台风雷达三维组网产品显示系统研制

在台风组网产品生成系统的基础上,根据台风监测预警的实际情况,开发台风雷达三维组网产品显示系统。该显示系统兼顾实时处理和历史数据分析的需求,实现了台风三维组网产品的实时监测、动画显示、风场叠加等多种功能,并运用切面插值算法、台风非对称性方向识别算法实现了最大对称轴和非对称轴的自动定位及其切面显示、台风不同距离的平均RHI切面显示。介绍显示方法、相关算法和主要功能模块,并使用 “黑格比”台风作为实例,结合图像分析台风的非对称性和移动路径、强回波区、螺旋雨带的对应关系,取得良好的应用效果。     

台风“黑格比”（2004）近海急剧增强特征及成因分析

利用热带气旋最佳路径数据集、FNL全球再分析资料、FY-2G卫星TBB资料和日本气象厅海温资料,对“黑格比”台风近海急剧增强特征和成因进行了分析。结果表明：“黑格比”台风呈现出明显的非对称性结构特征,对流发展主要位于台风中心东侧,导致其东侧云顶亮温更低、垂直上升运动更强;随着“黑格比”强度急剧增强,其正涡度区和暖心高度不断向上伸展,涡旋特征和暖心结构均得到加强;高层强烈辐散、低层强烈辐合的高低空散度配置增强了台风中心附近的垂直上升运动,这是“黑格比”急剧增强的原因之一;在“黑格比”急剧增强期间,东西两侧上升运动区逐渐合并下移,对流发展高度有所下降,台风结构趋于紧实;“黑格比”强度突然增强与南亚高压、副热带高压强度及位置变化关系密切;较弱的环境风垂直切变（基本小于10 m/s）、高海温（29℃以上）、有利的高层气流流出条件和强烈的低层水汽输送为“黑格比”强度突然增强提供了有利的环境条件。     

“黑格比”台风浙沪交界极端降水及物理量特征分析

利用全国综合气象信息共享平台(CIMISS)地面站点降水资料、欧洲中期天气预报中心逐小时再分析资料,分析“黑格比”台风登陆后在浙江嘉兴、上海金山交界地区(简称“关注区”)产生的极端降水及相关物理量特征,结果表明：(1)此次降水过程的小时雨强、日降水和过程降水均具有很强的极端性,部分测站达十年一遇甚至是百年一遇标准,杭州湾北岸强降水的极端性比南岸更显著;(2)关注区对流层低层充足的水汽,以及高低层冷、暖平流的叠加,为极端降水发生发展提供了有利的水汽条件和不稳定条件;(3)根据物理量的逐小时演变,呈现出低层辐散、高层辐合的环流增强,以及低层强烈的涡旋运动,关注区强降水也随之发生;(4)此次极端暴雨过程850 hPa第二类热成风螺旋度极值和地面散度经极值排序后呈现较高的百分位置,在相似台风中均具有显著的极端性,对类似路径、小体积台风极端降水的发生具有较好的指示意义。     

台风“黑格比”的雷达回波分析

南宁CINRAD/SA天气雷达在台风"黑格比"进入其探测范围后,进行连续的跟踪探测,取得了比较完整的台风运动、演变的雷达探测资料.通过对基本反射率、径向速度等雷达产品和台风的运动、演变过程进行分析,探讨CINRAD/SA天气雷达产品在台风中心定位、暴雨预报、判断台风的演变及运动趋势上的应用.     

台风"黑格比"的结构与武鸣暴雨诊断分析

利用T213资料、卫星云图及自动气象站资料和常规观测资料等,研究分析了2008年第14号台风"黑格比"的移动路径、环流背景、内部结构及其对武鸣暴雨的影响.     

9710号台风汕头多普勒雷达资料的分析

１９９７年７月３１日０８时,南海中南部形成一个南海低压,８月１日０２时加强为热带风暴（９７１０号）,此后向偏北方向移动,强度不断加强,至８月２日０８时加强为台风,８月２日２０时左右在香港登陆之后扫过深圳、广州到粤北进入湖南。其特点是：强度较强,移动方向较稳定,移速较快,降水非常明显,且最强降水和大风区出现在其路径的右侧地区,令广东、香港的海陆空交通受到严重的影响。１　天气背景简析１－１　地面形势分析８月１日０２时,冷锋在华北至重庆、昆明一线,９７１０号热带风暴在南海生成并向偏北方向缓慢移动。０８…     

利用两类雷达探测资料分析超强台风“威马逊”登陆期间结构演变特征

利用实时多普勒天气雷达、边界层风廓线雷达和自动站资料对超强台风“威马逊”第4次登陆广西沿海时台风结构的演变特征进行研究,结果表明：台风眼区气压呈“漏斗”形变化,具有气压低、风速弱、空气干而暖的特征;登陆过程中眼区保持圆形,半径约为30 km,是典型强台风结构;天气雷达径向速度大风区具有非对称性,右象限大于左象限;风廓线雷达水平风场能够精确、直观地描述台风不同部位经过测站时的垂直结构特征,从低层到高层风向先后经历了“东北风—东风—东南风—南风”的转变过程,风速整体上呈现随高度先增大后减小的特点,其垂直速度和大气折射率结构常数(C2n)能够很好地反映台风的结构及其云和气流的变化特征;两种雷达风场产品的风向一致,但是VWP产品的风速比风廓线雷达的要小,VWP产品出现无效数据时,可以用风廓线雷达产品作为补充。     

利用卫星资料分析台风“浪卡”非对称结构及降水

利用FY2D卫星资料、极轨卫星和静止卫星资料以及美国国家环境预报中心(NCEP/NCAR)的再分析资料等,研究了浪卡非对称结构和外围暴雨分布特点.结果表明,浪卡显著的不对称结构表现在其南侧积云对流较为旺盛,涡度中心也在南侧;浪卡登陆后,降水的水汽来源主要是副高西侧的偏南气流带来的水汽和850 hPa的西南季风带来的水汽...     

多普勒雷达探测“艾利”台风风场不对称结构

2004年8月25日, “艾利”台风在靠近我国台湾东北部海域后不同于正常路径, 先后发生两次左折, 先是西北转偏西, 再偏西转西南, 这种路径在历史上极为罕见。通过“艾利”台风的雷达观测事实, 从单多普勒雷达和双多普勒雷达均发现在台风前进方向的右前方, 即西北象限风速极值大于其他象限, 进一步证明了“艾利”台风的风场分布遵循波数为1的非对称性, 从位于台风不同象限的福州长乐和厦门两站雷达资料, 以及常规的地面观测、高空探测资料和NCEP数值预报再分析资料都得到证实。研究表明, “艾利”台风处在大陆高压东南侧, 台风外围存在一支7 m/s左右的环境风场引导气流。因此, 西北象限风速极值大于其他象限的不对称分布可能是由环境风场和台风本身两方面共同造成的, 这种不对称分布有利于维持“艾利”台风向西南方向移动。在我国东南沿海地区, 由于单部多普勒雷达不可能同时探测到台风的西北、东北和西南3个象限的风速极值, 而双多普勒雷达或多多普勒雷达联合探测台风, 则可以同时探测到3个象限的风速极值, 根据风速极值可能存在的不对称分布情况来预测台风的路径转折趋势, 因此重视双多普勒雷达或多多普勒雷达联合探测对于提高监测预报水平具有重要的意义。     

基于组网天气雷达的台风定位方法探讨

利用组网天气雷达格点反射率因子确定登陆台风的中心位置,根据台风的反射率因子表现出对称特征,提出一种简单的定位方法——相关法,该方法具有较高的时间分辨率,能对临近登陆台风连续定位.通过2008年台风“黑格比”与2009年台风“天鹅”两个实例验证了该方法的可行性.结果表明:该方法能较好地确定台风中心位置,以中央气象台给出的...     

影响河南的登陆台风分析

统计了1949－1998年从闽、浙登陆台风的气候特及河南省台风暴雨概况，并利用天气学方法对台风登陆后的移动路径进行了概括和分析，以期为灾类台风的降水预报提供参考。     

Marine-Atmospheric Boundary Layer Characteristics over the South China Sea During the Passage of Strong Typhoon Hagupit

The structures and characteristics of the marine-atmospheric boundary layer over the South China Sea during the passage of strong Typhoon Hagupit are analyzed in detail in this paper. The typhoon was generated in the western Pacific Ocean, and it passed across the South China Sea, finally landfalling in the west of Guangdong Province. The shortest distance between the typhoon center and the observation station on Zhizi Island(10 m in height) is 8.5 km. The observation data capture the whole of processes that occurred in the regions of the typhoon eye, two squall regions of the eye wall, and weak wind regions,before and after the typhoon's passage. The results show that:(a) during the strong wind(average velocityˉu 10 m s-1) period, in the atmospheric boundary layer below 110 m, ˉu is almost independent of height,and vertical velocity ˉw is greater than 0, increasing with ˉu and reaching 2–4 m s-1in the squall regions;(b) the turbulent fluctuations(frequency 1/60 Hz) and gusty disturbances(frequency between 1/600 and1/60 Hz) are both strong and anisotropic, but the anisotropy of the turbulent fluctuations is less strong;(c) ˉu can be used as the basic parameter to parameterize all the characteristics of fluctuations; and(d) the vertical flux of horizontal momentum contributed by the average flow(ˉu ·ˉw) is one order of magnitude larger than those contributed by fluctuation fluxes(u w and v w), implying that strong wind may have seriously disturbed the sea surface through drag force and downward transport of eddy momentum and generated large breaking waves, leading to formation of a strongly coupled marine-atmospheric boundary layer. This results in ˉw 0 in the atmosphere, and some portion of the momentum in the sea may be fed back again to the atmosphere due to ˉu ·ˉw 0.     

9216 号台风登陆后的云系结构变化

利用GMS卫星云图资料和物理量诊断场资料，分析了9216号台风的云系结构及其在登陆后发生的变化。研究结果表明，9216号台风云系结构的变化反映了台风和高、低空环境流场之间的关系。分析表明，由9216号台风造成我国沿海罕见的风暴潮及大范围暴雨，与强大的高空急流入口区右侧的辐散气流及其东侧的强低空急流有密切的关系。     

台风龙卷的环境背景和雷达回波结构分析

利用NCEP再分析资料、常规观测和地面加密观测资料及多普勒雷达资料,对10次台风龙卷过程的环境背景和其中F2~F3级以上龙卷过程的回波结构演变特征进行了详细分析,主要结果如下：（1）台风龙卷所处环境基本为弱对流有效位能（200~1000 J·kg-1）和风随高度强烈顺转的强低空风的垂直切变环境,0~1 km风的垂直切变超过10-2s-1,风暴的相对螺旋度很大,台前龙卷环境的粗理查孙数很小,平均在40以下。台风龙卷大多数出现在台风前进方向的东北侧,位于0~1 km风切变和相对风暴螺旋度大值区。龙卷主要产生于台风外围螺旋雨带上,台前龙卷往往产生前地面已存在风向切变和风速的辐合,但温度梯度不大。（2）在台风影响环境下导致龙卷的风暴属于微超级单体风暴,有水平尺度2~4 km的中气旋;垂直涡度限制在4 km以下;风暴单体的质心在2 km左右,风暴伸展高度在5~7 km。     

CINRAD-SA雷达在正面登陆台风预警中的应用

新一代天气雷达（CINRAD-SA）具有丰富的产品和强大的功能。通过对云娜等正面或临近正面登陆温州的热带气旋的雷达资料分析,发现一些独特的回波特征和风场结构。结果表明,强台风具有明显的眼（眼越小强度越强）,眼壁和螺旋雨带对流发展旺盛,强度结构完整、紧密。台风暴雨强度与台风气旋性涡旋本身的动力辐合上升强度趋于一致。强降水常出现在台风前进方向的右前侧,相同的垂直累积液态水含量受地形等因素影响“降水效率”差异极大。对于沿海一带,利用新一代天气雷达更高的探测能力对于台风性质的判断、短时预警和决策服务会起到积极的重要作用。     

新一代天气雷达基数据管理与个例整编系统设计

针对目前短临预报业务及科研需求,开发了新一代天气雷达基数据管理与个例整编应用系统。该系统采用VC++60 编程语言和MSSQL Server 2008数据库开发技术对不同历史个例资料建立了相应的数据库,对基数据文件采取压缩后直接入库的方式,实现了省、市、县级天气预报人员、气象服务人员、人工影响天气业务人员和科研人员对基数据的实时高效查询和下载。系统提供了不同检索条件的查询与个例资料的实时查阅和实时、历史基数据和个例信息的下载功能。为各级天气预报人员更有效地开展短临预报业务提供了便捷,也为其他科研业务人员提供了详细和全面的观测数据支撑。投入业务运行一年来,效果良好,可以进一步推广应用。     

基于测风塔实测台风威马逊登陆过程的强风特性分析

利用广东省徐闻县西连镇90 m测风塔在1409号超强台风威马逊登陆期间获取的具备完整的台风代表性的观测数据以及处于台风外围的广东省茂名市博贺镇100 m测风塔的观测数据,对台风威马逊的近地层强风特性进行了分析,西连测风塔结果表明:风速时程曲线呈明显的"M"型分布特征,台风中心经过测风塔前后,风向沿逆时针方向大幅偏转约170°。风速随高度增加而增大,风速廓线较好地符合对数和幂指数律;台风过境前后,各强风区的风速廓线幂指数和粗糙长度呈先减小后增大的特点;粗糙陆地下垫面的风速廓线幂指数和粗糙长度较大。湍流强度和阵风系数在前外围强风区或后外围强风区较大,在前眼壁强风区或后眼壁强风区较小,湍流强度和阵风系数随高度增加而减小,基本符合指数为负值的幂指数律;粗糙下垫面对湍流强度和阵风系数有增大的作用。外围强风区和眼壁强风区的10 min风向变率变化较为平稳,而在眼区变动较为剧烈,在眼区,当风速达到最低值或次低值时,10 min风向变率幅值达到最大值。博贺测风塔结果表明其总体上与西连测风塔台风前外围和前眼壁强风区的情形相似。     

0414号台风“云娜”多普勒雷达探测

通过宁波新一代天气雷达对0414号台风“云娜”的多普勒雷达探测资料及其所提供的产品进行个例分析, 得出了一些初步的结果:该雷达对“云娜”的中心位置探测与舟山、温州雷达以及中央气象台综合定位基本一致; 通过大陈站、石浦站出现的极大风速与温州、宁波两部多普勒雷达测得的最大径向速度比较, 发现其独特的径向速度产品能较好地显示台风的极大风速情况; 探测到的反射率因子强度与雨强有较好的对应关系, 并就此讨论了Z-I关系。文章还对总降水量产品和实况雨量进行比较, 发现反演值只有实况过程雨量的50%左右。     

CINRAD／SA天气雷达软故障个例分析与处理

对北海CINRAD／SA天气雷达的几个典型的软故障进行分析,找出故障发生的原因,并给出了故障处理的方法．