利用卫星云图预报西太平洋台风的发生发展

几十年来,台风发生发展的大量研究,得出许多重要结论,对于台风发生发展的预报起了积极作用。然而,长期来,由于浩瀚的大洋上资料缺乏,致使许多重要成果在实际应用中受到一定限制,在日常预报工作中较难掌握。 自从气象卫星云图投入日常天气预报业务之后,填补了海洋上资料的空白,为预报台风的发生发展提供许多重要线索。本文根据十多年来的实践,讨论利用卫星云图预报西太平洋台风的发生发展问题。     

利用卫星云图作台风预报的一些经验

一、前言两年来,我们在台风预报中着重使用了卫星云图,初步积累了一些经验。本文所介绍的南海台风和西太平洋台风预报经验,是根据卫星云图资料作出的,它的目的是想直接在卫星云图上,从云系结构和云系分布的外形特点入手,找出作台风动向、发生和发展的预报指标。     

利用数值预告产品及卫星云图做台风预报

根据１９９０－１９９２年ＥＣＭＷＦＢＡＦ预告图预报台风能力的评估统计，并通过１９９２年１５、１６、１９号３个台预报分析的实例，说明值预告产品对台风的预报能力已超过经验预报的水平。指出分析数值预告产品和卫星云图可以收到很好的效果。     

卫星云图资料在台风路径相似预报中的应用

利用中国气象局（CMA）最佳台风路径资料、地面加密自动站资料、SRTM30数据与ERA5再分析资料,对2013年相似路径台风“苏力”与“潭美”造成的福建暴雨落区差异的成因进行了分析。结果表明：（1）两次台风暴雨过程中福建强降水落区相对于台风移动路径方向的位置在其登陆前后有所不同,台风登陆前强降水均位于其路径北侧（闽东北）,台风登陆后“苏力”强降水转至其路径南侧,而“潭美”强降水则位于路径附近。（2）台风登陆前“潭美”相较于“苏力”低纬存在强水汽输送带、闽东北上空高能高湿、低层辐合和高层辐散形成的抽吸作用,配合垂直正涡度场及地形抬升作用,该区域上升运动强且伸展高度高,导致其路径北侧降水强度更大、范围更大。（3）台风登陆后,“苏力”路径的南侧为强水汽辐合中心、气流汇合区及能量锋区,垂直正涡度柱南倾,上升运动强烈且强对流不稳定;“潭美”移动路径附近为强水汽辐合中心,西北气流与偏西气流汇合,维持暖湿结构,正涡度柱范围位于台风中心附近,该区域配合低层辐合、高层辐散,强垂直上升运动。受地形的引导、阻挡作用,低层气流加速辐合与抬升,有利于强降水的维持和加强。（4）台风强降水落区与环境风垂直切变有较好的对应关系,强降水区往往位于环境风垂直切变矢量下游和左侧;“苏力”和“潭美”登陆前后环境风垂直切变强弱和方向不同,可能是造成福建暴雨落区差异的重要原因之一。

     

用卫星云图预报台风的方法(上)

本文根据3小时间隔的地球同步卫星云图照片,给出预报台风的方法。包括判别台风发生发展,确定中心位置,估计强度,从而作出台风强度、路径和台风天气的预报。     

用卫星云图预报台风的方法(下)

4.预报台风未来24小时的移动方向 (1)各类路径的定义 按照台风未来24小时内移动方向,可分为西行类、西北类、北上类和转向类(见图19)。 (2)由环境云场初步确定台风移动方向     

利用卫星云图预报初夏冰雹

冰雹是一种中小尺度的强对流天气,它的特点是空间尺度小,生存时间短,天气现象激烈,单用天气图预报难度较大。1974年以来,我们利用卫星云图资料,结合天气图分析方法,制作我省初夏的冰雹短期预报,有较好的效果。     

改进的静止卫星云图软件处理系统

静止卫星云图是科研业务工作的重要观测数据。在静止气象卫星更新换代的背景下,旧版静止卫星云图处理系统已经不能适应处理新数据的要求。文章简要介绍了改进的静止卫星云图软件处理系统的新数据接口与新功能。新软件能够兼容的数据包括9210下发的多种类型AWX格式卫星资料,GPF(Geostationary-satellite Project File)格式资料,HDF5格式云图资料,北京大学存储的GMS-5、GOES-9、MTSAT-1R等资料;新功能包括云图动画、云图通道切换、客观分析诊断、等值线图、流线图、格点矢量图、云图的增强显示、通道间计算、TBB/反射率等值线图、TBB统计、卫星数据格式转换等。     

用云图特征作台风的路径预报

通过普查1973—1979年卫星云图资料发现,台风移向和台风与副热带高压晴空区位置的配置关系密切。这主要体现在台风靠近副高晴空区时,副高南侧偏东气流对台风的操纵力增加,使台风移向的偏西分量增加;台风远离副高晴空区,偏东气流影响减弱,台风移向偏北分量增加。另一方面,台风本身云系结构,对台风短期移动方向也有指示作用。如台风西南方卷入的低云角度和范围很少变化,则台风移向稳定,     

利用数值预告产品及卫星云图综合分析做台风预报

长期以来,对于热带气旋,热带风暴、台风(以下统称为台风)的预报,地市气象台一般是以预报员的经验预报作为主要依据。八十年代后期开始,数值预报、统计相似等客观预报方法已取得显著的进展。但是,这些方法一般仍只作为预报值班员的参考。对于数值预告产品的综合分析及近几年发展起来的地市气象台数字化卫星云图的分析预报方法研究不多。温州市气象台在1990年以来,已初步形成一套利用数值预告产品及卫星云图综合分析做台风预报的思路。本文结合1992年15、16、19号三个台风的预报分析作具体说明。     

利用静止卫星红外云图资料估计地面降水

介绍了长江上游的地面降水估计系统，该系统直接利用原始的云图资料，通过精度较高的非线性插值定位方法尽可能的保存其原有精度，并引用美国佛罗里达州中尺度气象试验及有关降水估计的先进研究成果，根据云体面积、性质估计出总降水量后，再利用当时的探空资料进行修正以得出符合当地实际情况的总降水量和平均雨深．在分析过程中采用大量自己研制的新的分析方法，提高了降水估计的精度，丰富和健全了系统的功能．     

利用静止卫星云图特征对黑龙江省冰雹天气进行估计

利用静止卫星云图资料分析黑龙江省在冷涡云系或冷锋云系的影响下,对灾害性天气冰雹的预测。主要是利用现代化的手段通过对云顶亮温、云顶亮温梯度特征与冰雹的关系,进行深入分析,得出数值计算关系,从而实现自动化、智能化对冰雹天气的预测。根据该原理编制软件,实现了计算机化,以图像方式显示,划分等级,其特点为操作简便、预报确率高等。     

气团订正对静止卫星成像仪资料同化在台风预报中的改进效果研究

基于美国台风预报系统（Hurricane Weather Research and Forecasting,HWRF）,研究了气团订正方法对GOES-13/15静止卫星成像仪资料同化效果的改进作用,选取了2012年6月23日生成于大西洋地区的台风Debby作为研究对象,通过一组对照试验比较了气团订正前后台风路径和初始场相关物理量的差异,结果表明:气团订正能显著减小GOES-13/15静止卫星成像仪资料的系统偏差,明显提高台风路径的预报效果,气团订正使得预报的台风路径与观测路径的平均偏差和标准差降低了30%左右,提前6 h实现了台风路径的正确转向。物理机制分析表明,经过气团订正后的静止卫星资料增强了位于台风东南侧副热带高压的强度,同时增加了台风东部的温度和比湿,在引导气流和大气温、湿场的共同作用下,台风预报路径实现了正确转向。      

利用卫星云图作广西强降水短时预报

构造天气学意义明确的卫星云图状态函数模型,在对云层进行分类的基础上,定量提取卫星云图参数,通过与云图模板的相似运算寻找短时预报指标。试报结果表明,这种方法对提高强降雨落区的短时预报准确率是可行的。     

台风路径统计预报的改进

应用数值预报产品并采用多种预报方案相结合建立了台风路径的统计释用综合预报模式，从而提高了台风路径预报的技巧。经１９９４年台风季节业务试用，其预报性能比原有的统计预报模式有较大的提高，试验表明，充分利用在预报时可得到的数值预报输出产品的采用多种方案集成是改进台风路径客观的有效途径。     

利用卫星云图作广西强降水短时预报

构造天气学意义明确的卫星云图状态函数模型，在对云层进行分类的基础上，定量提取卫星云图参数，通过与云图模板的相似运算寻找短时预报指标。试报结果表明，这种方法对提高强降雨落区的短时预报准确率是可行的。     

利用卫星云图作安顺地区短期强降水预报

用１９９４年影响安顺地区的几次强降水天气过程，对照卫星云图进行了分析，总结出３种不同类型的云系特征，探讨了云顶温度与降水的关系，并举例说明了使用方法，对在实际业务工作中的判断云与降水的关系有一定的作用。     

利用GOES9静止卫星的PGM云图辨别雾区方法初探

本文通过GOES9静止卫星的PGM云图和沿岸地面测站的观测结果,结合2005年3月27日一次大雾个例展开研究,通过分析PGM云图在所获得的可见光云图上,确定一个最低反照率来辨别雾区;另外,试图选择1通道红外云图亮度温度值结合确定雾区和高度,并且希望以此来进行夜间雾区的监测和预报。经过选取不同最低反照率反复试验,最终确定0.13能够很好地反映雾区,而利用1通道红外云图则不能通过亮度温度TBB这一指标确定雾区。     

Windows下静止卫星云图处理软件

使用可视化开发工具在微软Windows操作系统下开发了一套针对科研和教学使用的GMS-5静止卫星云图处理软件,它使用方便灵活,基本功能完备,能够完成气象研究中对静止卫星云图处理的基本要求。该软件的主要功能有：云图叠加地图与经纬网格、亮温等值线处理、云图平均、云图数字增强、云图转存为常用格式图像文件等。     

关于改进台风路径客观预报方法的近况

在毛主席关于发展科学技术的“百花齐放、百家争鸣”的方针指引下,台风路径客观预报方法从许多不同途径进行了探索,取得了可喜的成果,呈现出一派欣欣向荣的兴旺景象。从1976年台风季节开始,中央气象台从这些研究成果中选择了九种方法将其预报结果正式发报,供沿海气象台站参考。初步试用结果表明,这些方法有较好的参考价值,其中有些方法不论是预报的精确度还是路径趋势的稳定性,均不低于国外的水平。但也应该看到,目前取得的成果还只是初步的,大多数预报方法对路径变化比较复杂的台风还缺乏预报能力,预报的精确度还有待提高。因此,还需要对已经研究出的台风路径客观预报方法努力提高改进,并不断探索新的途径。