登陆孟湾风暴结构演变特征数值模拟研究

利用MM5V3中尺度数值模式对2004年5月19日登陆的孟湾风暴进行了数值模拟分析,讨论了风暴中心移动路径,分析了风暴登陆前后的流场、动力场和热力场结构,并与西太平洋登陆台风的结构变化做了比较。结果表明,风暴中心的模拟路径与实况路径虽有一定误差,但总趋势均向东北方向移动,表明模式对本个例的模拟预报可以参考;孟湾风暴登陆前后,其结构与登陆台风变性阶段一样,经历了从热带气旋的基本对称的垂直分布结构演变到斜压非对称结构;风暴登陆后,由于地形和冷空气的作用,动力场和热力场表现为对流层中低层锋区增强、倾斜涡度发展,导致对流不稳定和斜压不稳定。     

孟湾风暴数值模拟实验及其结构特征分析

利用MM5V3中尺度数值模式对2003年5月19日登陆的盂湾风暴进行了数值模拟分析,讨论了风暴中心移动路径．分析了风暴在海上以及登陆前后的流场、动力场和热力场结构。研究结果表明,风暴中心的模拟路径与实况虽有一定误差,但总趋势均向西北偏北方向移动,表明模式对本个例的模拟预报可以参考。由于地形作用,盂湾风暴的动力结构和热力结构均发生一系列改变。     

孟加拉湾风暴Mala登陆期间地形敏感试验

孟加拉湾是全球8个热带气旋易发生的地区之一。孟加拉湾风暴向偏北和偏东方向移动,会对中国青藏高原和西南地区形成重大影响,而孟加拉湾风暴的移动方向受到青藏高原和云贵高原大地形的影响很大。为了分析大地形对孟加拉湾风暴路径、结构变化和降水分布的作用和影响,文中利用WRF模式对2006年4月29—30日孟加拉湾风暴Mala的登陆过程进行数值模拟研究。试验结果表明:模拟风暴中心的路径和强度与实况虽有一定误差,但移动趋势均为东北方向,强度误差较小,表明WRF模式对本个例的模拟可以参考。通过不同地形高度敏感试验,分析风暴在登陆前后分别在全地形、半地形和零地形高度情况下的移动路径和速度、环流结构、动力结构以及在云南省产生的降水分布和强度。结果表明:风暴登陆前,大地形对风暴结构有间接影响,使高层出现倾斜。在风暴登陆过程中,地形的阻挡和摩擦作用能较明显影响风暴的移动路径和速度。风暴登陆后,地形抬升使风暴强度减弱,移动速度加快;结构由基本对称变为非对称,且斜压结构明显。地形对降水存在双重作用,一方面地形抬升使风暴产生的降水增加,另一方面地形摩擦使风暴强度减弱从而减少降水。     

孟加拉湾风暴时空分布和活动规律统计特征

利用1945-2006年JTWC公布的孟加拉湾风暴资料,对其进行统计分析.结果表明:孟加拉湾热带气旋(下称孟湾TC)生成个数年平均约为8.12个,全年均有发生,其中2～3月最少,之后开始增加,10月达到峰值;与孟湾TC不同,孟加拉湾热带风暴(下称孟湾TS)呈双峰型分布,峰值为5月和9～10月.从孟湾TS的强度上看,达到H4标准的超级强风暴1971-1986年仅出现1次,而1987-2006年则出现了8次.孟湾TS生成位置、平均维持时间和最长维持时间的月际变化均呈双峰型分布,4～5月和10～11月为峰值.孟湾TS的生成位置10～11月峰值大于4～5月,而平均维持时间和最长维持时间则是4～5月峰值大于10～11月.孟湾TC登陆方向大部分为西北或偏西路径,占56.7%.孟湾TS登陆方向与TC有一些不同,主要差异是西北路径和未登陆次数减少,偏西和东北路径增加.由于4～5月是孟湾TS东北路径登陆的一个峰值,因此,与云南雨季开始期关系密切,对云南初夏降水影响很大.     

5月孟加拉湾风暴不同移动路径典型个例的大气环境场对比分析

利用JTWC最佳路径数据集及欧洲中心ERA-Interim再分析资料,分析了5月孟加拉湾气旋和风暴的活动特征,并重点分析了4个不同路径的典型孟加拉湾风暴大气环境场差异,初步探讨了影响风暴移动的关键大气环流因子。研究表明:5月孟加拉湾风暴路径分为北上、东北移、西北移、转向4种,其中东北移路径最多,北上路径最少;孟加拉湾风暴的生成和移动与阿拉伯副热带高压和西太平洋副热带高压的相对强弱和位置,以及中高纬度槽脊波动密切联系,同时还与孟加拉湾风暴的生成位置有一定关系,10°N以北孟加拉湾海域生成的风暴容易东北移,10°N以南孟加拉湾海域生成的风暴却容易西北移,这与西太平洋副热带高压边缘不同引导气流的作用有关;孟加拉湾风暴移动路径还与高空急流变化有关,风暴有趋于高空急流右侧辐散区运动的趋势;孟加拉湾风暴生成于弱的垂直纬向风切变区,纬向风移动增强的方向指示孟加拉湾风暴移动的方向。     

孟加拉湾风暴对高原地区降水的影响

利用卫星遥感数据TRMM(3B42)与地面观测数据变分订正后的降水量资料、TBB资料、NCEP/NCAR再分析资料,对1998 2010年25个孟加拉湾风暴的登陆路径、强度、冷空气入侵及大气季节变化对高原地区降水的影响进行了分类统计分析,结果表明:(1)孟加拉湾风暴是造成高原地区降水的重要天气系统,最活跃的时段集中在5月和10 11月,对高原地区的影响主要以降水为主;(2)在孟加拉湾风暴登陆的3条路径中,东北路径对云贵高原和青藏高原东南部地区影响最大,西北路径登陆风暴主要影响青藏高原南部地区,偏西路径登陆风暴对高原地区影响最小;(3)东北路径登陆风暴,热带风暴强度比飓风强度给高原地区带来更强的降水,而西北路径飓风强度风暴的影响较大;(4)当东北路径孟加拉湾风暴与云贵高原地区冷空气相遇时,其降水量比无冷空气配合时大2个等级;(5)孟加拉湾风暴活动时段存在5月和10 11月两个峰值,因季节性的大气环流(引导气流)和水汽输送(强弱)以及热带气旋生成基本条件的不同,导致了高原地区降水程度的差异。     

2002年5月孟加拉湾风暴对我省降水的影响

2002年5月12－13日我省出现了大范围的暴雨天气过程，运用卫星云图、常规资料、T213数值预报产品综合分析了5月孟加拉湾风暴对我省降水的影响。     

孟加拉湾风暴引发云南初夏强降水初探

利用JTWC、NCEP/NCAR再分析资料、TRMM变分同化资料,对2000-2010年初夏孟加拉湾风暴过程中,有、无冷空气配合时对云南强降水的不同作用进行了合成对比分析。结果表明,初夏影响云南强降水的孟加拉湾风暴,均在孟加拉国东南部、缅甸中北部沿海一带登陆,其中约78%强降水都是在风暴登陆以后产生的。除东部边缘外,云南大部分地区都易受孟加拉湾风暴影响,当有冷空气作用时,云南大到暴雨的范围更广、强度更强,环流的演变与风暴强降水区密切相关。进一步对比分析表明,当无冷空气配合时,强降水当天南风明显增强,且最大风速中心随高度向北倾斜,垂直风切变小,湿层深厚,风暴暖湿气流带来的对流不稳定是滇西产生强降水的重要原因,此外地形强迫抬升也起着重要作用。当有冷空气配合时,强降水开始时刻,沿着云南地形有一向北倾斜的θse密集带,倾斜等熵面南侧有暖湿风暴云团向北倾斜上滑,而北端对流层中低层为干冷气流,它们在倾斜的等熵面上交汇,偏向暖湿气流区存在向北倾斜的上升运动区,强降水过程中,北端锲入气流更为干冷,与开始时刻相比,上升运动更为陡立;湿位涡方面,滇南北侧高层有高值湿正压项MPV1沿着倾斜的等熵面向降水区下传,下滑冷空气的强迫加强了南侧暖湿气流的上滑,同时,强降水以北的高层有MPV2负值中心沿θse等值线密集带从对流层高层倾斜侵入对流层低层,冷暖空气在对流层中低层相遇,产生条件性对称不稳定,导致滇中以南地区出现强降水。     

8805号登陆台风特大暴雨的数值模拟

应用中尺度模式ＭＭ４,使用了一种简单的模式台风处理方法,成功地模拟了８８０５号台风登陆前后的演变及其伴随的特五暴雨过程,即对分析的台风中心物理量场进行修正而形成与实况极为一致的初值,以期能更好地模拟台风过程。从模拟结果可以看出,台风降水强度中心基本上是随台风登陆移动而变化的,每一时期的降水中心基本上与台风移动的路径一致或略偏前方,在登陆时的降水最大,这种降水变化与台风上升运动的烛一致的,上升运动越     

秋季孟加拉湾风暴影响云南降水差异的对比分析

利用关岛联合台风警报中心提供的北印度洋热带风暴资料、NCEP/NCAR再分析资料和云南125个气象站的逐日降水资料,选取两次秋季强孟加拉湾风暴个例,对其移动路径和影响云南降水进行了对比分析。结果表明,两次孟加拉湾风暴的强度相近,移动路径和登陆位置不同,受其影响云南降水在强度和范围上存在明显差异。200 hPa南压高压位置、引导气流的差异导致了孟加拉湾风暴移动路径和登陆位置不同;孟加拉湾风暴环流与冷空气相互作用是产生云南强降水的重要机制;低层孟加拉湾风暴东侧西南大风区的移动对降水的形成也具有重要作用,一方面将风暴中大量的水汽和能量输送到云南,另一方面大风区的风速辐合有助于维持必要的动力学条件。受500 hPa西太平洋副热带高压西伸脊点和低层西南风强度的影响,水汽输送、辐合强度和维持时间存在差异,高低空不同的环流形势配置导致了风暴影响云南降水的动力结构、垂直运动等方面存在明显差异,而这些差异是两次孟加拉湾风暴造成云南不同降水分布特征的重要原因。     

Impacts of Soil Moisture on the Numerical Simulation of a Post-Landfall Storm

Surface heat and moisture fluxes are important to the evolution of a tropical storm after its landfall. Soil moisture is one of the essential components that influence surface heating and moisture fluxes. In this study, the impact of soil moisture on a pre-landfall numerical simulation of Tropical Storm Bill(2015), which had a much longer lifespan over land, is investigated by using the research version of the NCEP Hurricane Weather Research and Forecasting(HWRF) model. It is found that increased soil moisture with SLAB scheme before storm's landfall tends to produce a weaker storm after landfall and has negative impacts on storm track simulation. Further diagnoses with different land surface schemes and sensitivity experiments indicate that the increase in soil moisture inside the storm corresponds to a strengthened vertical mixing within the storm boundary layer, which is conducive to the decay of storm and has negative impacts on storm evolution. In addition, surface diabatic heating effects over the storm environment are also found to be an important positive contribution to the storm evolution over land, but their impacts are not so substantial as boundary layer vertical mixing inside the storm. The overall results highlight the importance and uncertainty of soil moisture in numerical model simulations of landfalling hurricanes and their further evolution over land.     

2003年10月风暴潮的形成及数值模拟分析

2003年10月11日发生在河北省中南部地区的特大暴雨是京津冀近50年来同期所罕见的,同时渤海湾还出现了风暴潮过程.对该过程应用非静力MM5的二重网格双向嵌套进行了全物理过程的数值模拟,并应用天津市多普勒雷达资料和常规气象资料进行了分析研究.结果表明：（1）MM5模式能够较好地模拟出风场、气压场、降水量场,在预报业务实践中有很好地参考价值;（2）海面偏东风的长时间维持,使海水堆积、海平面抬高,加上天文大潮的叠加而引发风暴潮;（3）风暴潮期间速度方位风廓线近地面的E-NE风随时间有增厚现象,在增厚的同时使降水减小,风暴潮发生.     

一次强风暴的垂直环境特征数值模拟分析

应用MM 5模式对东北冷涡诱发的 2 0 0 2年 7月 1 2日强风暴进行了数值模拟 ,较成功地模拟出中尺度强对流风暴。发现冷涡后部中层干冷空气绝热下沉是东北冷涡 70 0hPa附近干暖盖形成和维持的重要机制 ,而低层暖湿气流爬升及干暖盖的抑制作用是东北冷涡强对流不稳定能量积累的重要机制。风暴发生前持续的低层西南风到中层西北风的风垂直切变产生的差动平流 ,加剧了层结不稳定 ,而风暴临近风垂直切变方向的快速逆转使热成风不平衡 ,必须通过激发垂直环流以适应其变化 ,对风暴发展有重要作用。     

一次热带风暴造成辽宁暴雨的数值模拟研究

利用非静力平衡的中尺度模式MM5V3,对1997年8月20日Winnie台风减弱的热带风暴,进行了48h数值模拟。结果表明：MM5不仅比较好地模拟出高空形势场,还成功地模拟出了强降水的时间和强度。应用模拟出的物理量对这次过程进行了诊断分析,并对暴雨形成机制进行了讨论。     

一次强对流过程的三维数值模拟

利用中国科学院大气物理研究所建立的完全弹性三维雹云数值模式（IAP-CSM3D），模拟了2004年4月23日横扫湘中湘南大部分地区的飑线强对流过程的流场、雷达回波和含水量等宏、微观物理量的分布及其演变。分析了冰雹形成的微物理过程，结果表明，冰雹粒子主要由冻滴（CNfh）和霰（CNgh）转化形成，其中冻滴的贡献比较大，冰雹主要是通过撞冻过冷水过程（CLch、CLrh）长大。将多普勒雷达实测资料同模拟的气流结构进行比较可见，雷达观测到散度随高度的变化与模式模拟的气流结构一致；模式输出的雷达回波强度及回波顶高与雷达观测事实相近。     

一次黄沙输送过程的数值模拟研究

运用MM4中尺度动力学模式结合沙尘气溶胶传输模式,模拟分析了1992年4月10日发生的一次沙尘暴天气及沙尘气溶胶（黄沙）输送过程。得出蒙古气旋冷锋后的大风是沙尘扬起的主要动力,地形抬升、白天混合层内的湍流扩散和锋区强烈的上升气流将沙尘输送到高层。沙尘气溶胶的水平输送主要通过对流层下层和上层两层向下游输送。低层沙尘随冷锋一起向下游输送,移速较慢;高层沙尘主要通过西风气流迅速输送到下游区域。     

北京一次强单体雹暴的三维数值模拟

利用中国科学院大气物理研究所建立的完全弹性三维雹云数值模式,模拟了1996年6月29日发生在北京东北部京冀交界地区的一次强单体雹暴过程,并结合多普勒雷达探测资料,分析了风暴的流场结构、雷达回波结构特征、含水量场等宏微观物理量的分布及其演变.模式模拟出了超级单体风暴云的一些典型特征,如悬垂回波、弱回波区、回波墙等.同时,模拟分析了冰雹形成的微物理过程,结果表明,本个例模拟雹云中,冰雹粒子主要由冻滴(CNfh)和霰(CNgh)转化形成,但冻滴对冰雹形成的贡献比霰大得多,冰雹含水量中心的发展演变与冻滴含水量中心的发展演变相一致,冰雹主要是通过撞冻过冷水过程(CLch、CLrh)而进一步长大的.