1323号台风“菲特”螺旋云带中“列车效应”特征及形成分析

本文针对1323号强台风“菲特”螺旋云带中出现“列车效应”的特征及形成开展了分析研究。研究发现,浙江钱塘江湾南岸持续性降水中具有“列车效应”特征,按照雨带的稳定位置,将其分为两次“列车效应”过程,时间跨度都在3～4小时左右,空间跨度在1～2个经度距离;暴雨区呈现出带状特征,降水效率高,每小时降水超过25 mm并向前线性传播;台风螺旋云带中强度在35 dBZ以上的雷达回波平均反射率也呈现线性带状结构;降水带走向和雷达回波运动方向与台风中心运动方向产生了大致在25°以上的向右偏离。从“列车效应”的形成来看,高空引导气流的方向和地面中尺度扰动辐合带走向与“列车效应”中对流单体运动方向基本一致,为其呈近线性排列提供依据。沿海形成的中尺度扰动辐合或扰动涡旋,为螺旋云带中对流在沿海地区发生或发展提供重要条件,形成了对流云的快速增长和后续发展的启动和维持机制,对于“列车效应”的形成、发展和维持起了重要作用。     

“海贝思”残留螺旋云带的中尺度暴雨成因分析

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及新一代天气雷达和区域自动站资料,对2014年登陆热带气旋(TC)"海贝思"减弱为热带低压(TD)后的残留云带造成的中尺度暴雨的成因进行了分析。结果表明:残余低压环流带来的强降水具有明显的中尺度特征,属于典型的台风螺旋云带中尺度雨团;西南和东南急流的暖式切变、辐合和辐散中心与高低层次级环流的耦合发展,均有利于螺旋云带中的中尺度系统发展。另外,分析利用单雷达反演热带气旋近中心风场的VAP扩展应用方法反演的风场,进一步证实了残余低压的螺旋云带中存在明显的围绕TD中心的中尺度螺旋结构,强降水主要由TD螺旋云带下的中尺度雨团产生。     

海贝思”残留螺旋云带的中尺度暴雨成因分析

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及新一代天气雷达和区域自动站资料,对2014 年登陆热带气旋(TC“) 海贝思”减弱为热带低压(TD)后的残留云带造成的中尺度暴雨的成因进行了分析。结果表明:残余低压环流带来的强降水具有明显的中尺度特征,属于典型的台风螺旋云带中尺度雨团;西南和东南急流的暖式切变、辐合和辐散中心与高低层次级环流的耦合发展,均有利于螺旋云带中的中尺度系统发展。另外,分析利用单雷达反演热带气旋近中心风场的VAP 扩展应用方法反演的风场,进一步证实了残余低压的螺旋云带中存在明显的围绕TD 中心的中尺度螺旋结构,强降水主要由TD螺旋云带下的中尺度雨团产生。     

登陆过程中热带风暴"黄蜂"螺旋云带的分析

分析了热带风暴"黄蜂"在登陆过程中逐小时高分辨红外云图上的螺旋云带及其强对流云团的变化规律.从强对流云团发展为主螺旋云带的演变过程中,螺旋云带主要表现为其前端的对流逐渐加强,其余部分逐渐减弱,以及前端的强对流云团总体表现为旋入运动且维持时间较长,而其余部分的云团总体表现为远离中心等的特征.初步探讨了螺旋云带结构变化与风暴强度之间的关系和"黄蜂"在登陆后迅速减弱的可能原因.     

9309号热带气旋东北部螺旋云带初析

本文利用静止卫星高分辨红外云图对9309号热带气旋东北部螺旋云带作初步分析，根据其基本特征，与前人给出的结果作比较；同时分析其活动对深圳市降水的贡献，总结出一些定性预报依据，以供参考。     

用SSM/I微波遥感图像分析海上台风的螺旋云带

文中介绍了美国国防气象卫星专用微波成像仪 (SSM /I)上各通道的特性 ,分析了大气中各种粒子 (尤其是云滴和降水滴 )对各通道辐射的吸收和散射效应。通过对SSM /I图像上台风单通道剖面、双通道散点图的分析 ,揭示了台风在微波图像上表现形式的内在物理原因。在此基础上 ,设计了一个降水指数 ,方法是 :将 85 .5GHz的吸收段对称拉伸到散射段的延长线上 ,然后求归一化后的 19.35 ,37.0GHz和经拉伸处理的 85 .5GHz图像 3者的平均值。 3个通道合成降水指数克服了 37.0GHz对大雨滴不敏感 ,和 85 .5GHz对中等大小雨滴不敏感的缺点 ,比原始单通道微波图像更清楚地显示了台风的螺旋云带结构     

贵州一次辐合线锋生极端暴雨过程的中尺度特征分析

利用地面常规观测资料及加密自动站观测资料、FY-2G卫星云图、多普勒天气雷达产品和ERA5再分析资料,对2021年5月10日贵州东部和北部的一次辐合线锋生极端暴雨过程中尺度特征进行分析,初步探讨其形成机制。结果表明：此次极端暴雨过程发生在低涡切变背景下,低层强盛的南风为中尺度对流系统发生发展输送了充足的水汽和不稳定能量,地面辐合线及锋生提供了触发条件,暴雨区主要位于云团云顶亮温低值中心西侧或南侧梯度大值区,并沿地面辐合线呈东西向带状分布,最强降水发生在对流云团合并阶段。辐合线锋生作用在其西侧频繁触发对流单体,新生对流单体沿地面辐合线东移发展,持续影响贵州东部和北部地区。在降水最强的两个阶段,雷达回波呈现暖云和悬垂结构特征。地面辐合线及其锋生、上游降水带来的降温增压以及持续增强的南风有利于暴雨区水汽辐合增强,而垂直方向上纬向、经向中尺度次级环流上升支正好位于特大暴雨中心附近,有利于中尺度对流系统维持和增强。     

“天鸽”台前飑线环境场及雷达回波特征分析

利用地面观测资料、ERA5和多普勒天气雷达资料,对2017年8月23日发生在台风“天鸽”前沿的一次飑线过程进行分析,结果表明：(1)近地面显著升温、低层大气暖湿不稳定及CAPE值达2000 J·kg-1以上,为台前飑线形成提供了前期热力条件;(2)对流单体在地面辐合线附近触发并迅速发展成为高度组织化的飑线,其强度、移向与地面风的辐合强弱及位置高度一致;(3)水汽通量中低层辐合、高层辐散的配置保证了短时强降水发生时高效的水汽供应;(4)雷达图上台前飑线发展旺盛阶段中尺度辐合带特征最明显,出现多个55dBZ以上强中心及RIJ特征;(5)当飑线两侧的风向辐合特征减弱时,其带状结构快速断裂且强度减弱,伴随的强对流天气消失。     

0509号台风(Matsa)登陆螺旋云带的增幅及其台前飑线的特征研究

利用FY-2C卫星、Doppler雷达、风廓线和加密自动站等资料,对0509号台风"Matsa"(以下简称Matsa)螺旋云带登陆过程中云、回波、风雨等时空分布特征量进行了深入的研究,对螺旋云带、飑线风雨增幅进行了定量分析.结果表明:Matsa先后有6条外、内对流螺旋云带登陆并影响中国大陆,对流螺旋云带登陆过程中增幅显著,云顶最低亮温平均下降20.2℃,螺旋云带登陆至减弱维持时间12.8 h,登陆间隔8.6 h.外螺旋云带登陆时风速增幅2.0 m/s,最大增幅4.1 m/s.同时可带来平均19 mm、最大75 mm的降水量.内螺旋云带登陆时风速增幅4.2 m/s,最大增幅9.0 m/S,最大瞬时风速达30.2 m/s,同时可带来139.6-174.2 mm、最大396 mm,1 h最大降水59.8 mm.对流螺旋云带在登陆过程中,在其前沿部位不断有台前飑线向外分离,台前飑线的回波宽度一般在5 km左右,回波梯度特大,长度从几十公里到几百公里不等,登陆时回波增幅5-10 dBz.台前飑线的移动方向与台风移动方向基本一致,移动平均46 km/h,是同时刻台风时速的2.5倍.台前飑线的形成特点为先出现双链或多链小弧弓形回波,在登陆中演绎成大弧.在速度图上,台前飑线中分布着倒V型或S型零速度线.在地面小尺度风场上,表现出具有东南与东北风向辐合线,切变辐合甚至涡旋扰动的特征非常显著.飑线过境时,风向扰动47-135°,风速增大1倍以上,地面瞬时风速平均增幅为4 m/s,最大可达10 m/s.瞬时极大风速26.4 m/s,同时可带来6.9-29.1 mm、最大90 mm的降水量.500 m以上的风速比近地面大1倍,大风区厚度可伸展至对流层上部.     

“96·8”特大暴雨中低层流场的滤波分析

１９９６年８月特大暴雨过程中Ｔ６３模式资料的低层流场进行滤波分析发现：在台风低压的东北象限有一条东北￣西南向的辐合线,它的出现是台风低压北上过程中与西风带高压交绥,并相互作用的结果,其生命史与暴雨发生时段相当吻合,是造成“９６．８”暴雨的中尺度系统之一;该辐合线具有东风波的某些结构特征,暴雨区出现经的东南一侧。     

Numerical Study of the Mesoscale Systems in the Spiral Rainband of 0509 Typhoon Matsa

The Advanced Weather Research and Forecasting Model (ARW) is used to simulate the local heavy rainstorm process caused by Typhoon Matsa over the northeastern coast of Zhejiang Province in 2005. The results show that the rainstorm was caused mainly by the secondary spiral rainband of the Stationary Band Complex (SBC) structure. Within the secondary spiral rainband there was a strong meso-β-scale convergence line generated in the boundary layer, corresponding very well to the Doppler radar echo band. The convergence line comprised several smaller convergence centers, and all of these convergence columns inclined outward. Along the convergence line there was precipitation greater than 20 mm occurring during the following one hour. During the heavy rainstorm process, the Doppler radar echo band, convergence line, and the precipitation amount during the following one hour, moved and evolved synchronously. Further study reveals that the vertical shear of radial wind and the low-level jet of tangential wind contributed to the genesis and development of the convergence columns. The combined effect of the ascending leg of the clockwise secondary circulation of radial wind and the favorable environment of the entrance region of the low-level jet of tangential wind further strengthened the convergence. The warm, moist inflow in the lower levels was brought in by the inflows of the clockwise secondary circulation and uplifted intensely at the effect of convergence. In the convectively instable environment, strong convection was triggered to produce the heavy rainstorm.     

Impact of Cloud Microphysical Processes on the Simulation of Typhoon Rananim near Shore. Part II: Typhoon Intensity and Track

The impact of cloud microphysical processes on the simulated intensity and track of Typhoon Rananim is discussed and analyzed in the second part of this study. The results indicate that when the cooling effect due to evaporation of rain water is excluded, the simulated 36-h maximum surface wind speed of Typhoon Rananim is about 7 m s⁻¹ greater than that from all other experiments; however, the typhoon landfall location has the biggest bias of about 150 km against the control experiment. The simulated strong outer rainbands and the vertical shear of the environmental flow are unfavorable for the deepening and maintenance of the typhoon and result in its intensity loss near the landfall. It is the cloud microphysical processes that strengthen and create the outer spiral rainbands, which then increase the local convergence away from the typhoon center and prevent more moisture and energy transport to the inner core of the typhoon. The developed outer rainbands are supposed to bring dry and cold air mass from the middle troposphere to the planetary boundary layer (PBL). The other branch of the cold airflow comes from the evaporation of rain water itself in the PBL while the droplets are falling. Thus, the cut-off of the warm and moist air to the inner core and the invasion of cold and dry air to the eyewall region are expected to bring about the intensity reduction of the modeled typhoon. Therefore, the deepening and maintenance of Typhoon Rananim during its landing are better simulated through the reduction of these two kinds of model errors.     

天山北坡中部一次强对流风暴的雷达回波特征分析

利用Doppler雷达产品、结合常规观测资料,对2008年7月25日发生在石河子垦区中部、南部强对流天气的雷达回波特征进行了详细分析。结果表明:石河子垦区2008年7月25日强对流风暴发生在西伯利亚至巴尔喀什湖冷槽东南象限的对流不稳定层结中,近低层至地面有中尺度辐合切变线。该强风暴呈现出超级单体螺旋状回波,相应的径向速度图上出现中气旋和中尺度辐合带;冰雹的强回波中心强度达65dBz,60dBz回波顶高达5km、65dBz回波顶高达3km,垂直累积液态含水量由10kg.m-2跃增到75 kg.m-2,暴雨的强回波中心强度为55dBz,55dBz顶高达3.5km,垂直累积液态含水量由15kg.m-2增加到55 kg.m-2;Doppler雷达产品特征对冰雹、暴雨等强对流天气监测预警具有重要的指示意义。     

纵向云带环境下海南岛降水特征的分析

分析纵向云带环境下,海南岛降水过程的相关系统配置和物理量的时间演变特征。     

Study on Formation and Development of a Mesoscale Convergence Line in Typhoon Rananim

This study investigated the formation and development of a mesoscale convergence line(MCL)within the circulation of Typhoon Rananim(0414),which eventually led to torrential rainfall over inland China. The study is based on satellite,surface and sounding data,and 20 km×20 km regional spectral model data released by the Japan Meteorological Agency.It is found that midlatitude cold air intruded into the typhoon circulation,which resulted in the formation of the MCL in the northwestern quadrant of the typhoo...     

台风“海棠”的螺旋雨带结构及特征

利用中尺度数值模式WRF对2005年7月19—20日台风＂海棠＂登陆前后螺旋雨带的结构及特征进行了模拟和诊断分析。结果表明,本次台风造成的沿海暴雨与主次两条雨带活动有关。主雨带是涡旋Rossby波激发的螺旋雨带,与850 hPa正涡度带有很好的对应关系,降水强度大,辐合层次低,处在温度和切向风速梯度最大处。次雨带辐合层次相对较高,最大温度梯度和相当位温梯度发生在700 hPa以上,无明显切向风梯度配合,其发展主要与台风中心附近的阶梯状相当位温锋区有关。当台风中雨带合并时,易造成降水增幅。台风登陆前后存在螺旋雨带的断裂现象,台风中心西侧及西北侧的中低层的辐散流场使高层的气旋性流场出现和加强,台风在高层的气旋性环流与西部低压结合,使台风西部产生辐合,引起螺旋雨带的断裂,当高层的低压形成明显的气旋式切变时,也可使切变下方螺旋雨带断裂。     

边界层辐合线在局地强风暴临近预警中的应用

利用济南CINRAD/SA雷达探测到的边界层辐合信息,结合地面实况和探空资料及NCEP资料,对近年发生在山东中部的典型局地强风暴的生成及对流参数进行了分析.结果表明:高时空分辨率的雷达能获得近地层辐合线信息,对流风暴强的出流和近地层环境风的辐合在一定条件下可产生窄带回波;远离风暴主体的出流边界和顺地面风移动的风速辐合线在热力条件较弱的情况下一般不会产生对流天气;出流边界的叠加或出流边界与环境风辐合线的叠加在有利的环境条件下可产生局地强风暴,单纯的近地层辐合线在有利的环境条件下可产生较为孤立的局地风暴,可作为强对流天气临近预警的关键参考依据;风暴初始位置、初始时间和风暴类型具有不确定性,是强对流天气临近预警的难点.     

在台风业务系统中使用卫星云导风资料的试验

在国家气象中心台隐数值预报业务系统中引入国家卫星气象中心提供的卫星云导风资料,进行两项预报试验。第一项是把卫星云导风资料作为观测资料进行最优插值客观分析;第二项是将云导风资料加入到轴对称的人造台风模型风场上,使之产生非对称风场。试验结果表明：卫星云导风资料作为观测资料进入模式后对减小台风路径预报误差效果明显;用云导风形成人造台风模型非对称风场可进一步提高台风路径预报精度。     

Unstable Dynamical Properties of Spiral Cloud Bands in Tropical Cyclones

A nondivergent barotropic model （Model 1） and a barotropic primitive equation vortex model （Model 2） are linearized respectively in this paper. Then their perturbation wave spectrums are computed with a normal mode approach to study the instability problem on an appointed tropical cyclone （TC）-like vortex, thereby, the dynamic instability properties of spiral cloud bands of TCs are discussed. The results show that the unstable mode of both models exhibits a spiral band-like structure that propagates away from the vortex outside the radius of maximum winds. The discrete modal instability of the pure vortex Rossby wave can account for the generation of the eyewall and the inner spiral band. The unstable mode in Model 2 has three parts, i.e., eyewall, inner and outer spiral bands. This mode can be interpreted as a mixed vortex Rossby-inertia gravitational wave. The unbalanced property of the wave outside the stagnation radius of the vortex Rossby wave is one of the important reasons for the formation of the outer spiral band in TCs. Accordingly, the outer spiral band can be identified to possess properties of an inertial-gravitational wave. When the formation of unstable inner and outer spiral bands is studied, a barotropic vortex model shall be used. In this model, the most unstable perturbation bears the attributes of either the vortex Rossby wave or the inertial-gravitational wave, depending on the vortex radius. So such perturbations shall be viewed as an unbalanced and unstable mixed wave of these two kinds of waves.     

台风螺旋雨带云结构和降水形成机制研究

应用数值模式结果,选择台风登陆后两个不同时次螺旋雨带中两个强降水中心,对台风螺旋雨带的云结构和降水形成机制进行诊断分析.结果发现螺旋雨带云结构和降水形成机制有如下特点:在9～13 km高空范围内冰晶的非均质核化非常活跃,冰晶转化率高于台风眼壁暴雨数倍,但是冰晶通过贝吉龙过程生长为雪、雪通过凝华增长生长为霰的过程相对台风眼壁很弱,螺旋雨带雨水形成微物理机制以霰粒子融化成雨水(pgmlt)为主,冰相粒子转化率大值区位于垂直上升气流大值区,8 km高度霰收集雪(dgacs)干增长是最主要的冰相粒子生长过程,与北方层状云比较,螺旋雨带暴雨冷云中的凝华过程和撞冻过程非常活跃.螺旋雨带云水凝结过程呈双峰型,位于7～8 km高度冷云区的云水凝结峰值较大,暖云区0.5～1.5 km高度云水凝结峰值次之.