海洋对热带气旋风应力响应的准平衡解析解

为考察海洋上层各物理量对热带气旋风应力的响应问题,本文利用海洋线性化约化重力方程组开展了解析研究,所得主要结论如下:求解该问题使用跟随热带气旋中心移动的极坐标较为方便,当热带气旋风应力在热带气旋云墙内即热带气旋眼中为静止,在云墙处及之外随该极坐标半径增加而成反比衰减时,可求得该问题在此极坐标系中的定常解析解,该解强度与风应力成正比;解的流场在热带气旋云墙内为静止,在云墙处及之外呈现有向外流出的气旋式涡旋形态,且随极坐标半径增加而衰减。在云墙之外离云墙较近处,解的切向流速大于径向流速,在更远处则反之。解的径向流与热带气旋切向风应力平衡,切向流是梯度流,流动呈水平无辐散状态。在热带气旋眼中以及云墙处,海洋上层的厚度不变,且达到最小值。从云墙向外则厚度值逐渐增加。厚度值的变化反映了密度跃层的变化,在厚度值最小处附近,跃层位置有明显抬升,这会造成跃层附近海水涌升,从而海洋上层的响应涡旋是冷性的。略去海洋上层对热带气旋移动的响应,将此移动极坐标系中的解返回到固定坐标系后,则解的空间分布形态不变,但由定常解转变为非定常解,且随热带气旋一起移动;此解最重要的物理性质是其具有准平衡性,这与非平衡的近惯性振荡与重力惯性内波有本质区别。     

两类热带气旋在南海的移动速度

统计分析最近23a资料,得出热带气旋在南海的移动速度平均为3．3纬度,日,其中西太平洋热带气旋较快,达3．9纬度,日,南海热带气旋较慢,仅2．8纬度,日。两类热带气旋都是在7月最快。过去一天移动速度快于平均值,未来一天容易减慢,反之容易加快。西太平洋热带气旋以减慢为主,南海热带气旋以加快为主。天气系统对热带气旋移动速度影响较大。     

热带气旋风场对海浪分布特征的影响

设计了一系列理想的数值实验,利用高分辨率的WAVEWATCHIII海浪模式定量分析热带气旋移动速度、强度、最大风速半径和热带气旋移动时的转向等风场细节因素对热带气旋下表面海浪分布特征的影响。实验结果表明,热带气旋移动速度、最大风速半径和热带气旋移动时的转向会影响海浪的空间非对称分布。最大风速半径增大会使最大有效波高的位置向后移动,而移动速度增大会使最大有效波高位置向前移动。移动速度增大会使右侧象限内的有效波高增大,左侧象限内有效波高减小。最大风速半径增大和强度增强使各象限内有效波高均增高。热带气旋的转向使各象限内有效波高增高,除了右后象限。这些风场特征对各个象限内海浪的平均波长、平均周期、平均波向、和波峰方向都有很重要的影响,尤其以左后象限最为显著。     

珠江口台风增水对热带气旋参数改变的反响

通过计算，研究热带风暴中心气压下降示度、最大风速半径、热带气旋登陆地点、热带气旋登陆时的入射角、热带气旋移动速度等参数改变条件下，珠江口５个测站风暴潮的变化。结果表明，各站的反响很不一致，在风暴潮预报中对地形的特点、热带气旋移动速度及热带气旋登陆地点等应给予足够的重视。     

珠江口台风增水对热带气旋参数改变的反响

通过计算，研究热带风暴中心气压下降示度、最大风速半径、热带气旋登陆地点，热带气旋登陆时的入射角、热带气旋移动速度度等参数改变条件下，珠江口５个测站风暴潮的变化，结果表明，各站的反响很不一致，在风暴潮预报中对地形的特点、热带气旋移动速度及热带气旋登陆地点等应给予足够的重视。     

热带气旋各个要素对于海表面降温的影响

热带气旋的经过会引起海洋内部强烈的剪切,由剪切不稳定触发的强混合可以将温跃层的冷水卷挟上来,导致海洋混合层加深和海表面温度的下降。本文利用3-Dimensional Price Weller and Pinkel(3DPWP)模式模拟了不同热带气旋下的海表面降温,分别研究了热带气旋各个要素(气旋的强度,最大风速半径和移动速度)对于海表面降温的影响。模拟结果表明,海表面降温的空间分布主要受到气旋移动速度的影响,移动速度越快的降温,右偏现象越明显。海表面降温的幅度以及降温的区域随着气旋强度和最大风速半径的增大而单调递增,随移动速度增加而单调递减。海表面降温与热带气旋3个要素的拟合结果表明,气旋各个要素对于海表面降温影响作用的大小不同:在气旋移动速度较慢(小于4.5m/s)时,海表面降温主要受到气旋级别和移动速度的影响,在气旋移动速度较快(大于4.5m/s)时,气旋移动速度的影响作用减弱,海表面降温主要受气旋级别的影响。气旋最大风速半径的影响作用始终较小。     

热带气旋气压场和风场的后报模式

根据热带气旋影响范围内实测气压与风速资料，求解一组方程得到热带气旋气压场和风场计算的关键性参数。使热带气旋影响范围内实测气压和风速值与模式的计算值有很好的拟合。同时考虑了摩擦效应，构造了一个移动热带气旋气压场与风场的后报模式。     

热带气旋气压场和风场的后报模式

根据热带气旋影响范围内实测气压与风速资料，求解一组方程得到热带气旋气压场和风场计算的关键性参数。使热带气旋影响范围内实测气压和风速值与模式的计算值有很好的拟合。同时考虑了摩擦效应，构造了一个移动热带气旋气压场与风场的后报模式。     

广西近海移动路径复杂的热带气旋大气环流特征分析

据统计,1960～2002年共有118个热带气旋进入广西近海区域内,其中移动路径怪异的热带气旋有7个。本文着重分析造成热带气旋移动路径怪异的大气环流特征和天气类型,归纳为：双台风影响、副热带高压影响、冷空气影响等三种天气类型。     

南海沿岸登陆热带气旋的若干特征

统计登陆南海沿岸热带气旋的气候概况,分析热带气旋登陆前后特征及其变化,指出登陆热带气旋的区域特点。认为海南岛对热带气旋移动有重要影响,“岛影”现象明显;热带气旋登陆前2—3时次有典型的特征变化,对登陆预报有指示意义,华南沿岸登陆的热带气旋月个数不存在相关关系,不宜以它们为因子作自相关预报。     

闸坡站风暴潮增水与热带气旋登陆点及路径的关系

将1992～2006年15a间影响和登陆闸坡站的热带气旋按照登陆点和移动路径进行分类．研究各类热带气旋在闸坡站引起的风暴潮增水峰值的出现时间与热带气旋登陆点及移动路径的关系,定性分析热带气旋风场结构对风暴潮增水的影响并经过2007年至今风暴潮增水预报过程中的实例检验．结果表明：闸坡站的增水类型与热带气旋的登陆地点和路径关系密切．在闸坡站登陆的东北行热带气旋引起的风暴潮增水多出现在登陆前,其他路径则出现在登陆时或登陆后;在闸坡以西登陆的热带气旋引起的风暴潮增水峰值一般发生在登陆时或登陆后1h以内;在闸坡站以东登陆的热带气旋引起的风暴潮增水峰值一般发生在登陆前10h以上;而其他类型的热带气旋引起的风暴潮增水由于个例较少规律尚不明显．     

可能最大风暴潮风险评估中各等级热带气旋设定方法

可能最大热带气旋的设定是可能最大风暴潮计算的基础,对风暴潮灾害应急疏散具有重要意义。利用1949~2011年中国气象局(CMA)西北太平洋热带气旋最佳路径数据集、美国联合台风预警中心(JTWC)以及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)最大风速半径数据集,基于各等级热带气旋参数之间的定量关系,建立了各等级可能最大热带气旋最大风速、中心气压、最大风速半径、移动速度、移动方向等参数设定及路径合成的方法。以福建省连江县为例,按照台风、强台风及超强台风强度等级,分强度衰减和不衰减2种情况,设定3种移动方向,合成了共216场热带气旋作为可能最大风暴潮的计算输入。另外,对参数敏感性、风场参数设定、参数设定与计算量的关系、叠加天文潮以及溃堤等问题进行了讨论。     

耗散结构理论在判断南海热带气旋路径演变中的应用

本文用耗散结构理论推导出南海热带气旋的移动公式,通过实际应用和实例检验,证明它对估计南海热带气旋路径演变有一定的实用价值。     

1984?2017年影响中国热带气旋灾害的时空特征分析

本文基于1984?2017年热带气旋灾情资料和中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径资料,分析了中国热带气旋灾害的时空特征,比较了不同盛行路径下热带气旋灾害的差异,探讨了盛行路径下热带气旋陆上持续时间变化及灾害潜在风险。结果表明:（1）1984?2017年,直接经济损失呈现上升趋势,但该损失在国民生产总值中占比和死亡人数则呈下降趋势。（2）3类盛行路径热带气旋直接经济损失具有区域性差别。近海转向热带气旋登陆中国的数目少、灾害轻,西行和西北行的热带气旋登陆中国的数目多、范围广、灾害重。其中西行热带气旋主要影响广东、广西和海南,西北行热带气旋主要影响广东、福建和浙江。（3）台风潜在风险影响因子—热带气旋陆上平均持续时间,近几十年来增加趋势显著,但不同盛行路径陆上平均持续时间增加原因不一。近海转向的热带气旋陆上平均持续时间增加与陆上平均移速减小有关,西行和西北行的热带气旋陆上平均持续时间增加主要由陆上平均移动距离增加所致。     

2007年西北太平洋热带气旋气候特征分析

本文通过对2007年西北太平洋热带气旋发生源地、频数、移动路径、强度等方面的分析,找出2007年西北太平洋热带气旋的特征,并对其大气环流进行了分析,结果表明:2007年西北太平洋热带气旋偏少、偏强,路径怪异.前期赤道东太平洋海温偏低,而西北太平洋副热带高压位置偏南、偏西,是2007年西北太平洋热带气旋偏少的主要原因.     

2004年西北太平洋热带气旋特征

本文通过对2004年西北太平洋热带气旋发生源地、月频数、移动路径、强度等方面的分析,找出2004年西北太平洋热带气旋的特征,并对其大气环流场进行了分析,结果表明:2004年西北太平洋热带气旋偏多、偏强,路径以近、远海转向为多,前期赤道东太平洋海温偏低、西太平洋副高位置偏北、偏东,是2004年西北太平洋热带气旋偏多的主要原因。     

基于多致灾因子相似的热带气旋检索方法研究:以风暴潮-海浪灾害预评估为例

热带气旋引起的风暴潮-海浪灾害成灾频率高、致灾强度大,对我国沿海地区造成的人员和经济损失惨重。预评估阶段需要在灾前对研究区可能造成的损失等进行快速的综合判定。从历史热带气旋中检索出与目标热带气旋位置及各种致灾因子强度相似的热带气旋是快速、准确地预评估风暴潮-海浪灾害的重要方法。面向风暴潮-海浪灾害预评估,提出了一种基于多致灾因子的相似热带气旋检索方法。用于相似检索的致灾因子数据包括:从中国气象局西北太平洋热带气旋最佳路径数据集中提取并经处理得到的1949~2013年影响湛江市的112场热带气旋的路径中心点位置、中心气压、最大风速、最大风速半径及移动速度数据,112场热带气旋的模拟风场、风暴潮及海浪数据。首先,利用相似离度方法对热带气旋进行路径相似性检索;其次,利用最优相似系数方法计算中心气压、最大风速半径、最大风速、移动速度、风场、风暴潮及海浪强度指标的相似系数进行一次检索;然后,根据风场、风暴潮及海浪模拟数据的获取情况,分别基于路径-强度及风场-风暴潮-海浪综合相似性指标进行二次检索;最终给出历史热带气旋的综合相似排序。以2013年尤特热带气旋为例,利用上述方法检索了与其最为相似的5场历史热带气旋。该方法综合考虑了热带气旋路径及多种致灾因子的相似,兼顾了检索的速度及质量,是进行快速、准确的风暴潮-海浪灾害预评估的重要基础。     

南沙及其邻近海区热带气旋的基本特征分析

我国海洋和气象学者对热带西北太平洋和南海以及影响南沙及其邻近海区的热带气旋气候特征作了专门分析。但对源自南沙及其邻近海区热带气旋的基本特征,地理环境影响热带气旋特征的变化,与太平洋热带气旋的特征差异等分析未见［１～３］：报道。本文根据１９４９～１９８８年台风年鉴,１９８０～１９８８年卫星云图及热带天气图,初步分析源自南沙群岛及其邻近海区热带气旋的基本特征。１生成和移动过程中的某些特征南沙群岛及其邻近海区（１２°Ｎ以南的南海海域）,自然环境独特,海水和底层大气终年暖热,生成热带气旋的条件充分,但地…     

南海中尺度涡旋对热带气旋的响应：个例研究

利用TOPEX／POsEIDON和Jason—1卫星高度计,SeaWiFS水色传感器和TMI微波成像仪等卫星遥感资料研究了南海中尺度涡旋对热带气旋“玲玲”（Lingling,0123）、“灿都”（Chanthu,0405）和“榴莲”（Durian,0621）的响应,得到以下研究结果：（1）位于热带气旋“玲玲”和“榴莲”移动路径右侧的冷涡在热带气旋经过后增强,表现在海面高度距平和海表温度的较大幅度下降,以及叶绿素a的爆发性升高;（2）位于“玲玲”移动路径左侧以及“灿都”路径上的暖涡在热带气旋经过后减弱,表现在海面高度距平和海表温度的下降,而叶绿素a变化不太明显;（3）当热带气旋“玲玲”和“灿都”经过暖涡时,热带气旋的强度迅速增大,这表明暖涡可能有助于热带气旋的加强．     

快速移动的0510号热带风暴"珊瑚"路径及对深圳降水影响的分析

从天气形势、雷达回波和卫星云图特征对2005年第10号热带风暴“珊瑚”的移动路径和对深圳降水的影响进行了详细的分析．结果表明：副热带高压的演变，对热带气旋的移动路径尤其是路径的转向影响很大，副高的增强、减弱是热带气旋发生转向的重要条件；螺旋云带的变化通常能表明热带气旋未来的移动及其强度变化，眉状云带是热带气旋北上的重要特征云系；“珊瑚”在登陆前后西侧云系迅速减弱，以及登陆后加速北上，深圳没有转吹南风，是导致深圳没有出现暴雨的主要原因．