台风暴雨落区研究综述

台风暴雨最重要的两个因素是雨强和降雨分布,后者即为暴雨的落区。影响台风暴雨落区的因子主要有3个：1）台风涡旋内部结构;2）台风周围环境大气影响;3）台风下垫面强迫作用。本文对这3类因子的作用和影响作了总结。台风暴雨可分为台风环流内的暴雨和台风环流之外的暴雨两大类。本文把台风环流内的暴雨概括为5个落区,包括眼壁暴雨、螺旋雨带暴雨、小涡暴雨、倒槽暴雨、切变暴雨。把台风环流之外的暴雨分为台前飑线暴雨、远距离暴雨和变性下游效应暴雨。地形可能会改变两类暴雨的强度和落区。本文对每一个落区的暴雨特点和形成机理作了总结,对台风暴雨业务预报有一定的参考价值。     

用SMAT建立台风暴雨预报模型的试验研究

台风暴雨的灾害性天气预报是科研与业务都特别关注的问题,因此其预报技术方法的研究显得尤为必要.采用综合多级相似预报技术(简记为SMAT),对"浙东南沿海"区域台风过程所引发的暴雨天气进行研究.该技术利用数值模拟结果对样本间的相似程度进行描述,同时将描述样本相似程度的物理量由单因子拓展为因子组合.通过对13年间历史资料的试验,得出了台风暴雨预报模型(SMAT-Ty-phoon).详细介绍了该模型的试验过程和试验结果,给出了重要试验数据参数.台风暴雨的相似试验结果显示,建模时的CSI(forecast successful index)高于0.7,且漏报率为0.在试报阶段,CSI也能保持在0.45以上.此外,台风暴雨预报模型的准确率(0.72)和漏报率(0.26)与业界同行相比,也具有一定优势.在引进数值产品和多因子求相似技术后,试验结果证明SMAT具有较强的平均预报能力,说明了所得到的台风暴雨预报模型是有优势的.最后,通过对试验的分析,得出了对当地台风暴雨发生可能起重要作用的一些物理量,对于这些指标,预报员在业务预报中应给予足够考虑;同时也给出了在做类似相似试验中关键区和相似因子选取时的一些建议.     

新乡市台风低压暴雨预报系统

利用1986～1996年新乡站历史气象资料,分析了产生新乡台风低压暴雨的登陆台风路径,选择了预报因子,建立了新乡市台风低压暴雨预报系统.     

广西台风暴雨预报专家系统

台风暴雨是广西需要认真对待的预报服务课题之一,它是多种尺度天气系统相互作用的结果。台风环流与冷空气、西南季风以及副高南落西伸等的天气尺度系统的相互作用是形成广西台风大暴雨,特大暴雨的天气背景、广西台风暴雨预报专家系统的知识库广泛采集预报经验和预报因子,归纳成环境知识、核心知识和生成知识三大部份,概述了各部份知识的含义及功能。     

台风外围暴雨成因及其增幅的一种动力学机理

通过对9216号台风外围暴雨的诊断分析，发现暴雨是由低层低压气旋流场系统、与高层高压反气刻流场系统以及深厚的饱和湿度层所组成的一种高层抽吸作用所形成。暴雨的增幅原因，是通过台风和东风波系统与风带的低涡低槽系统合并加深后，导致暴雨区上空暖平流因子增强和高层抽吸作用增强所开。最后对预报和研究这类暴雨提出了几点看法。     

利用动力相似法作梧州地区台风暴雨短期预报

首先计算在台风暴雨出现前24小时，25个探空站相应的24个物理量场，利用相关分析，筛选出能较好地反映暴雨天气系统的物理量场，并用动力相似法作出24小时台风暴雨落区预报。最后用动力因子作出逐步回归预报方程来比较效果。     

急流与台风暴雨

我国最大的暴雨多与台风有关,并常造成灾害。但是,适时适量的台风降水也常给农业生产带来很大好处。所以台风暴雨始终是我国沿海地区气象台站十分关心的重大预报课题之一。根据我国天气工作者的经验,在做台风降水预报时,要着重分析两类不同性质的环流和系统的相互作用:即(1)台风环流与四周环流的相互作用;(2)台风内部不同尺度系统的相互作用^[1]。本文的研究表明，台风外围的偏南风急流是参与这种相互作用的重要环流系统之一。它关系到水汽供应是否被切断;环境是否对辐合上升运动产生有利作用;层结的位势不稳定是否加强等等，从而直接影响着合风暴雨的形成。     

新乡市台风低压暴雨预报系统

利用1986-1996年新乡站历史气象资料，分析了产生新乡台风低压暴雨的登陆台湾风路径，选择了预报因子，建立了新乡市台风低压暴雨预报系统。     

9711号、8509号两个台风的成功预报及对两个台风天气相似点的分析

本文在对9711号和8509号两个台风暴雨成功预报的基础上,对两个台风时空尺度相似,路径相似,环流背景相似进行分析,总结出有益于台风暴雨预报的相似特征和着眼点。     

近年影响桂林的台风暴雨动力热力特征及日本数值预报产品检验

对近年造成桂林台风暴雨的大中尺度环流背景形势作了分析,着重对比分析了尤特和黄蜂台风暴雨的热力、动力特征,对比结果表明:高空槽云系与台风倒槽云系叠加造成的暴雨远比单纯的台风环流造成的暴雨严重,说明中低纬天气系统的相互作用能造成暴雨的增幅。同时检验了日本数值预报产品对台风暴雨预报能力,结果表明:日本数值预报产品对台风环流本身造成暴雨有较好预报能力。     

集合动力因子对登陆台风“莫拉克”(0908)暴雨 落区的诊断与预报研究

“莫拉克”是2009年登陆我国热带气旋中影响范围最广、造成损失最大的台风.“莫拉克”带来的强降水导致台湾南部发生50年来最严重的水灾,福建、浙江等省的部分站点过程雨量超过50年一遇.因此,在台风暴雨(强降水)预报中,能否准确把握其落区就显得尤为重要.本文首先利用中尺度非静力数值模式WRF对台风“莫拉克”进行高分辨率数值模拟(三层嵌套,最高分辨率为2 km).模式较好地再现了台风中心的移动路径、强度;模拟的降水分布区域与实况也较为相符.利用再分析资料及模拟的高分辨率资料对暴雨成因进行诊断分析,表明造成此次强降水过程的水汽主要由西南季风输送,并且垂直运动旺盛,贯穿整个对流层.根据集合动力因子预报方法,运用广义湿位温、对流涡度矢量垂直分量及水汽散度通量对暴雨落区进行了诊断和预报,发现广义湿位温等值线的“漏斗状”区域与暴雨落区对应关系显著;基于NCEP-GFS每日四次的预报场资料,利用对流涡度矢量和水汽散度通量做出的降水落区预报表明,二者对降水落区均有一定的指示意义.强降水主要位于对流层中低层对流涡度矢量垂直积分量的梯度大值区附近,其时间演变与观测降水的演变具有相当高的一致性;水汽通量散度抓住了垂直运动和水汽散度这两个引发暴雨的关键因子,对降水的发生范围和强降水极值中心的判断更为准确.这三个动力因子都可以为“莫拉克”台风暴雨(强降水)落区提供信号,对台风暴雨落区具有一定的诊断和预报意义.     

近年影响桂林的台风暴雨动力热力特征及日本数值预报产品检验

对近年造成桂林台风暴雨的大中尺度环流背景形势作了分析，着重对比分析了尤特和黄蜂台风暴雨的热力、动力特征，对比结果表明：高空槽云系与台风倒槽云系叠加造成的暴雨远比单纯的台风环流造成的暴雨严重，说明中低纬天气系统的相互作用能造成暴雨的增幅。同时检验了日本数值预报产品对台风暴雨预报能力，结果表明：日本数值预报产品对台风环流本身造成暴雨有较好预报能力。     

“麦莎”远距离台风暴雨的排熵指数分析

对2005年8月5日山东省一次远距离台风暴雨过程进行了诊断分析。从引起远距离台风暴雨的几个因素,分析此次山东地区强降水过程与台风“麦莎”及中纬度西风带系统的关系,判别台风暴雨的类型;应用耗散结构理论,分析了排熵指数与远距离台风暴雨区的关系。结果表明：该次暴雨过程是在远距离台风（0509号“麦莎”台风）和西风槽相互作用下产生的;非纬向的高、低空急流对本次暴雨过程起着重要作用;负熵变区（IRE〈0）对应着暴雨区,负熵变区的汇合反映远距离台风暴雨的落区,排熵指数对远距离台风暴雨分析预报有一定的指示作用。     

临安暴雨季节特征及成因分析

统计整理了临安区2001—2016年出现的暴雨过程,对其天气形势、物理量场进行了统计分析,形成可供预报参考的指标体系。结果表明:1)夏季出现暴雨雨日最多,春秋季节次之,冬季最少; 6月暴雨雨日为全年最多,7月和8月次之,1月和2月无暴雨发生;梅雨和台风对临安的年降水量有巨大贡献。2)台风暴雨主要分布在夏秋季,夏季的台风暴雨主要是由于台风环流直接影响所致,而秋季的台风暴雨主要是台风环流和冷空气相互作用导致。3)春季低空切变和地面倒槽是引发暴雨最重要的影响系统;夏季各月的主要影响系统存在较大的差别;秋季的暴雨主要是台风造成。4)比湿和可降水量条件夏秋季整体较好;水汽通量条件秋季最好,夏季次之,春季最差,垂直运动条件秋季最强,春夏季次之且差别较小;暴雨强度越强,水汽通量和垂直运动条件越好。日常预报中可通过四分位数表格的查询,对暴雨和强暴雨的预报提供参考指标。     

台风苏迪罗登陆次日分散性暴雨成因及预报着眼点

利用常规气象观测,卫星、雷达资料,数值模式和中央气象台定量降水预报数据以及FNL分析数据等对台风苏迪罗的定量降水预报进行检验,探讨台风登陆次日分散性暴雨成因和预报着眼点。苏迪罗登陆次日,暴雨分布相对较分散,各家数值模式对其把握均较差。NMC的24 h定量降水预报虽在模式基础上有较好订正,但仍存在明显的暴雨空、漏报现象:暴雨落区预报较实况偏南,导致南侧空报、北侧漏报。受环境场和台风非对称结构影响,强降水产生的有利动力、水汽条件均位于台风北侧和东部沿海地区。台风东北象限对流层低层存在两条强辐合带,其间为降水较弱的弱辐散和下沉运动区。预报员对台风结构的非对称性及风场的非均匀性把握不足,对台风中心附近和两条辐合带间的弱降水区预报偏强,造成暴雨空报。在地形作用下,浙江沿海不断有强降水产生,随后沿切线方向发展为螺旋雨带并逐渐北扩。预报员对地形不断强迫作用下降水沿螺旋雨带的发展及向外围的扩散没有预期,导致浙江北部暴雨漏报。台风登陆次日分散性暴雨的预报着眼点包括:台风非对称性、风场非均匀性、螺旋雨带发展及地形作用等。非对称性影响较大尺度的降水落区;低层风场非均匀的辐合带及急流分布则引起螺旋雨带的发展、演变,决定了台风的精细强降水落区。除地形对局地降水具有增幅作用外,强降水沿螺旋雨带的发展还会对下游地区产生影响。     

湖南台风暴雨的特征及其预报

本文对建国以来历年影响湖南省的台风暴雨过程作了比较系统的分析总结。着重研究了影响湖南的台风路径、暴雨等问题,并对台风的气候规律和环流分型、暴雨特点以及统计预报和相似预报结果等都进行了分析研究。在此基础上建立了湖南省台风暴雨预报业务系统,使用效果良好。     

“7.21” 暴雨过程动力因子分析和预报研究

针对2012年7月21～22日发生在我国华北地区的暴雨过程,利用美国全球预报系统资料对湿热力平流参数、对流涡度矢量的垂直分量、热力波作用密度、热力位涡波作用密度、热力位势散度波作用密度和湿斜压涡度等动力因子进行计算和诊断分析,结果表明,该暴雨过程是由高、低空急流、高空槽、副热带高压、冷锋和辐合切变线等多个天气系统共同作用造成的。降水区具有垂直上升运动强烈,垂直热量输送明显,湿等熵面向下伸展和水平风垂直切变显著等动、热力学特征。湿热力平流参数等动力因子综合反映了上述动、热力垂直结构特征,因而与6小时观测降水的发展移动有一定相关性。全球预报系统48小时预报的动力因子高值区在走向和落区上与6小时观测降水区比较接近,代表动力因子对降水落区有一定的指示意义。利用全球预报系统的预报场资料对动力因子暴雨预报方程进行计算,结果表明,在降水中心位置预报方面,动力因子降水预报比全球预报系统本身的降水预报更接近观测实况。ETS（Equitable Threat Score）评分计算表明,对于降水的早期预报,动力因子降水预报评分略高于全球预报系统本身的降水预报评分,说明动力因子暴雨预报方程有一定的降水预报能力,可以应用到实际天气业务预报中。     

吉林省暴雨客观预报业务系统应用效果检验分析

本文依托气象行业专项GYHY200906011“华北、东北暴雨发生发展特点及预报技术研究”项目及相关课题研制的“多模式变权集成预报业务系统”和“吉林省暴雨物理量诊断客观集成预报业务系统”,对2010年-2012年6—8月、2013年6—7月的区域暴雨过程预报进行了检验分析,结果表明：两系统对暴雨预报均有较好的指示意义,其中“多模式变权集成预报业务系统”空报率较低,“吉林省暴雨物理量诊断及客观集成预报业务系统”漏报率较低。从暴雨的影响系统来看,两种客观的暴雨预报方法对台风暴雨预报效果最好,副高后部暴雨次之,冷涡暴雨预报误差与前两系统相比稍差些。     

“7.21”暴雨过程动力因子分析和预报研究

针对2012年7月21~22日发生在我国华北地区的暴雨过程,利用美国全球预报系统资料对湿热力平流参数、对流涡度矢量的垂直分量、热力波作用密度、热力位涡波作用密度、热力位势散度波作用密度和湿斜压涡度等动力因子进行计算和诊断分析,结果表明,该暴雨过程是由高、低空急流、高空槽、副热带高压、冷锋和辐合切变线等多个天气系统共同作用造成的。降水区具有垂直上升运动强烈,垂直热量输送明显,湿等熵面向下伸展和水平风垂直切变显著等动、热力学特征。湿热力平流参数等动力因子综合反映了上述动、热力垂直结构特征,因而与6小时观测降水的发展移动有一定相关性。全球预报系统48小时预报的动力因子高值区在走向和落区上与6小时观测降水区比较接近,代表动力因子对降水落区有一定的指示意义。利用全球预报系统的预报场资料对动力因子暴雨预报方程进行计算,结果表明,在降水中心位置预报方面,动力因子降水预报比全球预报系统本身的降水预报更接近观测实况。ETS(Equitable Threat Score)评分计算表明,对于降水的早期预报,动力因子降水预报评分略高于全球预报系统本身的降水预报评分,说明动力因子暴雨预报方程有一定的降水预报能力,可以应用到实际天气业务预报中。     

台风暴雨预报的经验分析和计算

思路 面对台风预报新的理论和方法一时难以推广,老的方法又不断被淘汰的现状,本文基于台风降水主要由台风和它周围流场的运动携带而来的认识,立足现有天气资料,利用台风探测报告,抓住下面三个方面的降水:即台风本身的降水(以R_T记号表示之);周围高值区与台风低值区构成的辐合带的降水(以R_Z表示);以及西风带系统南下和台风环流迭加造成的降水(以R_W表示)。来解决台风的暴雨预报问题。台风暴雨可用算式表示为: