预估偏差法集合化台风路径概率预报

基于2012—2016年发生在西北太平洋我国24 h警戒线内的所有台风资料,在预估偏差台风控制路径预报结果的基础上,统计台风控制路径预报位置与实测位置之间的预报距离误差,得到台风落入概率相对于无量纲预报误差的经验分布公式。进一步的,分偏快、偏慢、偏左、偏右对各偏离方向分别建立偏台风落入概率相对于无量纲预报误差的经验分布公式。使用该方法对2017年全年的台风进行后报,并比较落入概率预报结果与实际落入概率之间的误差,结果证明二者有较好的一致性。     

0414号台风"云娜"登陆后西折路径和陆上维持机制的诊断分析

2004年第14号台风“云娜”在浙江省温岭市石塘镇登陆,针对登陆后的两大预报难点--路径突然西折和陆上长久维持,进行了研究分析.结果表明：台风登陆后的明显西折是由于副高突然加强造成的,地面3h变压、涡度变量、东西风分量变量等物理量对短期台风路径预报非常有用.台风陆上的长久维持与低空水汽通道的连结、高空流出气流的强辐散、登陆后的移向和特殊的下垫面等密切相关.     

基于多源数据的台风风暴潮概率预报研究:台风集合的构建

建立了一套用于台风风暴潮集合预报的台风集合构建方案.首先基于中国中央气象台、中国香港天文台、中国台湾中央气象局、美国联合台风预警中心、日本气象厅和韩国气象台6家预报中心的预报数据,构建一个误差更小的24 h、48h和72 h预报时效的台风分析数据;然后基于分析数据构建9个路径样本(1条分析路径+2个概率圆上的8条概率路...     

台湾岛对登陆台风的影响特征

利用2000—2014年上海台风所最佳台风路径资料和中央气象台路径和强度综合预报资料,分析登陆台湾岛的台风在登陆前48 h和登陆后18 h期间的强度和路径变化特征。结果表明:共有35个台风登陆台湾岛,其中29个资料完整的自东向西登陆台湾岛的台风过程中有26个发生在7、8、9月,登陆频数为89.7%。台风在登陆前48~18 h内强度逐渐增强,以后基本保持不变,一直持续到登陆前6 h,之后开始减弱;从登陆前6 h到离开台湾岛后6 h的时间内,强度由41.0 m·s~(-1)减小到29.6 m·s~(-1),共减小了27.8%。台风经过台湾岛前48~36 h预报移向比实况偏北,30~0 h预报路径偏南。另外,登陆前24 h和登陆后6 h台风强度变化线性回归关系式在2015年登陆台湾岛的台风个例中得以验证,可以在业务预报中参考使用。     

台风“梅花”(2212)的主要特点和路径预报难点分析

对2022年第12号台风“梅花”的主要特点、路径预报难点问题和路径预报误差特征进行分析,研究主要结论显示：(1)“梅花”登陆次数多、登陆强度强,是首个4次登陆不同省(市)的台风,也是2022年最强登陆台风,造成华东与东北地区长时间、大范围的风雨影响。(2)台风生成初期的中长期时效路径预报是路径预报难点之一,模式对台风主要影响系统的长时效预报存在明显偏差,针对模式的及时检验和订正对预报调整非常重要。(3)双台风或多涡旋情景下,集合预报发散度大,“梅花”陆上路径预报偏西偏慢,其东侧“南玛都”的强度和位置差异对其路径有明显影响。(4)台风变性过程中的移速误差是路径预报极大误差的来源,关注台风是否处于变性过程可作为调整台风移速预报的参考。未来开展多模式交叉实时检验,基于集合预报研发针对转向变性台风路径预报订正技术可为主观预报提供支撑。     

一种动态权重的台风集成预报方法

提出了1种动态权重的台风路径与强度集成预报方法,根据前4个时刻(24h,间隔6h)的预报误差来滑动确定接下来预报所用成员及其权重。设计了3种权重形式(最小误差、绝对偏差与相对偏差),并利用2013—2015年6家气象机构的台风预报数据,对台风路径与强度进行了时效为24,48和72h的预报应用检验。结果表明:1)动态权重集成方法在台风路径与强度预报上均有改进,平均预报误差小于单一成员的预报误差。2)路径预报以绝对偏差形式效果最佳,24,48和72h时效的预报误差减小2.4%～40.4%;强度预报以相对偏差形式效果最佳,3个时效的台风最大风速的预报误差减少11.2%～49.9%,而台风中心气压则为11.9%～52.6%。3)相对偏差动态集成预报能有效减小西北太平洋台风在东西方向上的偏差,24和48h均方根误差分别为92.5和146.7km。     

一种分析台风路径预报误差的新方法

台风路径预报误差应包括距离误差和方向误差两个方面,而在以往的业务应用和科学研究中偏向于只考虑对应时刻预报和观测位置点间的距离误差。本文对评估台风路径误差的方法进行了改进,在距离误差基础上建立了一种新的表征台风路径误差的方法——多因子误差法。本文以中国气象局整编的热带气旋最佳路径数据为标准,对2008和2009年中国气象局、美国台风联合预警中心和日本气象厅预报的西北太平洋热带气旋路径,采用新的表征热带气旋路径预报误差的多因子误差法进行分析,并与普遍采用的距离误差法进行对比,结果表明:多因子误差分析方法和距离误差分析方法存在比较明显的差异,多因子误差法优势比较明显。本文是对更科学的台风路径预报误差评定方法的有益探索,有一定的参考价值。     

台风加(减)速运动的诊断预报方法及路径预报

本文用1980～1986年20时欧洲中心的1000、850、700、500、300、200及100hPa共7层的网格点资料,挑选了进入南海的若干个台风个例对台风中心运动方程进行了诊断分析,求出了台风前后12及24h的移速(V)、移向(θ)、移速差(ΔV)及移向差Δθ,分析得到,台风主要在气压梯度力、地转偏向力及阻力三力等的作用下运动.当气压梯度力和地转偏向力近于平衡时台风减速移动;当气压梯度力和地转偏向力不平衡时台风将加速运动.计算的12hΔV与实际的ΔV(≥5km/h)的符号相同者达90%,平均移向差Δθ为13°:计算的24hΔV与实际的ΔV的符号相同者达88%,平均移向差Δθ为15°.预报路径与实际路径比较接近.     

牛山湖浮游生物群落DNA指纹结构与物种组成的关系

利用RAPD及DGGE指纹技术揭示牛山湖5个采样点浮游生物群落的DNA多态性,并定性地探讨其与物种组成的关系.结果如下:(1)从40条随机引物中筛选出9条引物,共获得93条谱带,多态率为58%;各采样点所得谱带平均为67条,其中Ⅰ站最少,为61条,Ⅴ站最多,为74条;(2)PCR-DGGE指纹图谱共含102条谱带,其中原核生物56条,真核生物46条,谱带总数以Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站较多.Ⅰ站和Ⅱ站较少;(3)5个采样点共观察到62种/类浮游生物,其中Ⅰ站和Ⅱ站种类较少.Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站种类较多,分布概率在100%的种类达19种.多维尺度(MDS)分析表明:基于RAPD指纹和DGGE指纹,Ⅰ站和Ⅱ站最相似,Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站最相似;基于物种组成.Ⅳ站和Ⅴ站相似性最高,Ⅲ站和Ⅳ站次之,相对RAPD指纹和DGGE指纹,Ⅰ站和Ⅱ站相似性较低.研究表明:浮游生物群落DNA指纹结构与物种组成有一定的相关性,可能因部分物种信息的缺失导致些许偏差.     

台风威马逊入侵南海的路径分析

1409号台风威马逊是自1973年以来登陆华南地区的最强台风,其在登陆前,临岸急剧增强。每年初夏,尽管南海的海洋环境有利于台风的增长,但是由于西太平洋副热带高压(以下简称副高)的引导作用,大部分台风路径会偏离南海。本文分析结果表明,在2014年初夏,副高的位置相对过去几十年的平均位置更偏向西南方,因此,台风威马逊在副高的引导下穿过菲律宾进入南海海域。南海的高温海水为其强度陡增提供了有利条件,威马逊在短短26 h内急剧增长为超强台风。前人研究结果显示,近些年来副高的位置明显向西延伸,如果这种西向延伸的趋势一直保持或者继续,那么在初夏可能会有更多的热带风暴进入南海并且得以加强,华南地区或将面临更多灾难性台风的袭击。     

福建省沙埕港百年一遇台风风暴潮的计算

研究了福建省沙埕港风暴潮状况,根据收集的沙埕验潮站连续50a(1956-2005)的台风过程增水资料以及西北太平洋57 a 的台风资料,采用皮尔逊Ⅲ统计法和数值法分别计算了沙埕港的100a一遇台风暴潮和 100a一遇最大台风暴潮,并得到了产生这两种台风增水的台风路径及强度等台风参数.沙埕港100a一遇台风暴潮为198 cm,100a一遇最大台风暴潮为243 cm,其中产生100a一遇台风暴潮的台风移向为NW方向,移速为19km/h,路径位于沙埕港南12km;产生100a一遇最大台风暴潮的台风移向为 NW 方向,移速为19 km/h,路径位于沙埕港南24km.计算结果为福建沿海海洋工程项目的建设提供了重要参考依据.     

2019年8-10月长江口近岸海上风电场风浪预报

针对长江口近岸海上风电场,利用2019年8—10月NCEP全球天气预报产品和第三代海浪模式Wave Watch Ⅲ的全球预报产品做上海长禁五号、长江口灯船和东海浮标站的单点预报,利用这些站点的观测数据,针对风电场的需求评估预报精度。结果表明:全球天气预报产品中的风速预报对区域内的单站预报结果有一定参考价值,大于6 m/s风速的24 h预报准确率达到46.3%;使用递减平均法可以使风速预报的均方根误差减少10%～14%,预报准确率提高为57.0%。全球海浪预报结果在长江口近海较精确,长江口灯船站48 h预报有效波高均方根误差在0.25 m以下,相关系数高达0.80。在台风极端天气条件下,全球天气预报产品对长江口风速仍有一定的预报技巧,但最大风速的出现时间滞后6 h左右。全球海浪预报产品的预报技巧与无台风情况下没有明显差别。     

GPS掩星资料三维变分同化对台风模式预报的改进试验

本文尝试了GPSRO COSMIC资料在中尺度数值模式中的应用,利用COSMIC资料受云和降水影响较小,且有高数据精度、高垂直分辨率等优点,以改善模式初始场,进而提高预报准确度。模式采用中尺度气象模式WRF V3.0.1版本及其三维变分同化系统3DVAR,利用NCEP再分析资料、GTS资料和COSMIC资料对2009年第8号台风"莫拉克"登陆台湾岛前到登陆台湾岛的过程进行了模拟试验,并对温度、露点温度、对流有效位能等要素进行了诊断分析。试验结果表明:该项试验成功将COSMIC资料同化进模式,加深对"莫拉克"热力结构特征的了解,有效改善台风降水和路径预报,其中仅屏东县单点降水预报提高600 mm左右,24 h预报路径误差提高80 km以上。同时对提高台风强度预报起到积极作用。     

天津大沽排污口水质参数综合评价(英文)

本研究对2012~2013年大沽排污口沉积物中硫化物、有机碳、石油类以及7种重金属(铜、铅、锌、镉、总汞、砷和铬)等水质指标的监测数据进行统计,并对其中重要的水质指标进行水污染综合指数评估,旨在对海河水质进行较为系统的评价。结果显示,D3、D6、D7和D9四个站位水质属于Ⅱ和Ⅲ类标准,其余各站位均为Ⅰ类;其余各指标(TOC、TPH、Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As and Cr)的总体水平依次为Ⅰ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅲ、Ⅴ和Ⅴ类。各站位综合评价结果得到海河流域指数为3.28,说明海河流域处于严重污染状态,其污染程度超过该流域功能区的标准。     

1311号台风“尤特”后期曲折路径成因简析

1311号台风"尤特"在广东登陆后,由前期较稳定的西北方向移动转向偏北方向移动,而后又掉头转向西南方向移动.采用NCEP和Micaps提供的常规资料对台风"尤特"登陆后曲折路径特征、环境流场变化、引导气流方向和大小的改变及台风"尤特"不对称结构的演变特征等进行分析,寻找台风"尤特"登陆后路径突变和预报误差产生的原因.结果显示:欧亚中高纬多波动的环境流场导致引导气流多变是台风"尤特"后期移动路径复杂的主要原因;赤道高压北抬及北方冷空气南下也起到重要作用,台风"尤特"先后受东南、偏南及东北气流引导,路径发生突变.台风"尤特"移向、移速与500 h Pa地转引导气流方向及大小密切相关,且引导气流改变早于台风路径的改变.与其移动路径的3个不同阶段对应,台风"尤特"结构经历了从NE—SW到SE—NW,再到NW—SE与NE—SW共存,但NW—SE更明显的不对称结构变化过程,并对其移向产生了影响.在应用数值预报产品做台风路径预报时,要结合引导气流和台风不对称结构的变化进行修正.     

台风风暴潮异模式集合数值预报技术研究及应用

台风风暴潮数值预报的准确性在很大程度上取决于台风路径预报和强度预报的精度以及风暴潮预报模型的计算精度。目前,国际上24/48 h台风路径预报平均误差分别约为120/210 km左右[1],对于走向异常的台风误差更大;更有,根据单一的台风路径和单族的风暴潮数值预报模式并不能保证获得可靠的风暴潮预报结果。考虑多重网格法原理具有在疏密不同的网格层上进行迭代以达到平滑不同频率的误差分量,使得计算快速收敛,精度提高的特性。在前期研究基础上基于业务化高分辨率(结构网格/有限差分算法)和精细化(非结构网格/有限元算法)台风风暴潮集合数值预报模型构建多模型台风风暴潮集合数值预报系统。采用"非同族"模型进行集合预报很大程度上降低了误差相似遗传的可能性。应用该方法对典型台风风暴潮过程进行了试应用,试报结果表明:该方法对风暴潮增、减水预报效果高于单一集合预报,具有一定的应用前景。     

覆盖中国沿海地区的精细化台风风暴潮模型的研究及适用

精细化风暴潮预报是目前风暴潮预报重点发展方向之一,本文首次建立起了一个覆盖整个中国沿海地区的精细化台风风暴潮数值模型,克服了以往分区域数值模型的不足,该模型在中国沿海地区的分辨率达到300m左右。模型采用了并行计算,并对2012年和2013年灾害性台风风暴潮过程进行了数值检验,计算精度和计算所用时间都能够满足业务化运行的要求。本文同时还根据中国气象局、美国国家气象局等5家主要台风预报机构给出的24h台风预报,对2013年度灾害性台风风暴潮过程进行了24h数值预报检验,检验结果表明:根据中国气象局台风登陆前24h预报可以得到更准确的风暴潮预报结果,其预报结果优于其他各家预报结果。该结论可以为今后的台风风暴潮预报中台风路径的选取提供重要的参考。     

福建宁德海洋工程风暴潮灾害风险特征参数分析

宁德地区是我国受风暴潮影响较为严重的区域之一,同时也是宁德核电站等众多沿海大型工程所在地.鉴于该区域特殊的地理位置和海洋灾害的严重性,以宁德核电站为中心,对该区域所面临风暴潮风险的特征参数进行全面、综合的定量评估,包括潮汐特征、平均海平面变化、台风和风暴潮基本特征,特别是可能最大风暴潮的计算.研究结果表明,该区域10%超越频率的天文潮高、低潮位分别为355、-341 cm;平均海平面变化速率为0.162 cm/a;千年一遇的台风中心气压约为895h Pa,该气压时的最大台风风速半径为40 km.在进行大量敏感性实验的基础上,对台风移速、移向和风暴增水/减水的关系,以及增水和减水的差异就行了详细的研究,得出:台风增水主要是由移向在305°左右(295°~315°)、路过核电站下方(核电站以南)的台风引起,且增水随台风移速增大而增大;可能最大台风风暴增水由路径经过核电厂址南40 km的台风(移向295°、移速28 km/h)引起,最大台风增水值为526.8 cm;对于可能最大台风减水而言,最有利于台风风暴减水的移向在355°~360°和0°~15°之间,其中可能最大台风减水为-301.9 cm,由移向5°、移速30 km/h、路径经过核电厂址南30 km(0.75台风最大风速半径)的台风引起.     

对8617号台风路径预报的探讨

本文对Abby台风(8617)路径预报进行探讨。分析表明,8617台风前期路径预报失误,是由于过多地考虑静止流场的引导作用。并指出,Abby台风(8617)前期路径在流场似乎不利于向西北移的情况下向西北移动,其可能原因为:(1)中尺度-y系统,即积云对流引起涡度、散度场的局地变化,使台风外围约300—400km以外的爆花状或带状对流云减弱消失,台风北侧晴空区扩大,东风气流加强。(2) 台风东北侧500hPa出现正变高。(3)副高加强西伸。后期在近海转向的原因是由于:受冷空气影响,当台风进入福建近海时,14时气温低于24℃,使台风避开低温区而转向。此外,副高西脊点偏东(588线位于130°E附近),河套地区有西风槽迅速向东南方向发展,这些都有利台风在近海转向。     

海浪数值预报误差的统计分析

针对海浪资料同化中预报误差的统计性质难以确定的问题,利用WAVEWATCHⅢ和Topex/Posei-don(T/P)有效波高观测资料,对东中国海区的有效波高预报误差进行了统计分析。结果表明,预报误差符合正态分布;不同网格点的预报误差协方差随距离增长呈指数关系递减,并且空间上表现出弱各向异性;在预报模式空间网格为0.5°×0.5°条件下相关距离为3.0°~5.9°。