卫星红外云图上台风中心定位技术研究和应用

利用红外卫星云图的灰度分布和对应亮温特征,系统地研究、归纳了基于红外卫星云图的台风中心定位方法和技术.对结构特征不同的台风云系,拟订了不同的定位方法.对各定位方法的算法和实现步骤进行优化和拓展后,将其转化成实际业务工作中可操作的一整套（共计7种）台风中心定位的业务系统.整套方法以人机交互为主,部分实现了全自动化.实践证明,无论是何种结构特征的台风云系,选择其中某种方法,都能较准确地定出台风中心.     

1957-1996台风对中国降水的影响

台风活动中国气候的重要特点之一，它能带来大量降水并造成严重的财产损失。在一些地区，台风降水甚至可以在总降水量中占很大比例。本文目的是研究那些对中国产生影响的台风并重点关注台风对中国降水的影响。文中涉及四个方面的工作。首先，研究了影响中国台风的频率，结果表明台风影响的主要季节为5－11月，尤其以7－9月频繁；在过去40年中影响台风的频率没有明显的变化趋势。第二，对台站台风降水的气候特征分析结果显示，海南和东南沿海地区受台风的影响最大，而且长江以南大部地区每年都受到台风的影响；另外，影响区域大部分地区的台风降水在过去40年中表现出下降的趋势，但是只有东北地区南部这种趋势是显著的。第三，对台风个例的分析表明，个例降水总量和影响面积之间存在着显著的线性关系。最后，对台风造成的中国范围降水总量进行了分析，初步结果显示台风降水总量在1957－1996年间显著减少。     

一次暴雨过程受不同系统影响的动力热力场结构特征

本文使用常规观测资料、卫星云图、自动气象站降水量以及0.25°×0.25°的NCEP/NCAR再分析资料,对出现在东北地区北部受不同系统影响的连续2d暴雨过程的热力和动力场结构特征展开研究。结果表明:24日为暖锋锋生暴雨,暴雨范围大;25日为台风暴雨,暴雨出现在台风移动路径上,为狭长带状。暴雨是由MCS活动造成的,每次短时强降水均与TBB低值中心相对应,台风倒槽内的MCS强度比暖锋云系内的MCS弱,但是降水强度却更大。台风安比携带大量暖湿空气,其东侧的低空急流向北输送热量和水汽,水汽辐合集中在边界层内,台风暴雨的水汽辐合强度比暖锋暴雨更强烈,所造成的雨强更大。暖锋暴雨期间,小兴安岭迎风坡地形的辐合抬升作用明显;高层强辐散及地形辐合抬升作用对暴雨有较大贡献。台风暴雨期间,低空辐合,特别是水汽辐合作用对暴雨有较大贡献;辐合区位于台风倒槽附近,倒槽表现为冷锋性质。     

Relationship Between the Number of Summer Typhoons Engendered over the Northwest Pacific and South China Sea and Main Climatic Conditions in the Preceding Winter and Spring

Based on the monthly NCEP/NCAR reanalysis data, OLR (outgoing longwave radiation) data, and tropical cyclone data from the Typhoon Annual and Tropical Cyclone Annual edited by China Meteorological Administration, the relationship between the number of tropical cyclones (with the strongest wind ≥17 m s-1, including tropical storm, strong tropical storm, and typhoon, simply called typhoon in this paper)engendered over the Northwest Pacific and South China Sea in summer and the associated climate conditions is studied. First, the characteristics and di?erences of the climatic conditions between the years with more typhoons and those with fewer typhoons are compared. The results show that the summer typhoon has a close relationship with SST (sea surface temperature) and ITCZ (intertropical convergence zone) anomalies in the preceding winter and spring. With a La Niena like SST anomaly (SSTA) pattern in the preceding winter and spring, the ITCZ will move northwestward and be enhanced around 160°E in the equatorial central Pacific from the preceding winter to spring.The activity of the Pacific ITCZ is in general stronger and its location is more northward than usual, especially in the typhoon genesis region in West Pacific. This background is propitious to have more typhoons in summer. On the other hand, an El Nieno like SSTA pattern in the preceding winter will be companied with weaker ITCZ activities, and its location is more southward over the equatorial western Pacific from the preceding winter to spring; this background is propitious to have fewer typhoons in summer. In the year with more typhoons, the warm SST over West Pacific in the preceding winter provides a favorable condition for typhoon fromation in the following summer. It enhances the convergence in the troposphere and increases the water vapor supply to the warm SST region. In the following spring, the perturbation of the tropical ITCZ plays a more important role.When the ITCZ moves northward in spring, anomalous convergence will appear over the warm SST region and inspire the positive feedback between the large-scale moisture flux at low levels and the latent heat release in the atmosphere, which benefits the typhoon genesis in summer. Otherwise, if cold SST maintains over the northwestern Pacific during the preceding winter and spring, the convergence in the troposphere is disfavored and the water vapor supply to the cold SST region is reduced, which will bring about weaker ITCZ activities and the perturbation is lacking in the following spring. It then results in fewer summer typhoons.     

日本数值预报产品在MM5模式中的应用

针对目前中尺度数值模式MM5所用初始场局限于NCEP和T213的现状,提出了应用日本数值预报产品(JMA,下同)格点资料做初始场的想法,并对试验过程进行了介绍。对台风Ranan im(0414)登陆浙江的路径、移速、强度和降水等方面的数值模拟结果表明,应用了JMA资料的MM5模式在原有基础上提高了预报精度,尤其在台风登陆时间和登陆地点上提高更为明显。     

Grads在绘制站点等值线图及热带气旋路径中的应用

以绘制广西雨量等值线图为例,介绍利用GrADS处理站点资料、绘制热带气旋路径的方法,以及介绍开发自定义背景地图文件的关键技术。通过使用背景地图文件,可大大简化绘图程序,并实现将高分辨率的地理信息添加到分析图中。     

2001年台风暴雨的分析

利用常规资料、HLAFS格点资料和GMS－5静止卫星红外云图，对2001年我国台风暴雨的天气气候特征、热带低压造成的“8.5”上海特大暴雨及0103号台风“榴莲”的强暴雨形成的物理条件进行了诊断分析研究，并探讨了动力学、热力学和大气层结稳定度等物理因子在这两次强暴雨过程中的主要作用。分析结果对实时预报业务和科研工作有一定启示意义。     

近10a西北太平洋海域登陆台风的环境场特征分析

对1995~2004年5~10月西北太平洋海域登陆台风的大尺度环境场的特征进行了分析。结果表明:海表温度(SST)在台风发生的区域要高于周围其它区域,而且都在26.5℃以上,即高的海表温度有利于台风的发展;在台风的发现点主要集中的区域范围,相对涡度几乎都为正值,正的相对涡度有利于台风的发展;对流层中层相对湿度大,有利于上升浮力和潜热释放的维持,使热带气旋得以发展;弱的环境风垂直切变有利于台风强度的增大,并且两者之间的影响存在着一定的时间滞后。     

3个登陆台风引发阳江特大暴雨的水汽输送对比分析

利用区域自动站资料及NCEP再分析资料,对0915号"巨爵"、1006号"狮子山"和1011号"凡亚比"登陆后引发阳江特大暴雨的水汽输送特征进行了对比分析,并应用HYSPLIT-4轨迹模式验证了水汽来源。结果表明:1)它们引发阳江特大暴雨期间,低纬西南季风活跃。"巨爵"影响时由来自印度洋与副高西侧偏南气流汇合产生强降雨,水汽来源于中南半岛和孟加拉湾;"狮子山"影响时西南水汽输入明显减弱,主要由偏东气流携南海近海水汽的注入引发了局地短而强的降雨,水汽来源于南海近海;"凡亚比"登陆后,北部湾超低空急流的暴发,有利于强西南气流携带水汽经粤西往"凡亚比"输送,引发粤西地区特大暴雨,水汽主要来源于北部湾。2)强降雨都是始于阳江特大暴雨区纬向风转东风或经向风转南风阶段。"巨爵"、"凡亚比"引发阳江强降雨前后,850 h Pa南海、北部湾经向风南风明显增大,加强了海上水汽的向北输送。"狮子山"影响时则是由于近海短时间转东风,水汽由东输入并加强了辐合。3)水汽输送以"巨爵"最强、"狮子山"最弱,水汽辐合层次"巨爵"和"狮子山"较"凡亚比"要浅薄。它们的低层水汽辐合中心与特大暴雨区有很好的对应关系。     

积云参数化和微物理方案不同组合应用对台风路径模拟效果的影响

利用美国国家环境预测中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合研发的天气研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF),研究了不同积云对流参数化方案和微物理过程方案对0514号台风"彩蝶"路径的影响.结果表明,积云对流参数化方案对台风路径影响较大,KF方案比BM方案能更好地模拟出台风路径;使用KF方案时,选择微物理方案比不选微物理方案对于台风路径有更好的模拟结果,其中,Ferrier、WSM6和Lin非常接近于实况;KF方案较好地模拟出副热带高压(简称副高)的西伸和东退的变化以及台风环流的风场分布和强度.