台风“风神”暴雨落区的诊断分析

利用常规观测资料、气象卫星资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对0806号台风"风神"登陆后的暴雨强度和落区进行诊断分析。结果表明:台风暴雨主要发生在台风登陆后48 h内,水汽通量散度、垂直速度、绝对涡度的空间分布与强降雨落区有很好的对应关系;冷空气入侵低压环流西部触发不稳定能量释放,对降水起到了增幅作用;从湿焓及湿焓平流场上可以提前12 h做出能量累积和未来强降水落区的预报,高湿焓区是不稳定能量聚集区,而台风压能风对湿焓的平流较为准确地反应了24 h后的强降水落区。     

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。

     

2012年两次台风造成黑龙江省大范围暴雨的成因对比分析

用常规观测资料和红外卫星云图资料对2012年台风"布拉万"和"三巴"登陆后变性北上给黑龙江省造成大范围暴雨天气过程成因进行了对比分析。结果表明台风"布拉万"、"三巴"受不同大气环流背景影响导致台风北上的路径不同;登陆北上后与冷空气结合形成不同的温压场结构、垂直上升运动大值区及云系导致降水落区和强度的不同。     

冷空气侵入超强台风“海燕”造成广西强降雨增幅成因分析

利用常规观测资料、NCEP、地面自动站等资料,对1330号台风"海燕"在冷空气影响期间物理量场的变化特征开展诊断分析。结果表明:冷空气侵入台风环流的西部触发不稳定能量释放,促进台风暴雨的增幅;位涡和散度垂直剖面分析表明一定强度的冷空气侵入使得气旋性环流有所增强;925h Pa的水汽通量散度负值区对其强降水落区有较好的指示意义。     

登陆北上山东台风暴雨非对称分布的成因对比分析

应用常规气象观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,选取登陆北上山东地点相近但暴雨落区分别位于台风中心西北侧和东北侧的两个台风,分析暴雨落区相对台风中心非对称分布的成因。结果表明：台风进入中纬度以后,0421号台风“海马”位于高空深槽前,与西风槽相互作用,西风槽携带的冷空气从西北侧侵入台风环流,产生湿斜压锋区强迫抬升、冷暖空气交绥、水汽辐合等因素造成暴雨,暴雨趋于出现在台风中心的西北侧,为高比湿舌前方、较强水汽辐合区与相当位温密集区叠加的区域;而0509号台风“麦莎”与副热带高压相互作用,引起涡度及涡度平流的非对称改变,暴雨区与500 hPa正涡度区或正涡度平流相对应,暴雨趋于出现在台风中心的东北侧,为强正涡度平流区与水汽辐合叠加的区域。     

1513号“苏迪罗”台风残涡强降水分布特征研究

运用自动站6 h降水资料和NCEP/NCAR的0. 25°×0. 25°再分析数据,着重分析了1513号台风"苏迪罗"及其残涡影响江苏期间强降水落区的分布特征,以及强降水落区与风场、涡散度、水汽通量散度等要素的对应关系。分析结果表明:强降水多分布在台风低层环流中心东北侧,风场围绕环流中心非对称分布造成辐合和正涡度在此处集中,进一步导致水汽在同一地区辐合,动力条件和水汽条件在同一地区叠加是强降水区位于环流中心东北侧的直接原因。单一等压面上的负散度和正涡度均可以在一定程度上指示出强降水站点位置,不同层次涡散度场的涵盖范围有所不同,三层算术平均后的涡散度较单一层次的指示性更为准确。"苏迪罗"登陆后在北上过程中接近中高纬西风带系统,环境风垂直切变逐渐增强且方向稳定,强降水落区基本位于850 h Pa至200 hPa间切变矢量的顺切变左侧,这一特征对判断登陆台风强降水落区具有一定的指导意义。     

台风“鲇鱼”(1617)导致的江西持续性暴雨天气过程成因

利用常规地面观测资料、卫星和雷达资料以及NCEP再分析资料,对台风"鲇鱼"(1617)在江西引发的持续性暴雨过程的形成原因进行分析.结果表明:台风处于大陆副热带高压和西太平洋副热带高压之间的鞍型场中,系统稳定维持,移动非常缓慢,影响时间长.台风登陆后水汽输送通道仍然维持,低层一支由偏南风和偏东风汇合而成的低空急流,为台风暴雨提供充足的水汽和热量.台风暴雨过程分为两个阶段:第一阶段台风本体降水.登陆后台风暖心结构逐渐遭到破坏,但台风中心附近仍维持上下一致的垂直正涡度柱结构,中低层正涡度区位于台风低压中心和台风北侧风向辐合带,辐合带附近不断有局地中尺度对流云团生成发展.同时,台风高层的气流辐散区与低层台风中心北侧的辐合带相互配合,形成"高层辐散、低层辐合"耦合的垂直环流结构.第二阶段台风与冷空气相结合形成的降水.因冷空气锋区南压而产生的锋生作用,一方面导致台风低压的不稳定能量进一步释放,另一方面使得低层的动力抬升作用增强.台风影响期间,地形对台风降水的增幅有一定的贡献.     

1215号“布拉万”台风暴雨及降水非对称性分布的成因分析

利用中尺度非静力模式WRF对2012年第15号台风“布拉万”在中国东北地区造成的暴雨过程进行了数值模拟,结合观测资料对模拟结果进行了验证,利用模式输出的高分辨率资料,对“布拉万”台风造成的强降水及其非对称性分布的成因进行了诊断分析。结果表明,模式很好地再现了台风登陆过程中的路径、强度变化和降水分布,受中纬度西风槽带来的干冷空气影响,“布拉万”台风登陆后的降水和环流结构具有明显的不对称性,降水主要集中在台风中心西北侧的能量锋区附近。水汽散度通量和水汽螺旋度能够较好地描述强降水过程的发生、发展及其非对称性分布的时空特征,在强降水区,水汽散度通量表现为正值强信号,而水汽螺旋度表现为负值强信号,在非降水区和弱降水区,两者均表现为弱信号。等熵位涡分析显示,对流不稳定只是此次台风暴雨前期和初始阶段的不稳定条件,而湿位涡(MPV)的湿斜压项(MPV₂)则是暴雨增强和出现非对称性分布的主要机制。在暴雨形成过程中,由于冷空气侵入造成了在台风环流西北侧湿等熵面的陡立倾斜和水平风垂直切变的增强,导致了气旋性涡度的显著增强,气旋性涡度增强造成的强烈上升运动将降水区东南侧输送过来的暖湿空气向上输送,从而导致了暴雨的发生,这其中条件性对称不稳定是降水得以加强的一种重要不稳定机制。     

2010年7月31日吉林省东南部短时强降水过程分析

利用吉林省加密站实时观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和吉林省白山观测站多普勒雷达等资料,对2010 年7月31日吉林省东南部的短时强降水天气过程进行初步分析。结果表明：500hPa平直锋区上短波扰动出现往往伴随强对流天气的发生;上冷下暖的热力垂直结构有利于低层辐合抬升;当风场引起的辐合抬升仅存在于底层时降水不会发生,故更需关注整层风场的结构变化;强降水水汽来自于暴雨区前期降水的积累,缺外来水汽的持续输送是此次强降水历时短的主要原因之一;小股冷空气入侵高温高湿气团是导致不稳定能量释放的主要原因,强降水落区对应于冷空气侵入高能区位置,强降水时段对应K指数由极大值减小的过程;多普勒雷达资料中雷达回波的强度和缺口、径向速度的强度和零线形状、以及逆风区对预报短时强降水具有很好的指示意义。     

台风“山竹”登陆结构变化及造成广西强降水异常分布的成因分析

利用地面加密自动站观测资料、多普勒天气雷达及NCEP格点再分析资料,对2018年第22号台风“山竹”登陆前后环境场、动力热力场结构变化特征进行了分析,并初步探讨台风造成广西强降水分布异常的成因。(1) 200 hPa南亚高压稳定维持、西南季风与越赤道气流、西太平洋气流卷入提供水汽和能量是台风登陆后强度减弱缓慢的重要因素。(2)台风登陆移入广西过程中,其中高层θ_se漏斗状结构、正涡度柱状结构维持,东侧和北侧低层有深厚入流辐合上升,高层有明显出流。(3)水平风场的不对称分布导致台风东侧到北侧存在明显的风向切变和风速辐合,出现垂直螺旋度正值中心和强水汽辐合区,对应有螺旋对流回波带发展、维持,这可能是“山竹”强降水出现在台风偏北侧的重要原因。(4)云贵高原冷空气的侵入加剧了热力不稳定,加上地形抬升增幅作用,导致桂北和桂西持续强降水。(5) “山竹”降水分布与低层湿位涡负值区有较好对应,强降水主要出现在湿正压项(MPV1)负值中心附近和MPV1负值区与湿斜压项(MPV2)正值区相叠加的区域。      

台风“苏拉”登陆福建后降水的非对称成因分析

利用常规天气资料、NCEP再分析资料、卫星云图、新一代天气雷达等资料,分析了2012年第9号台风"苏拉"降水预报失败的原因及其暴雨成因。结果表明:此次台风暴雨预报失败的主要原因在于预报过程中没有关注台风垂直结构的改变及其对降水落区的影响。"苏拉"台风暴雨是在中高纬稳定的环流形势下发生的,低层到高层引导气流的变化导致"苏拉"高层风暴中心向南倾斜;环境风垂直切变导致了台风降水的非对称分布,环境风垂直切变方向的左侧是强降水发展的区域;此外,随着台风环流中心在垂直方向发生偏移,改变了涡度平流的垂直分布,从而导致了福建省南部的暴雨。因此关注登陆台风中心在垂直方向的偏移对台风降水预报非常重要。     

乐清以北登陆台风“利奇马”和“阿贝”造成温州强降水差异的环境场特征分析

利用常规观测资料、加密自动站资料、中国气象局(CMA)热带气旋最佳路径数据集和欧洲气象中心ECMWF逐6 h的0.125°×0.125°资料,分析乐清以北登陆的1909号超强台风"利奇马"和9015号台风"阿贝"影响温州强降水的分布特征,以及造成温州南北暴雨强度差异的环境场特征。结果表明:(1)"利奇马"和"阿贝"台风的环境场特征相似,副高平均脊线位置高,研究区内台风主体没有与冷空气结合,降水主要由台风螺旋雨带造成;(2)台风登陆前动力场均存在中高层弱辐合和低层弱辐散,且东冷西暖的θ_(se)平流结构有利于强降水的维持,中高层水汽通量散度强度大于-4×10~(-5)g·cm~(-2)·hPa~(-1)·s~(-1)的区域与暴雨落区的形态和位置对应良好,中低层Q矢量辐合区和大暴雨落区对应良好;(3)台风过程累积雨量与台风中心距离和地形高度具有显著相关关系,温州北部雨量增幅比南部大;(4)该路径造成温州南北部降水差异大,北部暴雨量级比南部大、降水持续时间比南部长,北部乐清和永嘉交界的迎风坡出现超历史极值降水现象概率大。     

0513号台风"泰利"引发浙南特大暴雨过程分析

利用地面加密自动站观测资料、雷达和NCEP1.0°×1.0°再分析资料,对0513号台风"泰利"引发浙南特大暴雨过程进行了分析。结果表明,此次降水具有明显的时空分布特征:特大暴雨出现在温州西南部,强降水主要集中在3~4个小时内;500 hPa西风槽、大陆高压及副高的演变直接影响台风的移向;低层东南部海面的强水汽输送带为暴雨区提供了充足的水汽;雷达强回波带的稳定维持是造成温州西南部特大暴雨的直接原因;暴雨发生前后物理量场——涡度场、垂直速度场、螺旋度场、水汽含量场、水汽通量散度场分布基本一致,能很好地对应特大暴雨的落区及强降水的集中时段。     

登陆福建热带气旋短时强降水特征

利用地面逐时降水资料、常规天气资料、雷达、卫星以及台风年鉴资料,对39个登陆福建不同地段的台风短时强降水空间、时间分布及强降水强度、落区、过程雨量分布及其与登陆时台风强度关系等进行统计分析,揭示登陆福建台风短时强降水规律,结果表明:(1)登陆中部台风强降水站数虽多,但单站强降水持续时间最短;登陆北部台风强降水站数虽少,但单站强降水持续时间最长。(2)强降水主要时段登陆北部、中部类是登陆前5小时至登陆后5小时,登陆南部及南海北上类是登陆时至登陆后15小时。此外,南海北上类及登陆北部类强降水落区多数在内核区;登陆中部类强降水落区在台风中心附近的频率是几类中最低的,大部分强降水落区在北侧的螺旋雨带上。     

“苏拉”台风引发福建西部大暴雨成因分析

利用常规天气资料、NCEP 1°×1°再分析资料、地面降水资料以及福建新一代天气雷达资料对2012年"苏拉"台风登陆后引发福建西部大暴雨天气成因进行分析,结果表明:"苏拉"登陆后高空涡旋受大陆高压东侧偏北气流引导向偏南方向移动,同时,台风登陆后进入大的环境风垂直切变区并向切变左侧倾斜,使得台风南倾结构进一步加大。台风结构南倾为福建西部大暴雨区提供了良好的动力条件,"苏拉"自身带来的水汽及台风南侧西南气流为暴雨区提供了充足的水汽来源,高空冷空气入侵与低层的高温高湿区形成上冷下暖结构呈现出条件不稳定层结,有利于深厚湿对流产生,结合充分的水汽供应,出现大暴雨天气。大范围暖平流配合风速辐合,中高层冷空气入侵与低层西南暖湿空气结合以及低层的西南急流建立是三个强降水阶段对应的中尺度天气特征。     

一次早台风暴雨的湿位涡分析

对0601号早台风暴雨进行湿位涡分析,结果表明:台风移向高空槽的过程中,冷空气在台风登陆前以高MPV1柱的形势下传使得台风低层环流对流稳定度减小、湿斜压性增大,导致垂直涡度显著发展,暴雨增幅。特大暴雨发生在台风低层出现MPV1锋区的时段,低层大范围正MPV1区的出现预示着强降水的结束,暴雨落区与低层正MPV2分布相一致。     

新一代天气雷达在濮阳特大暴雨过程中的应用

利用天气图和新一代天气雷达产品,分析了2005年台风 "海棠" 造成的濮阳特大暴雨成因及暴雨落区和回波特征的对应关系,结果表明在多普勒速度图上,中小尺度运动辐合区对应暴雨中心;辐合区、逆风区有利于强降水回波的发展和维持,是分析暴雨的一个重要指标;强回波中心朝辐合区方向移动.     

一次早台风暴雨的湿位涡分析

对0601号早台风暴雨进行湿位涡分析,结果表明：台风移向高空槽的过程中,冷空气在台风登陆前以高MPV1柱的形势下传使得台风低层环流对流稳定度减小、湿斜压性增大,导致垂直涡度显著发展,暴雨增幅。特大暴雨发生在台风低层出现MPV1锋区的时段,低层大范围正MPV1区的出现预示着强降水的结束,暴雨落区与低层正MPV2分布相一致。     

我国热带气旋研究十年进展

使用中国气象局热带气旋年鉴、FY-2云顶亮温资料、常规观测资料及NCEP/NCAR再分析资料,对两个路径相似北上深入内陆,发生变性并直击黑龙江省的1215号超强台风“Bolaven（布拉万）”和1913号超强台风“玲玲（Lingling）”特征和降水差异进行对比分析。结果表明：（1）两次台风暴雨过程均与中尺度锋生有关。较强冷空气侵入促使“布拉万”西北侧锋区强烈锋生,深厚的上升运动形成中尺度对流区,降水强度大,使其变性快,移动慢。（2）“玲玲”北上到相同纬度时具有更大的强度,更深厚的湿层和低层更大的比湿,但由于仅有扩散南下的弱冷空气侵入台风环流,使其变性慢,移动快,台风中心北侧锋生作用弱,降水强度和范围均较小。（3）对流结构和降水强度有较大差异,“布拉万”云系东侧减弱消散,西侧和北侧与冷空气相互作用触发对流;“玲玲”云系结构基本维持不变,中尺度对流云团出现在台风中心及中心北部。（4）“布拉万”过程,大气具有强对流不稳定性,暴雨区域内对流活跃,强降水持续时间长。“玲玲”北上时,仅在低层有弱对流不稳定,对流较弱,强降水持续时间较短。暴雨区低层对流不稳定、中层湿对称不稳定,有利于强降水的维持和发展。

     

由河南\

利用常规观测资料以及区域自动站资料、多普勒天气雷达产品、卫星云图、地基GPS水汽资料、闪电定位资料以及NCEP 1°×1°再分析资料,分析了2016年7月9日豫北特大暴雨过程的环流背景与中尺度对流特征。结果表明:该过程发生在1601号台风北上、500 hPa低涡缓慢东移、200 hPa急流稳定维持的环流背景下,低层辐合、高层辐散,边界层正负温度平流对呈对称分布,对应中尺度次级环流,加强上升运动发展。大气为强对流不稳定结构,为强降水提供了能量条件。水汽输送和辐合为暴雨提供了有利的水汽条件,湿舌伸向豫北,水汽通量高值区和水汽辐合中心对应暴雨中心;GPS可降水量(PWV)在强降水发生前急升,当PWV迅速下降时降水强度明显减弱。强降水主要由低涡云系中不断生成发展的中尺度对流云团造成,其落区与云顶亮温(T_BB)梯度大值区对应且靠近其低值中心,地闪频数峰值提前于强降水峰值1~3 h。地面高温高湿环境和冷舌的侵入对中尺度对流产生有重要作用,地面辐合线为其触发机制,长时间维持导致暴雨发展;混合型回波列车效应明显,强回波伸展高度低于3 km,质心较低,不同于雹暴回波结构,类似于热带海洋型降水回波;雷达速度图上逆风区和辐合区多次出现。豫北特殊地形成为冷空气南下通道,低层维持东南气流,风向与山脉走向垂直,地形强迫抬升以及摩擦辐合作用使暴雨增幅。