTC西部靠近陆地其水汽条件比东部差,NTC结构会变得不对称,NTC北上到较高纬度风的垂直切变一般会变大,NTC脱离赤道辐合带后其水汽输送条件变差等等都会使较强的NTC北上后减弱。另外,NTC与所处的高低空环境相互作用也会影响其强度变化。     

加拿大飓风中心预报员工作站

在北大西洋热带天气季节（6～11月）里,平均每年会有3～4个热带气旋进人加拿大警戒区。相对冬季风暴的发生频数,气旋的数目是比较少的,但这些年来也有一些气旋造成重大的灾害,有时还有人员伤亡。在1985年飓风Gloria之前,对热带气旋的预报以及与新闻媒介的联系,是由分布在加拿大东部的各天气中心独立处理的。在Gloria之后,即于1986年成立了加拿大飓风中心（CHC）。工CHCCHC收集热带气旋信息、预报及发展,并估计其对加拿大的潜在影响。CHC的业务范围还包括与国家飓风中心（NHC）和环境加拿大天气办公室合作,向媒体发布消息、…     

西伯利亚风暴轴的气候特征及其可能维持机制

基于1959—2014年NCEP/NCAR的逐日再分析资料,首先研究了西伯利亚风暴轴各季节的气候平均特征,然后以冬季为例,利用能量诊断方程,从能量学的角度对其的可能维持机制进行了探讨,并在上述分析过程中与北半球两大洋风暴轴的特征进行了对比。结果表明:(1)西伯利亚风暴轴一年四季都独立存在,虽强度要比两大洋风暴轴的强度弱很多且位置偏北,但可以定义为一个弱风暴轴。(2)比较来看,西伯利亚风暴轴强度的季节变化与北太平洋风暴轴的季节变化类似。与两大洋风暴轴位于急流东北侧不同,冬季西伯利亚风暴轴位于东亚温带急流的西侧。(3)进一步的能量分析结果表明,与两大洋风暴轴一样,斜压不稳定的能量转换(Ke4)也是西伯利亚风暴轴区域天气尺度扰动动能的主要来源;而扰动非地转位势通量散度项(Ke3)和时间平均气流对扰动动能的平流输送项(Ke1)也是风暴轴下游发展所需的扰动动能来源之一。