基于散射计风场数据的台风强度诊断方法——以海洋二号卫星数据为例

本文提出了一种基于散射计风场数据的台风定强方法。该方法定义了台风所在海区的一个圆形区域上的风速平均值来对台风进行定强,并使用海洋二号卫星散射计历史数据对该方法进行了验证。验证结果表明,该台风定强方法可以克服散射计反演台风风速过低的问题。与台风强度监测的历史记录比较的结果显示,在台风强度低于"强台风"这一强度等级时,该方法能够有效估算台风强度。     

应用现行台风域内气压场模式的一点看法

台风潮动力数值计算结果的好坏,在很大程度上依赖于台风域内气压场和风场模式的优劣。而台风风场模式,一般说来,更直接地依赖于气压场模式。因此,对台风域内的气压分布进行讨论,对于提高台风潮数值计算精度并不是多余的。下面仅就比较流行的三个模式做一讨论。     

基于加速鲁棒特征图像匹配的云导风计算方法

利用云导风技术结合高分辨率气象卫星遥感数据获取风矢量,在监测台风等极端气象灾害方面具有重要应用。本文提出了一种基于加速鲁棒特征(speeded up robust features,SURF)图像匹配的云导风计算方法,利用SURF算法结合随机抽样一致算法(random sample consensus,RANSAC),提取并匹配两景连续时序云图的特征点,计算风矢量,并结合当地大气温度廓线指定云高,经质量控制得到云导风矢量。运用该方法模拟了2018年台风“山竹”的云导风矢量,以美国威斯康星大学气象卫星研究合作所(CIMSS)的大气运动矢量资料进行验证,结果表明:(1)风速和风向的相关系数分别为0.78和0.79,均方根误差分别为4.75 m·s^–1和37.64°,平均绝对百分比误差分别为33.49%和22.55%,整体具有良好的模拟精度;(2)与CIMSS资料相比,基于特征点匹配的SURF云导风计算方法在反演密集云区的风矢量有明显优势,可有效提高云区内风矢量的数量,扩大风矢量的空间覆盖范围;(3)图像对比度增强处理对特征点的提取和风矢量的空间分布有重要影响,伽马变换因子γ=5时,能较好地平衡台风外围螺旋云带和中心附近云区的风矢量数量,反映台风风场的整体特征。该方法作为基于尺度不变特征变换的云导风计算方法的改进,可为利用卫星遥感影像数据进行云导风计算提供新的思路。     

广东大亚湾核电站海滨处不同重现期台风增水值推算

本文采用数值模拟方法,以汕尾、港口两站的历史台风增水资料作校验,计算了107个(1949～1983年)台风在核电站海滨处引起的台风增水。从中每年挑出一个最大值构成台风增水的年极值样本序列,用P-Ⅲ型曲线,弓贝尔分布等四种方法计算了不同重现期的台风增水值,后以P-Ⅲ型曲线的计算值作为最终结果。并通过与站址附近历史台风暴潮灾害的调查资料,大亚湾两侧某些站不同重现期台风增水值的计算结果,以及假想台风的台风增水计算值三个方面的比较论证了本文提出的核电站海滨处不同重现期的台风增水值的可靠性。     

应用Bretschneider经验公式及Meyers台风模式计算台风波浪

本文应用Bretschneider经验公式及Meyers台风模式,对发生在西北太平洋的台风波浪进行了计算,结果表明:计算得到的台风波高与实测波高基本符合.本文应用Meyers台风风场模型时,对其最大风速半径公式中的平均气压值进行了订正:当台风中心移入东海时,取P_N=1010mb,移入南海时取P_N=1008mb。     

新的台风风场计算方法

本文分析了Je氏风场模式与Rankine涡风场模式之间的联系,提出两种计算台风风场的新方法。新的台风风场计算方法改进了Je氏和Ran氏两个风场模式,克服了Je氏风场模式计算风速偏大,Ran氏计算风速偏小的缺点。新的风场模式的后一种模式的风速分布曲线以一种比较合理的同时优于Je氏和Kan氏的风速衰减速率向远方逐渐衰减。此外,文中提出的移动台风风场计算方法也在一定程度上改进了宫崎正卫和Je氏两个人的方法。     

台风波浪数值预报的CHGS法——Ⅱ.台风风场中梯度风摩擦修正系数和风向内偏角的计算

本文采用含有摩擦力项的台风梯度风方程,其离心力项中曲率半径的计算考虑了台风移动的因素,由此得到的台风风场模式,其梯度风摩擦修正系数c和风向内偏角β都是变化的。c一般从台风外围的0.6以下向台风中心方向递增,到台风眼壁附近其值接近1.0;β由外围的35°左右向台风中心方向递减,到眼壁附近减为5°以下,这比以往所用模式都有明显的改进。     

基于HY-2A微波散射计海面风场资料的台风风剖面信息提取研究

台风风剖面信息是直观反映与台风中心不同距离的各点与平均风速关系的曲线,它是确定各级台风风圈范围的重要基础。本文利用HY-2A微波散射计海面风场资料,结合Holland风场模型提出了一种新的台风风剖面信息提取方法,并选取2012–2017年期间16期典型台风进行应用。结果表明:34 kt与50 kt风圈半径的平均均方根误差为37.6 km与18.3 km,该方法具有较好的适用性和精度。本研究对于描述台风结构特征及潜在的破坏力和台风可能的影响范围具有一定的现实意义。     

一种调整台风参数的方法

本文针对我国海面风数值预报和后报研究，基于现有的实测资料和前人的经验统计，就海面风模式中较敏感的风资料参数对台风最大风速半径的确定提出了一种较客观的统计方法，使之在缺乏观测资料的情况下能合理地反映海面风实况。在这之前，本文对中国《台风年鉴》１９７０年以前偏大的最大风速资料进行了合理的订正，使之在进入海面风数值模式前能真实地代表台风气候特征。     

一种调整台风参数的方法

西文针对我国海面风数值预报和后报研究，基于现有的实测资料和前人的经验统计，就海面风模式中较敏感的风资料参数对台风最大风速半径的确定提出了一种较客观的统计方法，使之在缺乏观测资料的情况下能合理地反映海面风实况。在这之前，西文对中国《台风年鉴》１９７０年以前偏大的最大风速资料进行了合理的订正，使之在进入海面风数值模式前能真实地代表台风气候特征。／     

渤海台风潮预报的诺模图方法

本文把历史上进入和影响渤海的台风路径划分为五种类型,给出了27条典型的假想台风路径,同时让一个强度相当于7203号台风的“标准台风”,（台风中心气压示度为40百帕,最大风速半径为120公里）以三种不同速度（6m/s,10m/s,14m/s）分别沿27条路径袭击渤海,计算出81种情况下的逐时风暴潮位场。附录1,2,3中给出了8个验潮站在每种情况下计算的最大增水值。用这些计算结果对历史上4次较强的台风潮进行了查算,查算结果与实况吻合较好。     

北海市沿岸风暴潮预报方法研究

根据1965-2008年共77个热带气旋影响的北海站过程最大增水资料,采用两种方法进行后报结果研究,结果表明:经验预报方法的计算值与左路台风的实测值拟合较好,但是,当实测值≤70 cm时,其计算值大于左路台风的实测值,当实测值＞70 cm时,其计算值小于左路台风的实测值;数值预报方法的计算值与左路台风的实测值拟合较好,但是,无论左路台风(实测值＞ 70 em)或中路台风,数值预报方法的计算值都小于实测值,而其它两路台风没有呈现规律性变化;两种预报方法结果检验,得出无论右路台风、中路台风、左路台风(实测值≤70 cm)或左路台风(实测值＞70cm)的风暴过程最大增水预报,经验预报方法计算结果均较好,尤其是对左路台风(实测值≤70 cm)的风暴潮预报.     

OSMAR071G地波雷达对“莫兰蒂”台风风眼的观测

利用福建省海洋预报台业务化运行的OSMAR071G高频地波雷达海洋表面观测系统,对2016年9月14日-15日"莫兰蒂"台风穿越台湾海峡并登陆厦门岛的全过程进行了实时观测。根据地波雷达观测的风场数据,计算了海洋表面风场涡流特征,通过涡场结构确定了涡旋的中心,以此确定为台风海面风眼实时位置,通过连续观测,从而得到了台风海面风眼的轨迹。该风眼轨迹与国家卫星气象中心的发布的台风路径基本一致。本次观测表明了OSMAR071G高频地波雷达系统能够准确实时地对台风进行遥感探测。     

Delft3D在天文潮与风暴潮耦合数值模拟中的应用

本文应用Delft-3D水动力学计算软件,以长江口地区为例建立的台风风暴潮、天文潮耦合数值预报模型,对台风风暴潮、天文潮两潮耦合预报模式进行探研和分析。该模式不同于以往的单纯台风增水模型与天文潮叠加的风暴潮模式,而是在计算中直接对天文潮和台风风暴潮进行两潮耦合,有效地消除了近岸地区潮波与增水之间叠加的非线性影响。通过模拟台风8114和7708过境对长江口的影响,并与实测数据比较,预报结果和实测水位过程的对比说明,台风风暴潮耦合数值预报模式对增水和高潮的过程预报是准确的,两者在高水位时同步且相差甚微。     

台风海面风场动力诊断模式的建立与模拟计算

本文总结和归纳了已有的台风海面风场模式,按照风场模式物理背景的不同进行了分类．在此基础上,本文选择并建立了一种新的台风海面风场动力诊断模式．首先,利用台风影响范围内某条具有代表性的闭合等压线的拟合方程表示出台风海面气压场,并利用改进的气压场模式和修正的梯度风方程求得台风系统风场,同时还利用宫崎正卫的热带气旋合成风假设建立移行台风风场．然后将两者作权重订正后进行迭加,即得到台风模型风场．该模式考虑了包括台风气压场的非对称性、边界层摩擦效用、气压梯度的切向变化及台风中心移动的影响等多种因素．经过对0519号“龙王”台风的模拟,结果表明本文所建立的台风风场模式可以比较准确的模拟出非圆对称的台风海面气压场和海面风场,较为真实地反映实际台风风场的特征．     

"威马逊"台风的结构特征

本文主要用卫星云图、舟山713雷达探测资料分析“威马逊”台风的结构特点,以及用MICAPS系统下发的t213物理量资料诊断分析“威马逊”台风对流层各层的物理量分布,发现在台风东北象限降水条件最好,西南象限最差。并初步分析了其原因是由于输入云带的影响。用舟山测风站资料计算物理量,分析台风边界层的物理量特征。最后分析了台风周围大风的分布情况,用梯度风和经验风公式拟合测站风速,并分析了拟合的误差情况。     

受陆岸影响浅水区台风风浪的计算方案

在我国港口工程技术规范的波浪成长理论基础上，考虑到台风波浪的基本特点、等效水深的概念、浅水区波浪的折射、不规则波的能量分布特性、受陆岸和岛屿影响角度范围内的有效能量风区长度等因素，提出了受陆岸、岛屿影响浅水区（包括海湾区）台风风浪的计算方案。本方案只需台风中心位置、中心气压和计算点于各方位的风区长度（受陆岸影响部分）等资料，便可快速地得到计算点的波浪要素。经实测资料验证，效果良好。     

受陆岸影响浅水区台风风浪的计算方案

在我国港口工程技术规范的波浪成长理论基础上，考虑到台风流浪的基本特点，等效水深的概念，浅水区波浪的折射，不规则波的能量分布特性，受陆岸和岛屿影响角度范围内的有效能量风区长度等因素，提出了受陆岸，岛屿影响浅水区（包括海湾区）台风风浪的计算方案，本方案只需台风中心位置、中心气压和计算点于各方位的风区长度（受陆岸影响部分）等资料，便可快速地得到计算点的波浪要素。经实测资料验证，效果良好。     

南海台风浪推算中风场的计算问题

目前,推算台风浪的方法主要是由台风气压场模式计算海面风场,再由计算出的风场推算台风浪。因此,对于台风浪的推算来说,选择或建立什么样的气压场模式至关重要。本文基于对目前常用的各种台风气压场模式的比较分析,并根据南海台风风场的一般特征,提出一个适用于南海的台风浪推算的台风风场和气压场的合成模式。     

台风波浪数值预报的CHGS法——Ⅳ.计算结果与模式的检验

本文用CHGS模式对南海北部海区3个台风过程进行了台风波浪数值计算,并将计算结果与实测资料进行了比较。通过本文的分析比较,可以认为CHGS模式用于台风波浪数值计算效果是好的。