西北太平洋热带气旋变性阶段强度变化的比较研究

选取西北太平洋上两个生命史中发生变性的热带气旋Yagi和Francisco,前者变性后有一个24小时的再增强过程,而后者则继续减弱直至消亡。利用日本气象厅提供的热带气旋资料和美国环境预报中心(NCEP)提供的FNL全球分析资料,对比分析两个TC在变性阶段的形势场,发现两者在高低层的环境场均具有明显的差异:Yagi在变性阶段其高空槽较强且在低层有一个与中纬度原先存在的温带气旋合并的过程;而Francisco在变性阶段其高空槽较弱,且变性后自行消亡。另外探讨了导致Yagi变性增强的原因,结果表明:(1)Yagi变性阶段与高空槽前的急流相互作用时,高空急流入口区左侧和出口区右侧的次级环流将产生高空辐散低空辐合的趋势,有利于低层TC低压的发展。同时,当Yagi在穿越急流的过程当中,垂直风切变的增加将导致斜压不稳定增强,低层锋区强烈发展,锋区内的斜压能量可能向TC动能转化,从而使得Yagi发展增强;(2)高空槽所对应的高层湿位涡下传可使得低层正涡度增长,从而在低层诱生出气旋性环流,有利于Yagi变性后重新发展;(3)Yagi与中纬度原先存在的温带气旋发生合并,温带气旋所带来的较高纬度冷空气的入侵增强了低层的水平温度梯度,使得低层锋区强烈发展,从Yagi以一个锋面气旋的形式而再度发展,促使其变性后进一步增强。而这些特征都是Francisco所不具备的。     

中国大陆上变性加强热带气旋的诊断分析

利用1979-2007年日本气象厅热带气旋年鉴资料,对在中国大陆上发生变性的热带气旋进行了统计分析,结果表明:29 a间中国大陆上发生变性的热带气旋共有16个,占登陆中国热带气旋总数的8.56％,其中8个变性后加强.利用日本JRA-25再分析资料诊断分析了这8个变性加强热带气旋的湿位涡垂直分布特征以及影响热带气旋变性发...     

热带气旋的温带变性过程对中纬度下游环流的影响

用WRF模式对变性台风(TC)马勒卡进行模拟,研究了在台风的变性过程(ET)的作用下中纬度下游环流特别是中纬度急流的发展,对台风的强度及其相对上游槽位置的敏感性。结果表明:TC与中纬度系统的相互作用会使得中纬度急流处的斜压不稳定性增大,急流增强。下游环流的发展对TC强度及TC与西风带上游槽的相对位置非常敏感。若TC增强,TC溢出流作用于中纬度急流,使之不稳定性增强,强度也增强,从而导致中纬度下游急流的强度、范围都增强,下游槽脊更显著。若台风减弱则反之。类似的,若TC靠近上游槽,其对中纬度急流的作用得到进一步加强和提前,急流的不稳定性增加,强度增强,下游的急流和槽脊也得到增强。若TC远离上游槽,则反之。     

高空槽对9711号台风变性加强影响的数值研究

9711号台风Winnie是一个在中国大陆长久维持(2-3 d)并产生强降水的热带气旋(TC),在其深入内陆过程中变性加强为一个温带气旋.用MM5V3对不同强度高空槽影响下Winnie的变性加强过程进行了数值研究.结果表明:(1)Winnie变性加强过程表现为强锋面侵入台风内部、冷空气包裹台风中心、一个温带气旋在近地层锋面上强烈发展的过程;(2)Winnie在陆上的变性加强与西风带高空槽的强度密切相关.TC与不同强度高空槽相互作用过程中,较深槽携带较强冷平流、正涡度平流以及较强的槽前高空辐散,从而有利于TC的维持和变性发展.数值试验中,高空槽越强,Winnie变性加强越明显,温带气旋的发展越快;(3)模拟结果的位涡分析表明, Winnie的温带变性发展与对流层高层正位涡下传、低层锋区和TC低压环流三者之间的相互作用有关.     

热带气旋的温带变性过程对下游影响的研究进展

热带气旋(TC)在向高纬度地区移动过程中往往会转变为温带气旋,称之为温带变性(ET)过程。ET过程涉及到热带系统与中纬度环流的复杂相互作用,并对局地系统直至大范围环流均产生影响,这种影响甚至向下游延伸到半球的尺度。由于ET过程及其下游影响给中纬度地区带来严重灾害性天气,而对其的预报一直是一个难题,因而关于此问题的科学研究和业务预报是近年来国际上的一个热点,国内的有关工作也已开展。从TC在ET过程中与中纬度环流的相互作用、ET过程对中纬度下游环流的影响和ET过程及其下游影响的数值预报三个方面总结和分析了近年来国内外的有关研究进展,为国内学术界进一步开展相关研究提供参考。主要进展包括:(1) TC高层出流输出低位涡(PV)空气改变温带上层结构以及TC环流直接作用于中纬度流是TC-中纬度流相互作用的主要方式;TC相对于上游槽的位置对ET过程及其下游影响很关键;各种物理过程在相互作用中起到不同的作用;(2) TC所激发的Rossby波在与急流相联系的上层PV梯度上向下游频散是下游发展的主要方式;下游发展具有显著的边界俘获和上下层耦合发展的特征;(3) 目标观测、集合预报和变分同化等技术的发展提高了ET及其下游影响的数值预报水平。      

登陆我国热带气旋变性加强与减弱的对比分析

利用日本气象厅1979—2008年的热带气旋年鉴资料和JRA-25资料(日本25年再分析资料),对登陆中国的变性加强(IET)和变性减弱(WET)两类热带气旋(TC)的环境场进行动态合成分析,并计算其动能收支项。分析表明:（1） IET(WET)在强(弱)的高空槽以及高空急流的影响下,高层辐散增强、低层辐合增强（减弱）,上升运动明显加强(微弱加强),相应的IET(WET)变性加强(减弱)。（2） 低层散度风动能制造的增加(减少)是IET(WET)变性后的低层气旋加强(减弱)的主要原因之一;低层散度风动能制造则与TC低层斜压锋区的发展密切相关。（3） IET(WET)受强(弱)的高空槽影响,高层旋转风动能制造相应增长(耗散),有利(不利)于其维持。      

北上变性热带气旋对辽东半岛降水的影响

9711(Winnie)和0509(Matsa)是两个登陆北上影响辽东半岛的变性台风,Matsa直接登陆辽东半岛,但降水量仅为穿过渤海间接影响辽东半岛的Winnie的一半.分析其变性过程与辽东半岛热带气旋降水的关系发现,Winnie和Matsa的降水差异与其北上期间与西风带系统的相互作用密切相关.Winnie变性北上期间被中纬度西风槽"捕获",发生耦合,高层正湿位涡扰动下传,西风带冷空气与热带气旋暖湿气流相互作用,有利于对流云团的生成、发展,在半岛地区产生大暴雨的降水雨带由多个β中尺度云团组成.Matsa在北上变性过程中,只是靠近高空槽底,没有发生耦合,高层正湿位涡扰动不强,没有与低层环流相互作用,冷空气偏南偏弱,变性过程中半岛地区只有1个β中尺度云团生成,降水量较小.     

高空槽对两类热带气旋变性阶段强度变化影响的数值模拟研究

选取9711号台风"Winnie"和0713号台风"Wipha"分别作为变性加强和变性减弱类台风个例进行数值模拟,而后利用模式结果对大尺度场及涡度收支场进行诊断分析。结果表明:台风"Winnie"变性过程中,其西北侧高空槽呈西北—东南走向,南亚高压强度弱,对高空槽东移阻塞作用小。变性前期阶段主要是锋面系统和斜压性起关键作用,变性完成后,"Winnie"在斜压、高层辐散及涡度平流的共同作用下再次加强。台风"Wipha"变性过程受强大的南亚高压和副高影响,其西北侧高空槽稳定少动且呈东北—西南走向,冷空气入侵不明显,斜压区面积和强度都受到了限制。另外高层辐散场和涡度平流场均未能为"Wipha"提供有利的环境使其再加强。     

华东沿海地形对登陆热带气旋运动影响的理想数值研究

利用中尺度数值模式设计一组高分辨率理想试验,采用位涡趋势方法定量诊断分析热带气旋在登陆我国华东沿海地形时,其运动发生的精细化变化以及不同因子的贡献。结果表明,平地的存在使得登陆热带气旋移速相对更快,当华东沿海地形存在时,热带气旋移速显著增大,这种增速现象主要是由于平地和地形所引起的非对称气流以及相应的引导气流变化所致,这很可能是导致预报路径误差的一个重要原因。平地试验中,陆地在热带气旋低层激发出中小尺度的非对称气流,与之不同的是,实际地形的加入激发出更大尺度并且更强的非对称偏南气流。位涡趋势方法的诊断结果表明,非引导效应总体而言对热带气旋运动贡献较小,这是因为这些因子相互抵消,但在不同的垂直层次上,不同的非引导因子贡献存在明显的差异。     

Impact of the Subtropical High on the Extratropical Transition of Tropical Cyclones over the Western North Pacific

Recent publications have investigated the interactions between the extratropical transitions （ETs） of tropical cyclones （TCs） and midlatitude circulations; however, studies of ET events have rarely considered the relationship between the storm and the nearby subtropical high. The TC best-track data provided by the Regional Specialized Meteorological Center-Tokyo Typhoon Center of the Japan Meteorology Agency are used in conjunction with the NCEP/NCAR reanalysis data to discuss the potential effects of the subtropical high on ETs over the western North Pacific basin. When the western Pacific subtropical high （WPSH） is weakened and withdrawn toward the east, more TCs follow recurving paths and the midlatitude trough activity is intensified. These changes lead to enhanced ET activity. By contrast, when the WPSH strengthens and extends westward, the number of TCs that follow direct westward paths increases and the midlatitude trough is relatively inactive. These conditions lead to reduced occurrences of ET cases. Abnormal activity of the WPSH should be considered as an important factor in determining ET activity.     

A Comparison of Precipitation Distribution of Two Landfalling Tropical Cyclones during the Extratropical Transition

The precipitation distributions associated with two landfalling tropical cyclones(TCs) during extratropical transition(ET) were examined in this study.Their distinction is that the bulk of precipitation fell to the left of the TC track in one TC and to the right in the other.The analyses indicate that,for the TC Haima(2004) case,accompanied by the approach of a deep midlatitude trough throughout the depth of the troposphere,the warm and moist air advection by the southeasterly flow north of TC was favorable for warm advection and frontogenesis to the northwest of the TC.Due to the steepening of equivalent potential temperature(θ e),the air-parcel uplift along the θ e surface,in collaboration with thermally direct circulation related to frontogenesis,led to enhanced precipitation northwest of the TC.In contrast,for TC Matsa(2005) embedded within a moister environment,a weak midlatitude trough was situated at the mid-upper level.The convection was triggered by the conditional instability at the lower level and then sustained by dynamic forcing at the mid-upper level so that the heavy precipitation occurred to the northeast of TC.For the two TC cases,the precipitation enhancement was also linked to the upper-level anomalous divergence associated with the jet-related forcing on the right side of the jet entrance.From the quasigeostrophic perspective,the advection of geostrophic absolute vorticity by the thermal wind most likely served as an indication reflecting the displacement of the vertical motion relative to the center of the TC.     

Cyclone Phase Space Characteristics of the Extratropical Transitioning Tropical Cyclones over the Western North Pacific

The cyclone phase space (CPS) method has been utilized to evaluate the extratropical transition (ET) of tropical cyclones (TCs) in many recent publications. However, these studies mainly focused over the North Atlantic basin. In this paper, the CPS characteristics of all the cyclones over the western North Pacific are investigated and discussed, with three parameters calculated from the best-track data of the Regional Specialized Meteorological Center in Tokyo and the Japanese 25-yr reanalysis data. It is concluded that most TCs over the western North Pacific possess the non-frontal and warm-core structure, while a larger number of cyclones that have undergone ET hold the frontal and cold-core structure. The spatial pattern of the CPS parameters indicates that the areas of tropical and extratropical cyclone activities could be demarcated by 30°N. The composite and individual series of three parameters of the CPS indicate that the transformation of −V _T^U from positive to negative leads to the start of ET, and could be considered as a potential predictor in operationally forecasting an ET event.     

Re-Examination of the Potential Vorticity Metrics for Determining Extratropical Transition Onset and Completion Times Using High-Resolution Data

Based on a high-resolution dataset, this note re-examines the recently developed potential vorticity （PV） metrics for determining extratropical transition （ET） onset and completion times. The PV metrics use average 330-K isentropic potential vorticity （IPV） to determine the ET onset time, defined as the 330-K IPV minimum time. However, the suggested 330-K IPV threshold fails to determine the ET completion time using the 20-km resolution data, and this IPV method cannot resolve reintensifying and weakening tropical cyclone cases due to the absence of differentiation of lower-level IPV tendencies after ET onset between these two groups of cases.     

登陆台风等熵面位涡演变的数值模拟研究

选取1997年第11号台风温妮为研究个例,通过中尺度模式MM5模拟再现了该台风登陆后经历初期减弱、变性及变性后再次发展的演变过程.引入Ertel等熵面位涡收支方程,深入分析了登陆台风结构演变的过程中绝热与非绝热作用对对流层低层位涡局地变化的影响.研究表明:台风温妮深入内陆的过程中,对流层低层台风中心西北侧位涡增长,且大值中心不再与台风中心重合;由于摩擦和非绝热加热的存在,对流层低层位涡不守恒,其局地变化主要决定于位涡的水平平流(守恒项)、位涡的垂直平流、加热的垂直微分(非守恒项)的分布;台风温妮变性前后,对流层低层位涡的守恒性逐渐减弱,非守恒项尤其是加热的垂直微分对位涡的局地增长的正贡献不断增强直至占有主导地位.     

Predecessor Rain Events in the Yangtze River Delta Region Associated with South China Sea and Northwest Pacific Ocean (SCS-WNPO) Tropical Cyclones

Predecessor rain events(PREs) in the Yangtze River Delta(YRD) region associated with the South China Sea and Northwest Pacific Ocean(SCS-WNPO) tropical cyclones(TCs) are investigated during the period from 2010 to 2019.Results indicate that approximately 10% of TCs making landfall in China produce PREs over the YRD region; however,they are seldom forecasted. PREs often occur over the YRD region when TCs begin to be active in the SCS-WNPO with westward paths, whilst the cold air is still existing...     

2005年登陆我国热带气旋特征分析

热带气旋是影响我国沿海的主要灾害性天气系统之一, 它产生的狂风、暴雨、巨浪和风暴潮, 给沿岸地区人民生命和国家财产安全带来严重威胁。而严重的台风灾害, 往往是台风登陆引起的。为进一步研究登陆热带气旋的活动规律, 总结了2005年登陆我国热带气旋的特点, 结果表明:2005年登陆我国热带气旋具有登陆季节短、登陆地点分布异常、台风比例异常偏高、灾害损失极为严重的特点。同时, 还讨论了2005年登陆我国热带气旋异常的气候原因, 并指出未来几年登陆热带气旋和台风的年频数处在上升趋势中。     

西北太平洋热带气旋变性过程中的风及降水分布变化特征分析

利用中国气象局上海台风研究所（CMA/STI）整编的热带气旋最佳路径资料、美国飓风联合警报中心（JTWC）最佳路径资料、美国国家海洋与大气管理局（NOAA）的全球多平台热带气旋风场资料（MTCSWA）和CMORPH降水资料、日本卫星云顶黑体辐射温度（T_BB）资料等,分析1987～2016年30年间西北太平洋228个变性热带气旋（ETTC）的活动规律、风与降水分布及其演变特征。结果表明:（1）ETTC年均7.6个,除1～2月,各月均有分布,峰值在9月。约90.4%的ETTC变性位置在30°N以北,仅约9.6%在30°N以南较低纬度,且多发生于春夏和秋冬交替季节。（2）TC（热带气旋）变性通常发生在其转向后,半数以上移速加快,大多数中心气压升高或维持,仅10.5%降低。（3）变性过程中ETTC近中心最大风速减小,最大风速半径增大,内核趋于松散。其34节风圈半径北侧明显大于南侧,风场结构非对称性增强。（4）ETTC强风和强降水呈显著非对称性分布,其强风区主要出现在ETTC中心东侧,即路径右后方;强降水区主要出现在北侧,且变性后在东北象限向外扩张。（5）较强的环境水平风垂直切变（VWS）是影响ETTC风及降水分布的重要因子。强降水主要出现在顺风切方向及其左侧,强风（去除TC移速时）出现在切变左侧。     

南海季风槽影响下热带气旋暴雨增幅的研究

使用NASA的热带测雨卫星TRMM资料、常规气象观测降水资料、NCAR/NCEP-2再分析资料及NCEP全球数据同化系统(GDAS)资料,分析研究南海季风槽伴随热带气旋登陆华南而导致热带气旋暴雨强烈增幅的事实,并根据观测事实提出季风槽伴随热带气旋登陆华南的定义.结果表明:(1)南海季风槽伴随热带气旋登陆导致热带气旋降水强烈增幅的天气现象发生在盛夏季节;(2)环流背景表现为副热带高压带状西伸,稳定控制华中一带;同时,西南季风活跃,南海季风槽位于南海北部之时;(3)热带气旋登陆后的填塞消亡时间因为季风槽的伴随而大大延长,热带气旋云系有再生、加强和扩展现象;(4)伴随登陆的季风槽对热带气旋暴雨无论是空间,时间,还是强度上均有强烈增幅作用,热带气旋暴雨在季风槽南侧延伸,尺度可达1500～2500km.